本发明涉及环保技术领域，具体而言涉及一种汞污染海水的生物处理方法。
背景技术：
汞是具有持久性、生物累积性和生物扩大作用的有毒污染物,对人体健康和生态环境具有很大的负面影响。随着我国经济的发展，钢铁、电力等重工业投资规模的增大，产品产量也不断增加，随之而来的工业用水也不断增加，这些产生的工业废水通过排污管道不断排入江河，最终汇入海洋，汞对海洋环境的污染越来越严重。目前治理海水中汞的方法主要有化学沉淀法、吸附法、离子交换法、膜分离法、生物吸附法等。沉淀法工艺简单，操作方便，但淀渣会造成二次污染。吸附法受海水盐度影响，吸附剂选择性不高。离子交换法净化程度高，无二次污染，可回收使用，但实际使用成本太高。膜分离法采用电渗析法、反渗透法、纳滤法等，净化程度高，但运行成本太大。
生物吸附法是环境领域近年发展起来的一种处理重金属的新技术，通过自然界中各种生物体或其死亡体来吸附重金属。因此目前需要一种具有吸附容量大，选择性强，效率高，成本低的特点的活体生物对汞进行吸附，以解决汞污染的问题。
技术实现要素：
为了解决上述问题，提供一种汞污染海水的生物处理方法，本发明采用一下技术方案：
一种汞污染海水的生物处理方法，包括以下步骤：
（1）分离微生物：利用涂布及画线分离方法分离得到所需的微生物；
（2）微生物的培养：将步骤（1）中分离得到的微生物接种到培养基中，然后进行培养，将菌株进行活化后，选取单菌落取出，接种到新培养基中进行培养，将新培养基中的菌制备为菌液；
（3）重金属污染修复：将步骤（2）中得到的菌液加入重金属污染海水中，进行重金属污染的修复。
首先本发明采用了生物方法对海水中的重金属物质进行处理，本发明通过将微生物进行分离培养，防止了其他杂菌的干扰，提高了本发明微生物的处理效率，从而提高了本发明的重金属处理的效果，同时本发明将菌体培养后更换了培养基进行培养，有助于避免杂菌的干扰，而且有利于菌体的快速成长，减短了菌剂的制备周期，提高了本发明对于汞污染海水的处理效率。
作为优选，所述的微生物是芽孢杆菌，黄曲霉，链状假丝酵母中的一种或几种组合。
本发明选用芽孢杆菌，黄曲霉，链状假丝酵母来进行海水汞污染的修复，首先这些微生物在海水中具有良好的活性，其次在本发明人研究过程中发现芽孢杆菌，黄曲霉，链状假丝酵母对于海水中的重金属具有吸附作用，其中链状假丝酵母的吸附作用好，具有吸附容量大，选择性强，效率高，成本低的特点,芽孢杆菌和链状假丝酵母可以将重金属物质富集于细胞表面，然后通过芽孢杆菌的代谢作用进行氧化还原反应改变重金属离子价态从而降低重金属离子的环境毒性，再通过矿化沉淀作用固定重金属离子，起到消除汞重金属污染的作用。
作为优选，所述的微生物为芽孢杆菌和链状假丝酵母，其中所述的芽孢杆菌和所述的链状假丝酵母的加入的数量比为4∶5~5∶6。
在本发明的实施过程中，发现将芽孢杆菌和链状假丝酵母共用具有更高的处理效率，在两种菌混合使用时，芽孢杆菌和链状假丝酵母共同对重金属进行吸附，而且芽孢杆菌和链状假丝酵母所需的营养物质不同，将菌剂混合不会因为同时消耗同一种营养物质造成菌剂的生长速度减慢，提高本发明处理汞污染的效率，而且有助于提高菌剂在海水中的使用寿命，减少了处理汞污染的成本。
作为优选，所述的芽孢杆菌采用以下方法培养：将标准菌株接种lb固体培养基，分别置于25~28°c培养箱中培养24~48h，然后将菌株连续活化两次后，挑取在lb固体培养基平板上生长出的单菌落，接种到lb液体培养基中，在15~28°c，在转速为130~160rpm摇床振荡培养24-48h，离心收集菌体，重悬，并调整芽孢杆菌菌液浓度使得芽孢杆菌菌液的od600在0.8~1.0。
作为优选，所述链状假丝酵母采用以下方法培养：将标准菌株接种于马铃薯葡萄糖琼脂培养基上，培养箱中培养18~24h，保持培养温度25℃~28℃，菌株连续活化两次后，接种在马铃薯葡萄糖液体培养基上，保持培养温度25℃~28℃，在转速为120~160rpm摇床上培养18-24h，离心收集菌体，重悬，并调整链状假丝酵母菌液浓度使得链状假丝酵母菌液的od600在0.8~1.0。
在本发明中将微生物活化两次可以使微生物具有良好的活性和数量，另外本发明中将芽孢杆菌和链状假丝酵母在不同条件下培养，可以使得菌株在适合的条件下生长，缩短了微生物的培育时间，增强了微生物的数量和活性。
作为优选，所述的lb液体培养基包括以下重量份的原料：酵母膏5~6重量份，氯化钠10~12重量份，蛋白胨10~12重量份；
所述的lb固体培养基包括以下重量份的原料：酵母膏5~6重量份，氯化钠10~12重量份，蛋白胨10~12重量份，琼脂粉1~2重量份。
作为优选，所述的马铃薯葡萄糖培养基包括以下重量份的组分：马铃薯粉5~6重量份，葡萄糖18~20重量份，琼脂粉2~3重量份。
作为优选，所述的马铃薯葡萄糖培养基、lb固体培养基和所述的lb液体培养基在制备完成后均经过灭菌处理，所述的灭菌处理采用高温蒸汽灭菌的方法，所述的lb固体培养基和所述的lb液体培养基在121~126°c蒸汽加热下灭菌30~40min，所述的马铃薯葡萄糖培养基在115~120°c蒸汽加热下灭菌25~30min。
通过将培养基进行灭菌处理可以消除培养基上带有的微生物，提高所需要菌株的生长速度，此外本发明使用了蒸汽加热灭菌的方法通过蒸汽加热可以加快本发明培养基的灭菌速率，另外也减少了培养基中的营养成分的损坏流失，提高了培养效率。
作为优选，将在步骤（2）中的所述的链状假丝酵母菌液和所述的芽孢杆菌菌液混合后将载体加入到所述的混合菌液中，加入3~5重量份安息香二甲醚，4~5重量份四甲基乙二胺,2~3重量份过硫酸钾,快速搅拌均匀，进行固化，静置3~4h，而后在辐射光源下辐照1~2min，随后固化后的包埋菌取出代替菌液对海水实施重金属污染修复。
本发明通过将两种菌液混合再进行固化处理，将菌包埋在材料放入中可以延长微生物的寿命，防止微生物受海水影响而导致微生物因为不适应环境发生失活，同时使被包埋的微生物高度密集并保持极大的生物活性，在适宜条件下能够快速、大量增殖，提高了本发明对于海水内汞重金属的处理能力，同时也提高了本发明的稳定性。
作为优选，所述的载体采用以下方法制备：在75~80℃的水中加入10~15重量份的聚乙烯醇，搅拌至溶解，待溶液冷却后再加入20~30重量份的丙烯酰胺，然后加入3~5重量份的质量分数为4~8%的氯化钙溶液，搅拌至溶解，然后加入聚丁二酸丁二醇酯缓冲液至其为中性。
本发明的载体可以提高微生物在海水中的活性，在海水中给予微生物保护以提高本发明微生物对于海水中汞的生物处理能力。而且选用聚乙烯醇作为主要原料具有安全低毒、价格便宜、使用方便的优点，而且有利于本发明的微生物生物活性的保护，而采用氯化钙作为交联剂可以增强微生物在载体上的交联程度
本发明的有益效果在于：（1）本发明具有吸附容量大，选择性强，效率高，成本低的特点（2）本发明微生物的活性高，处理汞的重金属污染能力强（3）本发明采用了包埋微生物的方法，高了本发明对于海水内汞重金属的处理能力，同时也提高了本发明的稳定性。
具体实施方式
下面结合具体实施案例对本发明作进一步解释：
实施例1
一种汞污染海水的生物处理方法，包括以下步骤：
（1）分离微生物：利用涂布及画线分离方法分离得到所需的微生物，所述的微生物为芽孢杆菌和链状假丝酵母；
（2）微生物的培养：将步骤（1）中分离得到的微生物分别接种到培养基中，然后进行培养，将菌株进行活化后，选取单菌落取出，分别接种到新培养基中进行培养，将新培养基中的菌制备为菌液，将链状假丝酵母菌液和所述的芽孢杆菌菌液按照的4∶5比例混合后，将载体加入到所述的混合菌液中，加入3重量份安息香二甲醚，4重量份四甲基乙二胺,2重量份过硫酸钾,快速搅拌均匀，进行固化，静置3h，而后在辐射光源下辐照1min，随后固化后的包埋菌取出代替菌液对海水实施重金属污染修复。
（3）重金属污染修复：将步骤（2）中得到的包埋菌加入重金属污染海水中，进行重金属污染的修复。
其中，所述的芽孢杆菌采用以下方法培养：将标准菌株接种lb固体培养基，分别置于25°c培养箱中培养24h，然后将菌株连续活化两次后，挑取在lb固体培养基平板上生长出的单菌落，接种到lb液体培养基中，在15°c，在转速为130rpm摇床振荡培养24h，离心收集菌体，重悬，并调整芽孢杆菌菌液浓度使得芽孢杆菌菌液的od600在0.8。
其中，所述链状假丝酵母采用以下方法培养：将标准菌株接种于马铃薯葡萄糖琼脂培养基上，培养箱中培养18h，保持培养温度25℃℃，菌株连续活化两次后，接种在马铃薯葡萄糖液体培养基上，保持培养温度25℃，在转速为120rpm摇床上培养18-24h，离心收集菌体，重悬，并调整链状假丝酵母菌液浓度使得链状假丝酵母菌液的od600在0.8。
其中，所述的lb液体培养基包括以下重量份的原料：酵母膏5重量份，氯化钠10重量份，蛋白胨10重量份；
所述的lb固体培养基包括以下重量份的原料：酵母膏5重量份，氯化钠10重量份，蛋白胨10重量份，琼脂粉1重量份；
所述的马铃薯葡萄糖培养基包括以下重量份的组分：马铃薯粉5重量份，葡萄糖18重量份，琼脂粉2重量份。
其中，所述的马铃薯葡萄糖培养基、lb固体培养基和所述的lb液体培养基在制备完成后均经过灭菌处理，所述的灭菌处理采用高温蒸汽灭菌的方法，所述的lb固体培养基和所述的lb液体培养基在126°c蒸汽加热下灭菌30min，所述的马铃薯葡萄糖培养基在120°c蒸汽加热下灭菌25min。
其中，所述的载体采用以下方法制备：在75℃的水中加入10重量份的聚乙烯醇，搅拌至溶解，待溶液冷却后再加入20重量份的丙烯酰胺，然后加入3重量份的质量分数为4%的氯化钙溶液，搅拌至溶解，然后加入聚丁二酸丁二醇酯缓冲液至其为中性。
实施例2
一种汞污染海水的生物处理方法，包括以下步骤：
（1）分离微生物：利用涂布及画线分离方法分离得到所需的微生物，所述的微生物为芽孢杆菌和链状假丝酵母；
（2）微生物的培养：将步骤（1）中分离得到的微生物分别接种到培养基中，然后进行培养，将菌株进行活化后，选取单菌落取出，分别接种到新培养基中进行培养，将新培养基中的菌制备为菌液，将链状假丝酵母菌液和所述的芽孢杆菌菌液按照的4∶5比例混合后，将载体加入到所述的混合菌液中，加入5重量份安息香二甲醚，5重量份四甲基乙二胺,3重量份过硫酸钾,快速搅拌均匀，进行固化，静置4h，而后在辐射光源下辐照2min，随后固化后的包埋菌取出代替菌液对海水实施重金属污染修复。
（3）重金属污染修复：将步骤（2）中得到的包埋菌加入重金属污染海水中，进行重金属污染的修复。
其中，所述的芽孢杆菌采用以下方法培养：将标准菌株接种lb固体培养基，分别置于28°c培养箱中培养28h，然后将菌株连续活化两次后，挑取在lb固体培养基平板上生长出的单菌落，接种到lb液体培养基中，在15°c，在转速为160rpm摇床振荡培养24h，离心收集菌体，重悬，并调整芽孢杆菌菌液浓度使得芽孢杆菌菌液的od600在1.0。
其中，所述链状假丝酵母采用以下方法培养：将标准菌株接种于马铃薯葡萄糖琼脂培养基上，培养箱中培养18h，保持培养温度28℃，菌株连续活化两次后，接种在马铃薯葡萄糖液体培养基上，保持培养温度25℃，在转速为160rpm摇床上培养24h，离心收集菌体，重悬，并调整链状假丝酵母菌液浓度使得链状假丝酵母菌液的od600在1.0。
其中，所述的lb液体培养基包括以下重量份的原料：酵母膏6重量份，氯化钠10重量份，蛋白胨12重量份；
所述的lb固体培养基包括以下重量份的原料：酵母膏6重量份，氯化钠12重量份，蛋白胨10重量份，琼脂粉2重量份；
所述的马铃薯葡萄糖培养基包括以下重量份的组分：马铃薯粉6重量份，葡萄糖20重量份，琼脂粉3重量份。
其中，所述的马铃薯葡萄糖培养基、lb固体培养基和所述的lb液体培养基在制备完成后均经过灭菌处理，所述的灭菌处理采用高温蒸汽灭菌的方法，所述的lb固体培养基和所述的lb液体培养基在126°c蒸汽加热下灭菌30min，所述的马铃薯葡萄糖培养基在120°c蒸汽加热下灭菌30min。
其中，所述的载体采用以下方法制备：在80℃的水中加入15重量份的聚乙烯醇，搅拌至溶解，待溶液冷却后再加入30重量份的丙烯酰胺，然后加入3重量份的质量分数为8%的氯化钙溶液，搅拌至溶解，然后加入聚丁二酸丁二醇酯缓冲液至其为中性。
实施例3
一种汞污染海水的生物处理方法，包括以下步骤：
（1）分离微生物：利用涂布及画线分离方法分离得到所需的微生物，所述的微生物为芽孢杆菌和链状假丝酵母；
（2）微生物的培养：将步骤（1）中分离得到的微生物分别接种到培养基中，然后进行培养，将菌株进行活化后，选取单菌落取出，分别接种到新培养基中进行培养，将新培养基中的菌制备为菌液，将链状假丝酵母菌液和所述的芽孢杆菌菌液按照的5∶6比例混合后，将载体加入到所述的混合菌液中，加入4重量份安息香二甲醚，5重量份四甲基乙二胺,3重量份过硫酸钾,快速搅拌均匀，进行固化，静置3h，而后在辐射光源下辐照2min，随后固化后的包埋菌取出代替菌液对海水实施重金属污染修复。
（3）重金属污染修复：将步骤（2）中得到的包埋菌加入重金属污染海水中，进行重金属污染的修复。
其中，所述的芽孢杆菌采用以下方法培养：将标准菌株接种lb固体培养基，分别置于29°c培养箱中培养36h，然后将菌株连续活化两次后，挑取在lb固体培养基平板上生长出的单菌落，接种到lb液体培养基中，在15°c，在转速为130rpm摇床振荡培养24h，离心收集菌体，重悬，并调整芽孢杆菌菌液浓度使得芽孢杆菌菌液的od600在0.8。
其中，所述链状假丝酵母采用以下方法培养：将标准菌株接种于马铃薯葡萄糖琼脂培养基上，培养箱中培养18h，保持培养温度25℃，菌株连续活化两次后，接种在马铃薯葡萄糖液体培养基上，保持培养温度27℃，在转速为120rpm摇床上培养18h，离心收集菌体，重悬，并调整链状假丝酵母菌液浓度使得链状假丝酵母菌液的od600在1.0。
其中，所述的lb液体培养基包括以下重量份的原料：酵母膏6重量份，氯化钠12重量份，蛋白胨12重量份；
所述的lb固体培养基包括以下重量份的原料：酵母膏6重量份，氯化钠12重量份，蛋白胨12重量份，琼脂粉2重量份；
所述的马铃薯葡萄糖培养基包括以下重量份的组分：马铃薯粉6重量份，葡萄糖20重量份，琼脂粉3重量份。
其中，所述的马铃薯葡萄糖培养基、lb固体培养基和所述的lb液体培养基在制备完成后均经过灭菌处理，所述的灭菌处理采用高温蒸汽灭菌的方法，所述的lb固体培养基和所述的lb液体培养基在125°c蒸汽加热下灭菌35min，所述的马铃薯葡萄糖培养基在115°c蒸汽加热下灭菌25min。
其中，所述的载体采用以下方法制备：在78℃的水中加入12重量份的聚乙烯醇，搅拌至溶解，待溶液冷却后再加入20重量份的丙烯酰胺，然后加入4重量份的质量分数为5%的氯化钙溶液，搅拌至溶解，然后加入聚丁二酸丁二醇酯缓冲液至其为中性。
实施例4
一种汞污染海水的生物处理方法，包括以下步骤：
（1）分离微生物：利用涂布及画线分离方法分离得到所需的微生物，所述的微生物为芽孢杆菌和链状假丝酵母；
（2）微生物的培养：将步骤（1）中分离得到的微生物分别接种到培养基中，然后进行培养，将菌株进行活化后，选取单菌落取出，分别接种到新培养基中进行培养，将新培养基中的菌制备为菌液，将链状假丝酵母菌液和所述的芽孢杆菌菌液按照的4∶5比例混合后，将载体加入到所述的混合菌液中，加入5重量份安息香二甲醚，5重量份四甲基乙二胺,3重量份过硫酸钾,快速搅拌均匀，进行固化，静置4h，而后在辐射光源下辐照2min，随后固化后的包埋菌取出代替菌液对海水实施重金属污染修复。
（3）重金属污染修复：将步骤（2）中得到的包埋菌加入重金属污染海水中，进行重金属污染的修复。
其中，所述的芽孢杆菌采用以下方法培养：将标准菌株接种lb固体培养基，分别置于27°c培养箱中培养48h，然后将菌株连续活化两次后，挑取在lb固体培养基平板上生长出的单菌落，接种到lb液体培养基中，在27°c，在转速为150rpm摇床振荡培养29h，离心收集菌体，重悬，并调整芽孢杆菌菌液浓度使得芽孢杆菌菌液的od600在0.9。
其中，所述链状假丝酵母采用以下方法培养：将标准菌株接种于马铃薯葡萄糖琼脂培养基上，培养箱中培养20h，保持培养温度26℃，菌株连续活化两次后，接种在马铃薯葡萄糖液体培养基上，保持培养温度26℃，在转速为140rpm摇床上培养19h，离心收集菌体，重悬，并调整链状假丝酵母菌液浓度使得链状假丝酵母菌液的od600在01.0。
其中，所述的lb液体培养基包括以下重量份的原料：酵母膏6重量份，氯化钠11重量份，蛋白胨11重量份；
所述的lb固体培养基包括以下重量份的原料：酵母膏6重量份，氯化钠12重量份，蛋白胨12重量份，琼脂粉2重量份；
所述的马铃薯葡萄糖培养基包括以下重量份的组分：马铃薯粉6重量份，葡萄糖18重量份，琼脂粉3重量份。
其中，所述的马铃薯葡萄糖培养基、lb固体培养基和所述的lb液体培养基在制备完成后均经过灭菌处理，所述的灭菌处理采用高温蒸汽灭菌的方法，所述的lb固体培养基和所述的lb液体培养基在121°c蒸汽加热下灭菌30min，所述的马铃薯葡萄糖培养基在115°c蒸汽加热下灭菌25min。
其中，所述的载体采用以下方法制备：在75℃的水中加入10重量份的聚乙烯醇，搅拌至溶解，待溶液冷却后再加入20重量份的丙烯酰胺，然后加入3重量份的质量分数为4%的氯化钙溶液，搅拌至溶解，然后加入聚丁二酸丁二醇酯缓冲液至其为中性。
实施例5
一种汞污染海水的生物处理方法，包括以下步骤：
（1）分离微生物：利用涂布及画线分离方法分离得到所需的微生物，所述的微生物为芽孢杆菌和链状假丝酵母；
（2）微生物的培养：将步骤（1）中分离得到的微生物分别接种到培养基中，然后进行培养，将菌株进行活化后，选取单菌落取出，分别接种到新培养基中进行培养，将新培养基中的菌制备为菌液，将链状假丝酵母菌液和所述的芽孢杆菌菌液按照的5∶6比例混合后，将载体加入到所述的混合菌液中，加入3重量份安息香二甲醚，4重量份四甲基乙二胺,2重量份过硫酸钾,快速搅拌均匀，进行固化，静置3h，而后在辐射光源下辐照1min，随后固化后的包埋菌取出代替菌液对海水实施重金属污染修复。
（3）重金属污染修复：将步骤（2）中得到的包埋菌加入重金属污染海水中，进行重金属污染的修复。
其中，所述的芽孢杆菌采用以下方法培养：将标准菌株接种lb固体培养基，分别置于26°c培养箱中培养29h，然后将菌株连续活化两次后，挑取在lb固体培养基平板上生长出的单菌落，接种到lb液体培养基中，在15°c，在转速为140rpm摇床振荡培养24-48h，离心收集菌体，重悬，并调整芽孢杆菌菌液浓度使得芽孢杆菌菌液的od600在0.8。
其中，所述链状假丝酵母采用以下方法培养：将标准菌株接种于马铃薯葡萄糖琼脂培养基上，培养箱中培养20h，保持培养温度27℃，菌株连续活化两次后，接种在马铃薯葡萄糖液体培养基上，保持培养温度27℃，在转速为145rpm摇床上培养20h，离心收集菌体，重悬，并调整链状假丝酵母菌液浓度使得链状假丝酵母菌液的od600在0.8。
其中，所述的lb液体培养基包括以下重量份的原料：酵母膏6重量份，氯化钠12重量份，蛋白胨10重量份；
所述的lb固体培养基包括以下重量份的原料：酵母膏5重量份，氯化钠10重量份，蛋白胨10重量份，琼脂粉1重量份；
所述的马铃薯葡萄糖培养基包括以下重量份的组分：马铃薯粉6重量份，葡萄糖18重量份，琼脂粉2重量份。
其中，所述的马铃薯葡萄糖培养基、lb固体培养基和所述的lb液体培养基在制备完成后均经过灭菌处理，所述的灭菌处理采用高温蒸汽灭菌的方法，所述的lb固体培养基和所述的lb液体培养基在121°c蒸汽加热下灭菌30min，所述的马铃薯葡萄糖培养基在115°c蒸汽加热下灭菌25min。
其中，所述的载体采用以下方法制备：在75℃的水中加入10重量份的聚乙烯醇，搅拌至溶解，待溶液冷却后再加入20重量份的丙烯酰胺，然后加入5重量份的质量分数为6%的氯化钙溶液，搅拌至溶解，然后加入聚丁二酸丁二醇酯缓冲液至其为中性。
下面选取本发明优选实施例3进行实验：
海水中重金属浓度设置参考《海水水质标准》（gb3097-1997）进行，设置汞离子浓度为0.2μg/l和0.5μg/l的溶液，然后将实施例3得到的包埋物放置于0.2μg/l溶液培养，1d后，海水中hg的去除率为0.48，培养4d后，去除率达到了0.88。当海水浓度0.5μg/l时，1d、4d后去除率分别为0.38和0.85。由此可知本发明具有良好的去除金属汞离子的能力。