申请日2017.02.21
公开(公告)日2017.07.04
IPC分类号C12N1/20; C02F3/34; C12R1/80; C02F101/20
摘要
一种利用微紫青霉菌吸附废水中重金属锌的方法，属于微生物菌种的应用技术领域。所述微紫青霉菌(Penicillium janthinellum) BC109‑2，已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，简称CGMCC，保藏编号为CGMCC No.13561。本发明步骤为：一、采用稀释涂布平板法从土壤中筛选分离并纯化得到重金属锌抗性菌株;二、将筛选得到的重金属锌抗性菌株加入含有重金属锌的液体培养基中，进行吸附条件优化;三、在最优吸附条件下，将该菌株投加到含重金属锌的废水中，即完成;微紫青霉菌BC109‑2对重金属锌有高耐受性。本发明的优点是吸附效果好、操作简单、成本低廉、对环境不存在二次污染。
权利要求书
1.一种微紫青霉菌(Penicillium janthinellum) BC109-2，已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，简称CGMCC，保藏编号为CGMCC No.13561。
2.一种利用微紫青霉菌BC109-2吸附废水中重金属锌的方法，其特征在于将0.1mL纯化后的BC109-2菌悬液，控制108cfu/mL加入到100mL的PDB液体培养基中，自然pH条件，培养温度为30℃，摇瓶振荡培养，测定生长曲线，培养10-16h后，获得处于生长对数期的培养菌液，将该菌液接种到含有不同浓度重金属锌、不同pH的PDB液体培养基中进行吸附条件优化。
3.根据权利要求2所述的利用微紫青霉菌BC109-2吸附废水中重金属锌的方法，其特征在于微紫青霉菌BC109-2对重金属锌有高耐受性。
4.根据权利要求2所述的利用微紫青霉菌BC109-2吸附废水中重金属锌的方法，其特征在于该微紫青霉菌株BC109-2在含锌PDB液体培养基中形成菌丝球，菌丝表面呈褶皱状。
5.根据权利要求2所述的利用微紫青霉菌BC109-2吸附废水中重金属锌的方法，其特征在于在30℃、pH为8的含Zn2+的PDB液体培养基中吸附量为217.47 mg/g。
说明书
一种利用微紫青霉菌吸附废水中重金属锌的方法
技术领域
本发明涉及一种利用微紫青霉菌吸附废水中重金属锌的方法，属于微生物菌种的应用技术领域。更具体的，本发明涉及一种用于吸附废水中锌的微紫青霉菌(Penicillium janthinellum) BC109-2。
背景技术
从20世纪30年代以来，随着工农业迅速发展，重金属的应用也越来越广泛，随之而来的污染问题也越发凸显。重金属污染主要源于采矿、冶炼、电镀等行业的工业废水及生化污水的随意排放。目前，由于矿产开采、污水灌溉等导致中国受Zn、Cd等重金属污染的耕地近2000万hm2，约占总耕地面积的1/5。锌是动物营养中的一种重要必需微量元素，但其在浓度过高的情况下会对生物造成极大危害，世界卫生组织(WHO)建议饮用水中可接受的最大Zn2+浓度为5 mg/L。锌不能被生物降解，只能发生各种形态之间的相互转化，而且会通过食物链富集，引发人类健康危害。为了对重金属污染的水体进行修复，目前常用的修复方法包括物理和化学方法。而传统的过滤、离子交换等物理方法成本较高，存在很大的局限性，因此随之而来的化学法、电解法等方法得到广泛应用，但是化学法存在二次污染问题，电解法则仅适用于贵重金属的回收。随着现代生物技术的发展，生物修复作为一种环保、低成本、高效率的生物技术方法成为近年来的研究热点。
微生物可应用于重金属污染水体的修复，已有众多研究指向应用微生物吸附对重金属的修复作用，通过筛选抗重金属的微生物，利用它们对重金属的潜在的吸附作用来达到修复重金属污染的目的。近年来报道的对Zn2+有吸附作用的细菌包括假单胞菌(Pseudomonas)吸附量为88.23 mg/g，链霉菌属(Streptomyces) 吸附量为54 mg/g，芽孢杆菌(Geobacillus thermodenitrificans)吸附量为48.26 mg/g等;真菌包括青霉菌(Penicillium sp.)吸附量为2.22 mg/g和镰刀菌(Fusarium sp.) 吸附量为3.79 mg/g等等。通过将菌种接种到液体培养基中振荡培养，经过过滤、洗涤、烘干等过程之后才成为可用的吸附剂，操作步骤的繁琐和苛刻的培养条件使其难以应用于工业化生产。
发明内容
本发明目的是针对目前生物吸附剂制备过程繁琐以及成本高等问题，而提供的一种利用微紫青霉菌(Penicillium janthinellum)吸附废水中重金属(Zn)的方法，该方法绿色环保，具有广阔的应用前景。
本发明的技术方案：一种微紫青霉菌(Penicillium janthinellum) BC109-2，已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，简称CGMCC，保藏编号为CGMCCNo.13561。
一种利用所述微紫青霉菌BC109-2吸附废水中重金属锌的方法，将0.1mL纯化后的BC109-2菌悬液，控制108cfu/mL加入到100mL的PDB液体培养基中，自然pH条件，培养温度为30℃，摇瓶振荡培养，测定生长曲线，培养10-16h后，获得处于生长对数期的培养菌液，将该菌液接种到含有不同浓度重金属锌、不同pH的PDB液体培养基中进行吸附条件优化。
所吸附的重金属为锌，微紫青霉菌BC109-2对重金属锌有高耐受性。
该微紫青霉菌株BC109-2在含锌PDB液体培养基中形成菌丝球，菌丝表面呈褶皱状。
在30℃、pH为8的含Zn2+的PDB液体培养基中吸附量为217.47 mg/g。
本发明利用稀释涂布平板法从土壤中筛选出一种微生物微紫青霉菌(Penicillium janthinellum)，其对重金属锌具有高耐受性，且对锌有较好的吸附效果。
该微紫青霉菌株BC109-2在锌初始浓度为3 mmol/L，pH为8的PDB液体培养基中扩大培养10-12 h时达到对数生长期，然后离心收集菌体。
将离心收集的菌体投加到含重金属锌的废水中，在温度为10-35℃的条件下搅拌，吸附时间为10 h达到饱和，即完成。其中菌体湿重与含重金属锌的废水的质量体积比g/mL为(2~4)︰1000。
在30℃、pH为8的PDB液体培养基中，150r/min摇床振荡培养24 h，该微紫青霉菌株BC109-2对Zn2+的吸附量随着ZnSO4·7H2O初始浓度的增加而增加，且增长幅度逐渐趋于平缓，在Zn2+初始浓度为3 mmol/L时，吸附量达到217.47 mg/g(附图4)。
本发明的有益效果：该微紫青霉菌株BC109-2培养简便，不需要经过过滤、洗涤、烘干、磨碎、过筛等繁琐过程制成生物吸附剂，吸附重金属锌的效果可以达到217.47 mg/g，且菌体容易从废水中分离出来，绿色环保，不会造成二次污染。
生物材料样品保藏：该菌株为微紫青霉菌(Penicillium janthinellum) BC109-2，全称为Penicillium janthinellum BC109-2，序列已上传到Genbank数据库中，菌株序列号为KX891188。微紫青霉菌BC109-2已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，简称CGMCC，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为CGMCC No.13561，保藏日期为2017年1月16日。