[发明专利]能够高效降解二氯甲烷的罗得西亚甲基杆菌H13及其应用

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一株能够高效降解二氯甲烷的罗得西亚甲基杆菌H13及其应用。

(二)背景技术

DCM(二氯甲烷)是一类使用非常广泛的化学试剂与溶剂。由于其沸点低(40.1℃)、蒸汽压高(20℃时47Pa)，气态排放是其进入环境的主要方式。当前，DCM被认为是大气污染中毒性较大的卤代烃类物质，在水中的溶解度小，但在脂类中的溶解度较大，容易在生物体的脂肪组织中积累，具有很强的致癌、致畸、致突变作用，被美国环境保护署列入129种优先控制的有毒污染物名单。因此探索有效去除DCM的技术对社会和环境有着重要的意义。

多年以来，DCM一度被认为是不可生物降解的物质，在水体及大气环境中广泛存在。直至后来人们通过实验证明了DCM可以被微生物降解及矿化，相关的研究才得以进一步开展。自从1980年Brunner等首次从工业废水中分离出能以DCM作为唯一碳源和能源的Pseudomonas sp.DM1以来，迄今报道已相继分离到包括Hyphomicrobium sp.KDM2在内的10余株具备分解DCM能力的菌株。通过多年的研究，人们充分肯定了微生物降解工业废气中有机物的效果，具有投资少、运行费用低、能耗小及管理方便等优点，成为低浓度有机废气(＜2000mg/m³时)治理的一个发展方向。

近些年来，出现了许多不同的技术应用于从废气中除去DCM，如焚烧，吸附，湿擦洗法等，但这些方法在处理相对较低浓度和大流量的DCM时价格非常昂贵。而生物工艺法因其较低的运行费用、较好的安全性和处理DCM的高效性，所以在处理废气中的DCM方面越来越受到重视。其中Hatmans等的研究表明用生物滴滤池处理废气中的DCM在技术上是可行的，当气体空床停留时间(EBRT)为9.6s时，其实验室DCM的去除率为57.0％，而当EBRT为20.8s时，其实验室去除率可达85.0％左右。Young等也指出，较高的液相回流率和自动、准确的控制pH值是生物滴滤池稳定运行的关键因素。但国内鲜见相关的研究报道。

迄今尚未有罗得西亚甲基杆菌降解DCM的报道。

(三)发明内容

本发明的目的是针对现有DCM生物降解效率低、微生物世代时间长的问题，提供了一株能高效降解DCM的菌株及其应用技术。

本发明采用的技术方案是：

一株DCM高效降解菌——罗得西亚甲基杆菌(Methylobacteriumrhodesianum)H13，保藏于中国典型培养物保藏中心，地址：中国，武汉，武汉大学，430072，保藏日期：2010年5月20日，保藏编号：CCTCC No：M 2010121。

所述罗得西亚甲基杆菌H13菌落特征如下：菌体呈短杆状，无芽孢；菌落呈小圆状、粉色、形态饱满、光滑湿润、易挑起，菌苔沿划线生长；氧化酶、接触酶反应为阳性；精氨酸双水解酶、硝酸盐还原反应、半乳糖苷酶反应、吲哚反应均为阴性；不能水解淀粉和明胶；糖发酵实验为阴性，革兰氏染色阴性。该菌株的16S rDNA的GenBank登录号为HM245434。

本发明还涉及所述的罗得西亚甲基杆菌H13在微生物降解DCM中的应用。M.rhodesianum H13能利用DCM作为唯一碳源和能源生长，将DCM完全矿化成Cl^-、CO₂和H₂O。在纯培养条件下，该菌能在23h内能将5mM DCM完全降解。

具体的，所述甲基杆菌H13可用于降解废水或废气中的DCM。

优选的，所述降解在pH 5.5～10.0、温度10℃～40℃、Cl^-浓度≤1.36M(0～1.36M，优选0～0.68M)的条件下进行。实验发现，Cl^-浓度为0时，H13菌对DCM的降解效果和生长情况最好；随Cl^-浓度的增加，H13菌的生长延滞期相应延长，且DCM的降解速率变慢，当Cl^-浓度高于0.68M时，H13菌基本不生长，对DCM的降解也很差。