[發明專利]一種PAEs降解菌的固定化微球及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710167589.8
• 申請日: 2017-03-21
• 公開（公告）號: CN106834269B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 周震峰;饒瀟瀟;王亞娟
• 申請（專利權）人: 青島農業大學;寧夏大學
• 主分類號: C12N11/14
• 分類號: C12N11/14;C12N11/10;C12N11/04;B09C1/10;C12R1/40
• 代理公司: 青島中天匯智知識產權代理有限公司 37241
• 代理人: 趙翠

本發明涉及一種去除農田土壤中PAEs的降解菌固定化微球及其制備方法：(1)菌懸液的制備：將惡臭假單胞菌RXX?01(保藏編號為CGMCC No.13224)培養至對數生長期，用生理鹽水將菌體洗凈后，再用生理鹽水將菌體調配成菌懸液，使菌懸液的OD₆₀₀＝0.8?1.2；(2)混合菌液的配備：用無菌水配制海藻酸鈉溶液，將活性炭加入到海藻酸鈉溶液中混勻得混合液，向混合液中加入步驟(1)的菌懸液混勻得混合菌液；各組份所占重量比分別為：菌懸液15?25％，海藻酸鈉2?3％，活性炭2?4％；(3)固定化微球的制備：用無菌水配制20?30g/L的氯化鈣溶液，并將混合菌液滴入氯化鈣溶液中，交聯20?30h后制備得到固定化微球；混合菌液與氯化鈣溶液的體積比為1:1.5～1:2。本發明制備方法簡單，對土壤中鄰苯二甲酸酯的降解效率高。

技術領域

本發明屬農業生物領域，特別涉及一種去除農田土壤中鄰苯二甲酸酯的降解菌固定化微球及其制備方法和應用。

背景技術

鄰苯二甲酸酯(Phthalic Acid Esters，PAEs)是一類典型的內分泌干擾物，鄰苯二甲酸二甲酯(Dimethyl Phthalate，DMP)、鄰苯二甲酸二丁酯(Dibutyl Phthalate，DBP)和鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(Di-(2-ethylhexyl Phthalate，DEHP)等6種鄰苯二甲酸酯化合物被美國環保局和我國環境監測總站列為優先控制污染物。作為重要的化工產品，鄰苯二甲酸酯在塑料制品生產過程被作為添加劑大量使用。我國設施農業的快速發展使塑料制品被廣泛應用，隨著塑料的老化鄰苯二甲酸酯會緩慢釋放并最終進入土壤，導致其成為農田土壤中最常被檢出的有機污染物之一，尤其在北方設施菜地、南方菜園土壤中鄰苯二甲酸酯含量甚至已經達到幾十mg·kg^-1。其中，DBP和DEHP是土壤中檢出率最高且含量較高的2種鄰苯二甲酸酯類化合物，由于DBP的分子摩爾質量(278.4g·mol^-1)和logKow(4.45，Kow為辛醇-水分配系數)均小于DEHP(分別為390.6g·mol^-1、7.50)，而水溶解度(11.2mg·L^-1)高于DEHP(0.003mg·L^-1)，導致土壤中DBP的微生物利用率相對較高，降解速率高于DEHP，因此，去除土壤中殘留的DEHP難度要大于DBP。大量研究表明，土壤鄰苯二甲酸酯污染不僅會影響農作物的生長發育和產量品質，而且會造成農產品中鄰苯二甲酸酯的累積從而通過食物鏈對人體健康造成潛在的危害，因此，修復農田土壤鄰苯二甲酸酯污染對保護我國農田土壤質量，保障農產品安全、生態安全和人體健康具有十分重要的現實意義。

目前，農田土壤鄰苯二甲酸酯污染修復技術研究仍處于起步階段。現有的土壤有機污染修復主要采用物理修復、化學修復和生物修復的方法。其中，生物修復尤其是微生物修復技術由于具有安全、高效、無二次污染、經濟效益好等優點，被人們認為是進行有機污染土壤修復最有效、最有前途的一種污染治理技術。國內外學者對鄰苯二甲酸酯降解菌進行了篩選，具有一定的降解效果。在實際應用中，由于降解過程中污染物的成分更復雜，一些次生代謝物和中間降解產物的毒性更大，游離菌表現出單位體積內有效降解菌濃度低、與土著菌競爭處于弱勢、抗毒性侵害能力差等特點。采用微生物固定化技術對降解菌進行固定，可以避免人為破壞生物酶的活性和生化反應的穩定性，提高單位體積介質中微生物細胞密度。另外，降解菌固定化微球的微環境有利于屏蔽土著菌、噬菌體和毒性物質對微生物體的惡性競爭、吞噬和毒害，使其在復雜的土壤環境中也可以穩定地發揮高效能。因此，通過吸附包埋等固定化方法將土壤中篩選出的鄰苯二甲酸酯高效降解菌進行固定化后形成微球施用于污染土壤將會極大的提高農田土壤中鄰苯二甲酸酯的降解率，更好地發揮外源降解菌的作用。

專利201510418972.7公開了一種鄰苯二甲酸二丁酯降解菌的固定化微球及其制備方法和應用，專利以海藻酸鈉、膨潤土、殼聚糖和氯化鈣為固定化材料制備微球，修復效果為28天土壤中DBP降解率約80％。然而其僅是針對土壤DBP污染問題而且對土壤中DBP的降解效率較低，無法高效應用于DBP和DEHP復合污染土壤中。