本发明涉及固定化微生物修复环境污染的技术领域，尤其涉及利用一种表面活性剂强化有机污染降解菌包埋颗粒的制备方法及应用。
背景技术：
随着工农业的迅速发展，我国环境污染日趋严重。其中，土壤有机污染修复方面已成为当今研究的热点。在现有物理、化学和生物修复技术的基础上，如何克服单一技术的不足，将其联用并加以强化，以缩短修复时间和提高修复效率是我们所考虑的关键问题。固定化微生物技术就是应用联合修复一种的方式。
固定化微生物技术是利用物理或化学的方法将游离的细胞或微生物固定到载体上，从而大大增加微生物的数量，保持其活性和稳定性并可反复利用的方法。影响固定化效果的关键因素包括固定化方法、固定化载体和微生物选择等。固定化微生物的制备方法主要包括吸附法、包埋法、交联法和共价结合法。其中，包埋法是最常用的一种方法，具有操作简单，微生物浓度高，与载体结合较稳定的优点，但包埋过程中可能会损害微生物细胞活性。因此，选择一种具有高吸附能力并对微生物影响小且有利于其生存的材料作为包埋固定化载体将有利于包埋技术的实现。
生物炭是以生物质(如植物秸秆和动物粪便等)作为原料在完全或部分缺氧的情况下经热解产生的富含碳质材料。因其孔隙结构发达，比表面积大和离子交换量高等理化学性质，可作为一种高效的吸附剂，同时其表面的微孔结构及含有的大量碳、氮等营养元素，有利于微生物的栖息与繁殖。因此，生物炭是一种理想的固定化载体。
目前，生物炭固定化微生物已被应用于污染水体及土壤的修复中。一些研究已经指出，通过一些化学调节剂可以增强生物炭对有机物的吸附能力和微生物的降解性能。但迄今为止，还没有研究通过在微生物包埋体系中加入表面活性剂的方法来同时强化包埋颗粒的吸附性能和微生物的降解活性。
技术实现要素：
本发明的目的在于利用包埋法制备Trion X-100(聚乙二醇辛基苯基醚)强化生物炭固定化有机污染物降解菌颗粒去除水中有机污染物。由于Trion X-100对生物炭表面的改性和对微生物细胞疏水性等方面的影响，既增强了生物炭对污染物的吸附作用和生物炭固定化有机污染物降解菌的稳定强度，又促进了降解菌对污染物的降解作用，从而整体上提高了生物炭固定化有机污染物降解菌颗粒对水中有机污染物的去除效率。
本发明提供了一种TX-100改性海藻酸钠包埋假单胞菌颗粒的制备方法，步骤如下：
步骤1)将一种铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa JXQ)培养于含苊的无机盐培养基中，30-40小时后离心重悬浮；
步骤2)利用无机盐培养基调节菌悬液令OD600＝0.2～1，加入Triton X-100，令Triton X-100浓度为50mg/L～200mg/L；
步骤3)将生物炭与含Triton X-100的铜绿假单胞菌悬液按质量比1:100混合，搅拌后，再将混合液与海藻酸钠溶液按体积比2：1混合；
步骤4)将制得的混合液逐滴滴加到氯化钙溶液中，得到TX-100改性海藻酸钠包埋假单胞菌颗粒，室温静置固化。
本发明中的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa JXQ)于2015年12月28日保藏在中国典型培养物保藏中心，保藏号CCTCC NO：M2015786，保藏地址为中国武汉武汉大学。
进一步，所述步骤3)中生物炭为水稻秸秆、竹粉、米糠在500℃缺氧条件下裂解制得的。
进一步，所述步骤3)中海藻酸钠溶液的浓度为3.5％。
进一步，其中具体步骤如下：
步骤1)将一种铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa JXQ)30℃条件下培养于含3.5mg/L苊的无机盐培养基中，36小时后离心重悬浮；
步骤2)利用无机盐培养基调节菌悬液令OD600＝0.2～1，加入Triton X-100，令Triton X-100浓度为50mg/L～200mg/L；
步骤3)将生物炭与含Triton X-100的铜绿假单胞菌悬液按质量比1:100混合，搅拌吸附30min后，转入到3.5％的海藻酸钠溶液中摇匀，混合液与海藻酸钠溶液按体积比2：1混合；
步骤4)将上述混合液逐滴滴加到2％的氯化钙溶液中，得到TX-100改性的海藻酸钠包埋假单胞菌颗粒，室温25℃条件下静置固化12h后，滤出颗粒并用超纯水冲洗3次。
本发明还提供一种TX-100改性海藻酸钠包埋假单胞菌颗粒，所述颗粒通过以下制备方法制备得到：
步骤1)将一种铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa JXQ)培养于含苊的无机盐培养基中，30-40小时后离心重悬浮；
步骤2)利用无机盐培养基调节菌悬液令OD600＝0.2～1，加入Triton X-100，令Triton X-100浓度为50mg/L～200mg/L；
步骤3)将生物炭与含Triton X-100的铜绿假单胞菌悬液按质量比1:100混合，搅拌后，再将混合液与海藻酸钠溶液按体积比2：1混合；
步骤4)将制得的混合液逐滴滴加到氯化钙溶液中，得到TX-100改性海藻酸钠包埋假单胞菌颗粒，室温静置固化。
进一步，所述步骤1)中铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa JXQ)保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏号CCTCC NO：M2015786。
进一步，所述步骤3)中生物炭为水稻秸秆、竹粉、米糠在500℃缺氧条件下裂解制得的。
本发明还提供一种上述的TX-100改性海藻酸钠包埋假单胞菌颗粒在去除废水中苊的应用。
进一步，将TX-100改性海藻酸钠包埋假单胞菌颗粒按10g/L的比例直接投入有机废水中，混合搅拌6h后，可去除废水中的苊。
本发明在充分研究TrionX-100对有机污染物降解菌性能、TrionX-100与包埋剂海藻酸钠交互作用、TrionX-100浓度与包埋体系匹配性的基础上，发明了Triton X-100强化有机污染降解菌包埋颗粒，并将这种新型生物材料应用于有机污染废水的处理中，取得了很好的处理效果。本发明的生物炭固定化有机污染物降解菌颗粒的制备方法简单，得到的TX-100改性海藻酸钠包埋假单胞菌颗粒相较于一般固定化微生物材料成型好，稳定性高，强度高，受外界环境干扰小，可回收且重复利用性，也更适合应用于反应器中；对废水中有机污染物的去除效率有显著提高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细描述：
实施例1
将铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa JXQ)在30℃条件下培养于含3.5mg/L苊的无机盐培养基中，36小时后离心，重悬浮。用无机盐培养基调节菌悬液，得到OD600为0.2的菌液20mL。在上述菌液中加入0.4mL的5g/L Triton X-100溶液(Triton X-100浓度为100mg/L)。将0.2g生物炭加入上述含Triton X-100的20mL菌液中(质量比1:100)，搅拌吸附30min。将上述混合液加入到10ml 3.5％的海藻酸钠溶液中混匀后，用1000μl移液枪滴入到2％的氯化钙溶液中，得到Triton X-100强化生物炭固定化有机污染物降解菌颗粒，室温25℃条件下静置固化12h后，用超纯水冲洗3次，抽滤干燥。
将制备得到的生物炭固定化有机污染物降解菌颗粒全部投入200mL含苊3.5mg/L的有机废水中混合搅拌3d，对苊的去除率可达到89.6％。作为对照，不加Triton X-100强化条件下用海藻酸钠包埋制备的生物炭固定化降解菌颗粒，在同样条件下对苊的去除率70.0％。可见，利用Triton X-100强化后，固定化有机污染物降解菌颗粒对苊的去除率提高了28％。
实施例2
将铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa JXQ)在30℃条件下培养于含3.5mg/L苊的无机盐培养基中，36小时后离心，重悬浮。用无机盐培养基调节菌悬液，得到OD600为1的菌液20mL。在上述菌液中加入0.4mL的5g/L Triton X-100溶液(Triton X-100浓度为100mg/L)。将0.2g生物炭加入上述含Triton X-100的20mL菌液中(质量比1:100)，搅拌吸附30min。将上述混合液加入到10ml 3.5％的海藻酸钠溶液中混匀后，用1000μl移液枪滴入到2％的氯化钙溶液中，得到Triton X-100强化生物炭固定化有机污染物降解菌颗粒，室温25℃条件下静置固化12h后，用超纯水冲洗3次，抽滤干燥。
将制备得到的生物炭固定化有机污染物降解菌颗粒全部投入200L含苊3.5mg/L的有机废水中混合搅拌48h，对苊的去除率可达到93.8％。作为对照，不加Triton X-100强化条件下用海藻酸钠包埋制备的生物炭固定化降解菌颗粒，在同样条件下对苊的去除率72.5％。可见，利用Triton X-100强化后，固定化有机污染物降解菌颗粒对苊的去除率提高了29.3％。
实施例3
将铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa JXQ)在30℃条件下培养于含3.5mg/L苊的无机盐培养基中，36小时后离心，重悬浮。用无机盐培养基调节菌悬液，得到OD600为1的菌液20mL。在上述菌液中加入0.8mL的5g/L Triton X-100溶液(Triton X-100浓度为200mg/L)。将0.2g生物炭加入上述含Triton X-100的20mL菌液中(质量比1:100)，搅拌吸附30min。将上述混合液加入到10ml 3.5％的海藻酸钠溶液中混匀后，用1000μl移液枪滴入到2％的氯化钙溶液中，得到Triton X-100强化生物炭固定化有机污染物降解菌颗粒，室温25℃条件下静置固化12h后，用超纯水冲洗3次，抽滤干燥。
将制备得到的生物炭固定化有机污染物降解菌颗粒全部投入200mL含苊3.5mg/L的有机废水中混合搅拌6h，对苊的去除率可达到91.1％。作为对照，不加Triton X-100强化条件下用海藻酸钠包埋制备的生物炭固定化降解菌颗粒，在同样条件下对苊的去除率52.4％。可见，利用Triton X-100强化后，固定化有机污染物降解菌颗粒对苊的去除率提高了73.9％。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。