[發明專利]一種去除環境中甲烷的方法

無效

• 申請號: 200910092346.8
• 申請日: 2009-09-07
• 公開（公告）號: CN101670238A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發明（設計）人: 邢新會;江皓;楊程;韓冰;吳昊;張翀
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B01D53/84
• 分類號: B01D53/84;B01D53/72;C12N1/20;C12R1/26;C12R1/07;C12R1/01
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 關 暢;任鳳華

技術領域

本發明涉及一種去除環境中甲烷的方法。

背景技術

甲烷是重要的化工原料和化學能源，也是地球大氣中僅次于二氧化碳的第二號 溫室氣體，由甲烷引起的溫室效應是同等質量二氧化碳的20～30倍(Cicerone?R?J， Oremland?R?S.Biogeochemical?aspects?of?atmospheric?methane.Globle Biogeochem?Cycles，1998，2：299-327.)。據測算，在過去的200年中，大氣中 甲烷的含量平均以每年1％的速度增加，且近一兩年呈明顯升高趨勢。根據IPCC(聯 合國政府間氣候變化專門委員會)報告統計，1990年全球甲烷排放總量約為50～80 億噸，其中有1/2是由于化石燃料開發利用(例如采煤，采油等)、垃圾填埋、污 水、生物質燃燒、稻田生長等人類活動而造成的(IPCC.Special?Report?on Emissions?Scenarios.Cambridge?UK：Cambridge?University?Press，2000.)。

以甲烷為主要成份的瓦斯氣體給煤礦的安全生產帶來了威脅。我國576處重點 煤礦中，高瓦斯礦井有277處，占48％(張麗，周玲玲.瓦斯爆炸機理及預防措施.化 學教育.2006，1：2-4.)。在2003年，中國生產的煤炭占全球總量的35％，應煤炭 生產造成的死亡人數則占世界總數的近80％。礦井瓦斯的燃燒和爆炸主要取決于瓦 斯在空氣中的濃度，當甲烷濃度在5～16％時，遇火源就會爆炸，甲烷濃度在7～8％ 時，最容易爆炸(張國棟.談礦井瓦斯爆炸.煤炭技術，2006，25(2)，6-7)。

當甲烷含量在30％以上且雜質氣體含量較少時，回收的瓦斯氣或生物氣有經濟 價值和實際應用價值。在實際生產、生活中，人類活動產生的甲烷很難回收，多以 低甲烷濃度的形式排放到大氣中。因此發展有效并環保的去除甲烷的方法，對于控 制和治理溫室效應，治理煤礦瓦斯爆炸，具有重大的意義。

甲烷氧化菌是自然界中一類特殊的微生物，廣泛存在于泥土、沼澤、稻田、河 流、湖泊、森林和海洋中。大多數甲烷氧化菌以甲烷為唯一碳源及能源，個別甲烷 氧化菌也可以同時利用甲醇，但所有的甲烷氧化菌都不能利用多碳化合物。甲烷氧 化菌以其獨特的性質和多樣的催化功能，在大宗化學品生產、新功能酶開發、瓦斯 氣體治理以及環境污染物的生物修復方面都具有極大的應用潛力。甲烷氧化菌利用 甲烷的第一步是在甲烷單加氧酶作用下將甲烷氧化為甲醇，甲醇在甲醇脫氫酶的作 用下氧化為甲醛，繼而通過絲氨酸循環或戊糖磷酸途徑進行細胞合成，同時也可在 甲醛脫氫酶和甲酸脫氫酶的作用下被進一步氧化成甲酸、CO₂和H₂O。甲烷氧化菌純 培養生長極為緩慢，功能不穩定，且甲烷氧化菌純菌資源較少。

發明內容

本發明的目的是提供一種去除環境中甲烷的方法。

本發明提供的去除環境中甲烷的方法，包括如下步驟：

1)采集煤礦或垃圾填埋場的土樣；

2)將步驟1)的土樣加入NMS培養基中，于密封瓶中培養；初始時，所述密封 瓶中，NMS培養基、甲烷和空氣的體積比為(5-30)∶(5-40)∶(30-80)；每 24-72小時向密封瓶中置換入甲烷，使所述密封瓶中，NMS培養基、甲烷和空氣的 體積比為(5-30)∶(5-40)∶(30-80)；

3)每8-12天接種步驟2)的培養液至新的NMS培養基，進行傳代；步驟2) 的培養液與NMS培養基的體積比為(5-15)∶(95-85)；傳至10代以上，得到甲 烷氧化混合菌；

4)培養步驟3)得到的甲烷氧化混合菌，從而去除環境中的甲烷。

所述步驟2)具體可為：初始時，所述密封瓶中，NMS培養基、甲烷和空氣的 體積比為5∶(2.5-3.5)∶(15-18)；每48小時向密封瓶中置換入甲烷，使所述 密封瓶中，NMS培養基、甲烷和空氣的體積比為5∶(2.5-3.5)∶(15-18)。

所述步驟3)具體可為：每10天接種步驟2)的培養液至新的NMS培養基，進 行傳代；步驟2)的培養液與NMS培養基的體積比為10∶90；傳至第10代，得到 甲烷氧化混合菌。

所述方法中，培養所述甲烷氧化混合菌的溫度可為20-35℃。