[发明专利]复合微生物菌剂及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及微生物制剂及废水处理领域，尤其涉及一种复合微生物菌剂、制备方法及其在去除废水中的高浓度菲的应用。

背景技术

随着城市化进程和工农业生产的快速发展，多环芳烃的污染已成为一类较为严重的环境污染问题，引起了世界各国的共同关注。焦化、炼油、冶金、食品加工等多项工业生产活动均能造成碳氢化合物的不完全燃烧，产生多环芳烃，在大气、水体、土壤中广泛存在，造成环境污染。多环芳烃具有较好的稳定性，难以被生物利用，能长久地存在于环境中。多环芳烃的疏水性和脂溶性决定了其易在生物体内富集，并随食物链的延长而出现生物放大的特点。由于多环芳烃具有致畸、致癌、致突变的“三致”效应的特性，对人类健康造成了极大的威胁。多环芳烃能引起细胞组织的自由基组成的破坏，损伤细胞DNA、酶等大分子和核糖体、线粒体等细胞器；同时也能引起生物系统内部的内分泌紊乱，造成隔代影响、免疫毒性等。因此，被多环芳烃污染的环境必须得到治理。菲是一种简单的低分子量多环芳烃，其具有的“湾”区和“K”区结构，与多环芳烃的致癌性有着密切的关系。以菲为模式化物质来研究多环芳烃的降解，能为其他的多环芳烃的去除提供重要的参考资料。

目前处理多环芳烃方法主要包括吸附解析法、UV光解法、植物修复法和微生物降解法等。与其他方法相比，微生物降解法因具有高效、经济的特点而受到越来越多的关注。研究发现，细菌、真菌、藻类等多种微生物均具有较强的降解能力，而细菌在大多数环境中发挥主要作用。芽孢杆菌是一类广泛存在于环境中的细菌，其来源丰富，且分泌的酶系众多，能促使芳环裂解，因此芽孢杆菌能作为生物降解剂用于菲的去除。但菲难溶于水，在水体中不易被芽孢杆菌附着而使得降解时间延长。同时菲对于芽孢杆菌也具有毒害作用，长时间大量接触会使得芽孢杆菌的活性减小，降解能力减弱，限制了其在实际工程中的应用。

铅是环境中常与菲共存的一种重金属，采用微生物降解菲的过程中，铅能通过影响细菌的生理生化方面的变化从而影响对菲的处理效果。高浓度的铅存在时，不仅能通过阻碍细菌细胞分裂抑制其生长，使得细菌数量减少，从而使得降解菲的酶总量减少而降低菲的处理效果；也能通过影响细菌的抗氧化系统，使之产生多种活性氧自由基，改变抗氧化保护酶类的活性，从而改变细菌的生理活性，降低对菲的处理效果。

因此，如何在高浓度铅存在的环境下，实现对菲快速高效降解成为目前急需解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能快速高效降解废水中的高浓度菲的复合微生物菌剂及其制备方法，还提供了一种制备工艺简单、生产成本低的复合微生物菌剂的制备方法，还提供一种操作条件简单、易于实施、应用范围广、成本低、效率高的该复合微生物菌剂在去除废水中的高浓度菲的应用。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种复合微生物菌剂，所述复合微生物菌剂包括芽孢杆菌Bacillus sp.P1、包埋载体和交联剂，所述芽孢杆菌Bacillus sp.P1通过所述交联剂固定于所述包埋载体中，所述包埋载体为包括聚乙烯醇和海藻酸钠的混合溶液，所述交联剂为包括硼酸和CaCl₂的混合溶液。

上述的复合微生物菌剂，优选的，所述包埋载体中，所述聚乙烯醇的浓度为6w/v％～12w/v％，进一步优选为10w/v％。

上述的复合微生物菌剂，优选的，所述包埋载体中，所述海藻酸钠的浓度为0.1w/v％～0.4w/v％；进一步优选为0.3w/v％。

上述的复合微生物菌剂，优选的，所述交联剂中，所述硼酸的浓度为1w/v％～5w/v％；进一步优选为4w/v％。

上述的复合微生物菌剂，优选的，所述交联剂中，所述CaCl₂的浓度为1w/v％～5w/v％；进一步优选为3w/v％。

上述的复合微生物菌剂，优选的，所述芽孢杆菌为芽孢杆菌Bacillus sp.P1，所述芽孢杆菌Bacillus sp.P1采用以下驯化方法驯化得到：

(1)将芽孢杆菌接入含菲的无机盐培养基中好氧培养；

(2)将好氧培养后的芽孢杆菌接入平板培养基中纯化；

(3)以步骤(1)～(2)为一个驯化周期进行重复驯化，每个周期中无机盐培养基中菲的浓度随周期增加呈梯度递增，其他培养条件相同，得到芽孢杆菌Bacillus sp.P1。

上述的复合微生物菌剂，优选的，所述步骤(3)中重复次数为6次。

作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述的复合微生物菌剂的制备方法，包括以下步骤：