[發明專利]一種改性活性炭固定化細胞增強細菌鉻還原能力的方法

有效

• 申請號: 201910519672.6
• 申請日: 2019-06-17
• 公開（公告）號: CN110241111B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 楊宇;程潛;高宇;胡婷婷;朱振宇;嵇宏杰
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C12N11/14
• 分類號: C12N11/14;C12N11/10;C12R1/265
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司 44214
• 代理人: 吝秀梅

本發明公布了一種改性活性炭固定化細胞增強微球菌鉻還原能力的方法，屬于環境修復技術領域。固定化小球試劑主要參數：海藻酸鈉(3％，w/v)、氯化鈣(4％，w/v)、微球菌菌液、改性活性炭0.1?0.5g，海藻酸鈉溶液、微球菌菌液和改性活性炭混合均勻，滴入氯化鈣溶液進行交聯反應，室溫下靜置四小時后，加入到六價鉻溶液中，進行還原反應。加0.1?0.5g改性活性炭六價鉻的還原效果與不加改性活性炭的還原效果比較，其還原率提高了8.4％?13.4％。本發明利用活性炭的吸附特點，能夠促進固定化細菌高效還原水體中的六價鉻離子，顯著提高了微球菌對水體中六價鉻還原效率。

技術領域

本發明屬于環境修復技術領域，具體涉及一種改性活性炭固定化細胞增強細菌鉻還原能力的方法。

背景技術

鉻是一種在天然資源中含量相對較高且分布較廣的元素。鉻主要以天然存在和人為活動兩種途徑進入到各種環境中，如地表水，地下水，海水，土壤，巖石和空氣，并以不同濃度和不同結合形式存在于地殼中。鉻是一種最常用的金屬污染物，是美國EPA公認的129種重點污染有害物之一，同時也是國際公認的三種致癌物之一。近年來鉻污染事件在我國的湖南、云南等多地呈現多發態勢，造成了嚴重的社會影響。因而受到科學家們的廣泛關注，成為近年來環境領域研究的熱點和難點研究課題。鉻污染的物理化學治理方法均存在各種各樣的缺點。因此，國內外研究者開始將研究目標轉移到新型方法--生物修復法上。生物修復法即通過微生物對Cr(Ⅵ)的吸附、富集或者微生物的新陳代謝作用將高毒性和強遷移性的Cr(Ⅵ)轉化為低毒性和弱遷移性的Cr(Ⅲ)，最終實現減少環境中所含的Cr(Ⅵ)離子的目的。采用生物修復法治理重金屬污染直到上世紀80年代之后才開始應用于實際。生物修復法的優點在于易于控制、投資較小、效率較高、成本低且無二次污染，因此在環境修復上具有很好的應用前景。但是微生物修復具有微生物適應性較差，易受外部環境影響，效率低等缺點使得其廣泛應用受到了限制。為了提高微生物的耐受能力，以及增加菌株的金屬還原效率，大量研究者從物理、化學、生物等多個方向出發，探究了各種強化微生物修復鉻污染的方法。

微生物固定化技術在處理難降解有毒中金屬及有機物污染方面獲得了較為廣泛的應用并且有較好的成果。與傳統的生物處理技術相比，采用微生物固定化技術結合活性炭的吸附特性還原水體中六價鉻污染，具有明顯的優越性。本發明通過添加改性活性炭能夠顯著增加了六價鉻的還原效率，因此本發明成果具有很好的實用性。

發明內容

本發明的目的是為了提高微生物對六價鉻還原的效率，發明了一種改性活性炭固定化細胞增加細菌鉻還原能力的方法，本發明能夠顯著增強微生物對六價鉻的還原能力。

本發明的技術方案概述如下：

一種改性活性炭固定化細胞增加細菌鉻還原能力的方法，包括以下步驟：

1.將活性炭破碎成粒度大小為200目以上；

2.將5g活性炭加入到含有50ml?70％HNO₃的燒瓶中，并在室溫下以170rpm攪拌1h以去除活性炭中的雜質，用去離子水洗至中性，最后充分干燥；將干燥后的活性炭加入100ml?10％(w/v)PEI(聚醚酰亞胺)甲醇溶液中，室溫下以170rpm攪拌24小時，然后立即將活性炭轉移到200ml?1％(w/v)戊二醛溶液中進行交聯，最后用去離子水洗滌得到改性活性炭；

3.菌株來源于實驗室篩選分離，選擇培養基為改良液體LB培養基，配方配制：蛋白胨10g·L^-1，氯化鈉5g·L^-1，酵母提取物5g·L^-1，磷酸氫二鉀0.05g·L^-1，七水硫酸鎂0.2g·L^-1，若為固體LB培養基，則加瓊脂1.5～2.0％，pH?8.5～9.0，滅菌；

4.將篩選分離得到的微球菌在含有LB培養基中進行搖瓶培養，其培養條件為初始pH?8.0-9.0，溫度30℃，搖床轉速170rpm；