[發明專利]一株耐受納米二氧化鈦毒性的施氏假單胞菌及其應用

有效

• 申請號: 201710474775.6
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN107164275B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 倪晉仁;陳倩;李婷婷
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C02F3/02;C02F3/34;C12R1/38;C02F101/16
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務所(普通合伙) 11689
• 代理人: 郭紅燕

本發明涉及一株耐受納米二氧化鈦毒性的施氏假單胞菌及其應用。本發明培殖了一株具有具有納米二氧化碳耐受能力的施氏假單胞菌(P.stutzeri)，其保藏號為CGMCC No.14062。當廢水中存在高濃度水平(0?128mg/L)的納米二氧化鈦時，該菌株能夠以硝酸鹽氮為唯一氮源，在好氧環境下硝酸鹽氮的去除率可達100％，總氮的去除率同樣可達85％，表現出較強的對納米二氧化鈦毒性的耐受能力，對優化污水生物處理系統和減弱納米材料對污水脫氮系統的影響具有重要意義。

技術領域

本發明涉及一種施氏假單胞菌，特別是涉及一種在好氧條件下能夠耐受納米二氧化鈦毒性且能夠將廢水中的硝酸鹽氮同步脫除的施氏假單胞菌及其在污水處理中的 應用。

背景技術

納米材料的粒徑一般介于1-100nm之間，因其特殊的物理化學特性(如非遷移性、熒光性、壓電性和散射紫外線能力等)以及其在光、電、磁等方面的奇妙性能，被廣 泛用于藥物、化妝品、殺菌防腐、復合材料、食品抗菌包裝膜、再生醫學、醫療器械 等領域。納米TiO₂是目前使用最廣泛的金屬氧化物納米顆粒，據統計TiO₂每年全球 生產總量達10000噸，約50-80％的納米TiO₂被用于化妝品和防曬產品。隨著納米TiO₂的工業化生產和廣泛應用，其不可避免地排入污水收集系統，并最終隨著生活污水和 工業廢水系統進入污水處理廠。

眾所周知，國內外城市污水處理廠普遍采用活性污泥法來實現污水氮和磷的去除。在活性污泥處理系統中，以微生物為核心的活性污泥是污染物的重要分解者，其 生長和代謝水平的高低將直接影響污水處理的效果。研究表明，納米材料的存在會顯 著抑制活性污泥中微生物尤其是脫氮微生物的生長代謝，從而會影響污水的脫氮效 果，對污水處理廠的穩定運行帶來潛在危害。

目前緩解或消減納米材料對生物脫氮系統的影響主要有兩種方式。一種是通過通過改變納米材料的結構特性來實現。然而，納米材料的摻雜或改性會改變納米材料自 身的特性，這對納米材料的應用范圍會產生一定的影響。另一種方式是發現和培殖具 有納米材料耐受能力的功能微生物，這種方式不改變納米材料的特性，且會使整個污 水生物處理系統具有較好的處理效果和較強的抗沖擊能力，是一種較為可行的方法， 但是在實際應用過程中，符合條件的微生物較為稀少，難以滿足日益增長的現實需要。

因此，發明人考慮，如果能夠篩選出抵抗納米材料生物毒性能力脫氮功能菌，其應用將會有效削減納米材料對污水生物脫氮過程的潛在風險。

發明內容

本發明的目的在于提供一種耐受納米二氧化鈦的高效好氧脫氮菌株，通過該菌株強化污水處理系統的生物脫氮效果，以削減納米二氧化鈦的存在對污水處理生物脫氮 過程的影響。

本發明所提供的菌株，為一株施氏假單胞菌(P.stutzeri)，是一株具有在單一好氧環境中實現硝酸鹽氮高效去除能力的好氧反硝化細菌。

本發明通過下述技術方案予以實現：

本發明提供的具有納米二氧化碳耐受能力的施氏假單胞菌(Pseudomonasstutzeri)，于2017年4月24日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中 心(簡稱CGMCC)，地址為北京市朝陽區北辰西路1號院3號中國科學院微生物研究 所，，其保藏號為CGMCC No.14062。

如上所述的施氏假單胞菌(P.stutzeri)，其特征在于廢水中存在納米二氧化鈦的條件下，納米顆粒會吸附在菌體表面，菌株P.stutzeri能夠保持完整的細胞結構，細 胞膜不被破壞。

如上所述的施氏假單胞菌(P.stutzeri)，其特征在于廢水中存在低濃度水平的納米二氧化鈦的條件下(4mg/L)，該菌株能夠以硝酸鹽氮為唯一氮源，在好氧環境下 硝酸鹽氮的去除率可達100％，總氮的去除率可達85％以上。