一种卷枝毛霉去除水中邻、间、对混合二氯苯的方法及其应用

1.本发明属于微生物技术领域，特别是涉及一种卷枝毛霉去除水中邻、间、对混合二氯苯的方法及其应用。


背景技术：

2.与传统的去除有机污染物的化学技术和物理技术相比，生物降解更具经济和环境可行性，已成为一种很具前景的环保节能型污(废)水、废气处理技术。研究表明，多种微生物对多种单个有机污染物或组合有机污染物均表现出良好的生物降解作用，微生物可以以唯一碳源或与其他有机质共同代谢来降解有机污染物。微生物适应性和突变性强，对于所有有机污染物均可突变形成相应的降解微生物，使用微生物降解有机污染物具有非常高的修复应用前景。
3.持久性有机污染物(pops)如有机氯农药(ocps)、多溴二苯醚(pbdes)、卤代烃、多环芳烃(pahs)等对环境的污染受到广泛的关注。这些污染物即使在低浓度下对人类健康也有很大威胁。迄今为止，已经有许多关于使用不同生物质从水溶液中去除有机污染物的报道。我们选取邻、间、对三种二氯苯作为典型有机氯污染物，研究卷枝毛霉fnzj3-2-2对其降解能力。二氯苯生物降解的机制通常是由酶催化的氧化脱氯和还原脱氯。在好氧条件下，氯苯类化合物的降解反应基本上遵循先开环再脱氯的机制。首先在双加氧酶作用下，在芳环中插入氧原子，形成环状氯代二醇，再通过去氢酶，脱除两个氢原子转化为氯代邻二酚。还原脱氯是指氯苯类化合物在得到电子的同时去掉一个氯取代基，并释放出一个氯阴离子的过程，在厌氧或缺氧条件下，氯苯类化合物的脱氯就是一个还原脱氯过程。
4.在密闭培养条件下，通过顶空气相色谱法测量培养瓶上方气体中残留的挥发二氯苯浓度，根据所作的二氯苯挥发标准曲线，计算得出二氯苯的降解效率。
5.cn104830702a公开了卷枝毛霉fnzj3-2-2及其在铝型材电镀镍槽液中的应用。铝型材电镀镍槽液为硫酸和硼酸的高镍溶液，其所含重金属成分复杂，且呈强酸性。该专利没有公开该菌株可以应用于去除二氯苯，其生物降解、耐受性和抗性尚未探明。


技术实现要素：

6.本发明主要解决的技术问题是提供一种卷枝毛霉fnzj3-2-2在去除富营养废水中邻、间、对混合二氯苯的应用，通过单因素试验证明，卷枝毛霉 fnzj3-2-2活菌体对富营养废水中邻、间、对三种混合二氯苯具有较强的降解效果。
7.为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种卷枝毛霉fnzj3-2-2在去除富营养废水中邻、间、对混合二氯苯的应用，所述卷枝毛霉fnzj3-2-2的保藏名称为mucor circinelloides fnzj3-2-2，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为cgmcc no.9684，保藏日期为2014年09月19日；
8.所述富营养废水为含有邻、间、对三种混合二氯苯的无机盐液体培养基；
9.所述无机盐液体培养基的组成为k2hpo4·
3h2o；nah2po4；(nh4)2so4；ph6.0-7.0。
10.进一步地说，所述无机盐液体培养基的组成为k2hpo4·
3h2o，10-15g/l；nah2po4，1-5g/l；(nh4)2so4，1-5g/l；ph6.0-7.0。
11.进一步地说，所述无机盐液体培养基的组成为k2hpo4·
3h2o，13.755g/l(或k2hpo4，10.5g/l)；nah2po4，4.5g/l；(nh4)2so4，1g/l；ph7.0。
12.进一步地说，所述富营养废水中邻、间、对三种二氯苯的的添加比例为1:1:1。
13.进一步地说，所述应用为：取适量卷枝毛霉fnzj3-2-2活菌体，加入到含有邻、间、对二氯苯的富营养废水中，使接种后反应液中的初始菌含量为2～10
×
108个/ml，在降解温度28～36℃、转速180r/min条件下培养24～72h。
14.更进一步地说，含有邻、间、对二氯苯的富营养废水的初始浓度为25～125mg/l、初始降解ph6.0～8.0。
15.更进一步地说，所述加入卷枝毛霉fnzj3-2-2活菌体的初始菌含量为6
×
108个/ml。
16.更进一步地说，所述富营养废水是指含有添加了邻、间、对三种二氯苯各50mg/l的无机盐液体培养基。
17.更进一步地说，所述初始降解ph为7.0。
18.更进一步地说，所述降解温度为32℃。
19.在一些实施方式中，本发明在于公开一种卷枝毛霉mucorcircinelloides在去除水中的邻二氯苯、间二氯苯或对二氯苯中的一种或多种的应用。
20.在一些优选的实施方式中，所述卷枝毛霉的保藏编号为cgmccno.9684。
21.在一些实施方式中，本发明在于公开一种利用卷枝毛霉mucorcircinelloides去除水中邻二氯苯、间二氯苯或对二氯苯中的一种或多种的方法，其特征在于，包括以下步骤：
22.含有邻二氯苯、间二氯苯或对二氯苯的水，ph为6.0～8.0，接种卷枝毛霉，在温度28～36℃下振荡培养，优选为29-33℃，进一步优选为31～33℃。
23.在一些优选的实施方式中，所述振荡培养为摇床培养，优选摇床转速为120～250rpm。
24.在一些优选的实施方式中，所述振荡培养的时间为24～72h。
25.在一些优选的实施方式中，所述含有邻二氯苯、间二氯苯或对二氯苯的水的ph为5.8～6.2。
26.在一些优选的实施方式中，所述含有邻二氯苯、间二氯苯或对二氯苯的水的ph为6.3～6.7。
27.在一些优选的实施方式中，所述含有邻二氯苯、间二氯苯或对二氯苯的水的ph为6.3～7.3。
28.在一些优选的实施方式中，其特征在于，接种后所述卷枝毛霉的初始菌含量为2～10
×
108个/ml，优选为10
×
108个/ml。
29.在一些优选的实施方式中，所述邻二氯苯、间二氯苯或对二氯苯在水中的浓度为25～125mg/l，优选为20～30mg/l或80～110mg/l。
30.在一些优选的实施方式中，所述邻二氯苯、间二氯苯或对二氯苯在水中的重量比
例为(1～5)：(1～5)：(1～5)，优先为(1～2)：(1～2)：(1～2)。
31.在一些优选的实施方式中，所述水中还包括无机盐，优选所述无机盐包括k2hpo4、nah2po4和(nh4)2so4中的至少一种。所述k2hpo4的来源可以为 k2hpo4·
3h2o或无结晶水的k2hpo4。
32.研究发现，水中含有k2hpo4、nah2po4和(nh4)2so4对于降解邻二氯苯、间二氯苯或对二氯苯是有必要的。另外，不需要额外的加入镁、锰、铁盐，卷枝毛霉就可以很好的生长和降解邻二氯苯、间二氯苯或对二氯苯。
33.在一些优选的实施方式中，所述k2hpo4在水中的浓度为10～11g/l。
34.在一些优选的实施方式中，所述nah2po4在水中的浓度为4～5g/l。
35.在一些优选的实施方式中，所述k2hpo4在水中的浓度为0.5～1.5g/l。
36.在一些优选的实施方式中，其特征在于，所述卷枝毛霉处于对数期。
37.在一些优选的实施方式中，所述卷枝毛霉经过lb培养液培养至后对数期后，于4℃、13000r/min下离心10min，加无菌水重复离心3遍，并恒重湿细胞，作为活菌体，于4℃保藏备用。
38.本发明的有益效果：
39.单因素试验证明，卷枝毛霉fnzj3-2-2活菌体对富营养废水中邻、间、对三种混合二氯苯具有较强的降解效果。
附图说明
40.图1是本发明fnzj3-2-2活菌体在不同初始降解ph下的二氯苯去除率曲线图；
41.图2是本发明fnzj3-2-2活菌体在不同降解温度下的二氯苯去除率曲线图；
42.图3是本发明fnzj3-2-2活菌体在不同初始二氯苯浓度下的二氯苯去除率曲线图；
43.图4是本发明fnzj3-2-2活菌体在不同初始菌含量下的二氯苯去除率曲线图。
具体实施方式
44.下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
45.一、菌株的保藏
46.卷枝毛霉fnzj3-2-2于2014年09月19日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为cgmcc no.9684。有关该菌株的分离、鉴定方法详见发明专利zl201510293835.5。
47.实施例1：一种卷枝毛霉fnzj3-2-2在去除富营养废水中邻、间、对混合二氯苯的应用，
48.1、菌体制备
49.取1000ml处于对数期卷枝毛霉lb培养液，于4℃、13000r/min下离心10min，加无菌水重复离心3遍，并恒重湿细胞，作为活菌体，于4℃保藏备用。
50.2、fnzj3-2-2活菌体的生物降解单因素试验
51.取适量卷枝毛霉fnzj3-2-2活菌体使体系中菌密度为2～10
×
108个/ml，加入含有邻、间、对三种混合二氯苯的富营养废水中，在ph6.0～ph8.0、降解温度28～36℃、邻、间、对
三种混合二氯苯浓度为25～125mg/l(邻间对三种二氯苯1：1：1，各25～125mg/l)，转速180r/min条件下培养24～72h，探索fnzj3-2-2活菌体在富营养废水中去除混合二氯苯污染物的的单因素适宜条件。预设的各单因素的中心值分别如下：ph 7.0、培养温度32℃、初始菌含量6
×
108个/ml，邻间对三种二氯苯1：1：1，各50mg/l。用气相色谱法测定培养瓶中上层气体残余的挥发二氯苯浓度，计算出fnzj3-2-2菌株对二氯苯的生物去除率。
52.(1)在其他单因素中心值不变的情况下，改变ph分别为ph 6.0、ph 6.5、ph 7.0、ph 7.5和ph 8.0，结果如图1所示；
53.(2)在其他单因素中心值不变的情况下，改变培养温度分别为28℃、 30℃、32℃、34℃和36℃，结果如图2所示；
54.(3)在其他单因素中心值不变的情况下，改变邻、间、对三种二氯苯(1： 1：1)浓度分别为25mg/l、50mg/l、70mg/l、75mg/l、100mg/l和125mg/l，结果如图3所示；
55.(4)在其他单因素中心值不变的情况下，改变初始菌浓度分别为2.0
×ꢀ
108个/ml、4.0
×
108个/ml、6.0
×
108个/ml、8.0
×
108个/ml、10.0
×
108个 /ml，结果如图4所示。
56.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。