[發明專利]氯代烴厭氧降解菌劑的制備方法與應用

在審

• 申請號: 202110325400.X
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN113025551A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 張芳;曹利鋒;徐文馨;李廣賀;張旭;侯德義
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C12N1/30
• 分類號: C12N1/30;C12N1/20;C02F3/34;C12R1/01;C02F101/36;C02F103/06
• 代理公司: 北京華進京聯知識產權代理有限公司 11606
• 代理人: 王勤思

本發明涉及生物法治理地下水污染領域，具體而言，涉及一種氯代烴厭氧降解菌劑的制備方法與應用。該方法包括a)獲取培養基：所述培養基為基礎礦物無機鹽培養基與額外添加的微量元素液、維生素液及三氯乙烯的混合物，其中所述三氯乙烯的濃度為0.9mM～1.3mM，且所述培養基經過厭氧和無菌處理；b)將含有氯代烴的河道底泥接種于所述培養基中避光培養至三氯乙烯轉化為乙烯后，取出部分培養物接種于新的所述培養基中，如此重復操作直至更換培養基總計8～14次后得到氯代烴厭氧降解菌劑。本發明制備得到的菌劑既考慮了整個生物轉化氯代烴過程中產物的毒性控制，又兼顧了氯代烴修復菌菌劑修復氯代烴種類的范圍多樣化。

技術領域

本發明涉及生物法治理地下水污染領域，具體而言，涉及一種氯代烴厭氧降解菌劑的制備方法與應用。

背景技術

氯代烴作為重要的有機溶劑和產品中間體，被廣泛應用于金屬加工、電鍍、干洗等行業，通過生產、不規范使用和意外泄露等途徑進入環境，進而進入地下水造成污染。四氯乙烯(PCE)三氯乙烯(TCE)、二氯乙烯(DCE)、氯乙烯(VC)和1,2-二氯乙烷(DCA)等是我國和其他世界各國地下水中最常見的污染物質。這些氯代烴都具有“三致”效應，會造成神經、腎臟和肝臟損害，已被各國列入水中優先控制污染物名單，引起了人們的廣泛關注。因此，開發地下水中氯代烴綠色修復技術對保證地下水質量，消除對人體健康和生態系統的危害，促進經濟和社會的可持續發展具有重要的現實意義。

地下水氯代烴污染修復技術主要分為兩大類，即原位修復和異位修復。原位修復技術相較于異位修復技術，具有對環境擾動小、經濟和針對性強的優點，受到了越來越多相關研究人員關注。國際上最常用的三大原位修復技術包括原位熱修復、原位化學氧化和原位生物修復。原位熱修復處理地下水氯代烴修復效率極高，但是存在能耗消耗過大的問題，在地下水氯代烴污染嚴重的場地使用頻繁。原位化學氧化針對高滲透底層和氯代烴污染濃度不嚴重的區域效果佳，因需要向地下注入化學藥劑存在二次污染的問題。相比于以上兩種技術，原位生物修復技術具備反應條件溫和，成本低廉，無二次污染等優點，近年來備受關注。

氯代烴生物修復技術是指依賴含氯呼吸細菌(organohalide-respiringbacteria，OHRB)的微生物群，通過生物強化或生物刺激等手段，氯代烴在還原脫氯酶的催化作用下，發生分步還原脫氯加氫反應，氯代烴轉化為無毒或低毒物質(乙烯和乙烷)的過程。氯代烴污染場地的土壤和地下水樣品的PCR結果表明存在脫氯菌，但受脫氯菌功能和豐度低限制，存在場地地下水中氯代烴修復不徹底的現象，包括脫氯不徹底(以DCE和VC作為主要產物)和氯代烴轉化不徹底。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

生物降解氯代烴的菌種很多，包括Geobacter,Dehalogenimonas,Dehalobacter,Desulfitobacterium,Sulfurospirillum,Dehalococcoides等。申請人發現，現在的氯代烴修復菌劑多關注母體污染物的轉化，忽視整個過程生成的低氯代產物可能造成新的污染，具有如下缺陷和不足：

1.對母體物質發生還原脫氯后的產物DCE和VC累積情況沒有提及，導致氯代烴脫毒不完全，甚至毒性增加；

2.現有菌劑降解氯代烴的范圍過于單一，針對場地地下水中多樣化的氯代烴修復效果不佳。

為了實現本發明的上述目的，特采用以下技術方案：

本發明第一方面涉及一種氯代烴厭氧降解菌劑的制備方法，包括：

a)獲取培養基：

所述培養基為基礎礦物無機鹽培養基與額外添加的微量元素液、維生素液及三氯乙烯的混合物，其中所述三氯乙烯的濃度為0.9mM～1.3mM，且所述培養基經過厭氧和無菌處理；