本发明属于生物,具体涉及用于降解1,2-二氯丙烷的复合菌剂及其制备方法与应用。
背景技术:
0、技术背景
1、1,2-二氯丙烷是氯代烷烃的一种,被广泛用作有机溶剂、金属脱脂剂和化工中间体。由于1,2-二氯丙烷的广泛、大量使用,使其成为了环境中常见的有机污染物之一,因其密度较大、低吸附性和难以生物降解,是一种典型的地下水中重质非水液相型持久性有机污染物,会进入地下水中在垂直和水平方向上进行迁移,并容易形成广泛的地下水污染羽流。1,2-二氯丙烷具有致畸、致癌、致突变等高毒性作用,它已被美国环境保护局指定为风险评估的高度优先化学物质。当被人体接触后,其主要作用于人体的中枢神经和呼吸系统,反复接触对心脏、肝脏、肾脏均会造成不同程度的危害,直接暴露于高浓度下时可能导致死亡。因此,对地下水中1,2-二氯丙烷的防控和治理具有重要的科学和社会意义,急需开展相关的研究工作。
2、物理修复技术、化学修复技术和生物修复技术是氯代烃污染地下水最常用的修复技术,其中生物修复技术因具有绿色、经济、无二次污染等优势,被视为1,2-二氯丙烷污染地下水治理的理想手段。在厌氧和有氧条件下均可以观察到1,2-二氯丙烷的生物降解,但在自然环境中的微生物降解却极为缓慢,并且主要是共代谢引起的降解。目前仅有几株厌氧降解菌株可以将1,2-二氯丙烷完全脱氯为丙烯,还未有1,2-二氯丙烷好氧降解菌株被报道。因此,从地下水中分离纯化1,2-二氯丙烷高效降解菌株至关重要。
3、然而,单个降解菌株的生物修复在实际应用中往往效果不佳。实际上,自然界中有机污染物的降解大多数是由微生物菌群介导的,并不是由单个微生物菌株独立完成的。有机污染物的微生物降解途径复杂,大多需要通过降解菌株间的协同代谢实现完全降解。此外,降解菌株和无降解功能的辅助菌株之间的互养关系也可以显著提高降解效率。与单个降解菌株相比,微生物菌群在有机物污染的修复方面具有更为显著的优势。因此,利用高效菌群修复1,2-二氯丙烷污染地下水具有广阔的应用前景。
技术实现思路
1、本发明所要解决的主要问题是如何高效生物降解1,2-二氯丙烷。
2、为了解决上述问题,本发明提供了一种复合菌剂。
3、本发明提供的复合菌剂,其活性成分由蜡样芽孢杆菌( bacillus cereus)dbc-6和红球菌( rhodococcussp.)dt-18组成;所述蜡样芽孢杆菌( bacillus cereus)dbc-6在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的保藏编号为cgmcc no. 30356;所述红球菌( rhodococcussp.)dt-18在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的保藏编号为cgmcc no. 30417。
4、上述复合菌剂中,所述蜡样芽孢杆菌( bacillus cereus)dbc-6和红球菌( rhodococcussp.)dt-18的活菌数之比为1:1。
5、上述菌剂的活性成分可为上述蜡样芽孢杆菌或/和红球菌,和/或上述蜡样芽孢杆菌或/和红球菌的代谢物,上述菌剂的活性成分还可含有其他生物成分或非生物成分。
6、上述菌剂中,除所述活性成分外,还含有载体。所述载体可为生物领域常用的且在生物学上是惰性的载体。所述载体可为固体载体或液体载体;所述固体载体可为矿物材料、植物材料或高分子化合物;所述矿物材料可为粘土、滑石、高岭土、蒙脱石、白碳、沸石、硅石和硅藻土中的至少一种;所述植物材料可为玉米粉、豆粉和淀粉中的至少一种;所述高分子化合物可为聚乙烯醇和/或聚二醇;所述液体载体可为有机溶剂、植物油、矿物油或水;所述有机溶剂可为癸烷和/或十二烷。
7、根据需要,所述菌剂中还可添加表面活性剂(如鼠李糖脂生物表面活性剂、槐糖脂生物表面活性剂、如吐温20、吐温80等)、粘合剂、稳定剂(如抗氧化剂)、ph调节剂等。
8、上述菌剂可为多种剂型,如液剂、乳剂、悬浮剂、粉剂、颗粒剂、可湿性粉剂或水分散粒剂。
9、上述复合菌剂为具有如下1)-4)任一所述用途的菌剂:
10、1)降解1,2-二氯丙烷;
11、2)制备降解1,2-二氯丙烷的产品;
12、3)修复1,2-二氯丙烷污染地下水;
13、4)制备修复1,2-二氯丙烷污染地下水的产品。
14、本发明还提供了上述复合菌剂下述任一种中的应用:
15、1)降解1,2-二氯丙烷;
16、2)制备降解1,2-二氯丙烷产品;
17、3)修复1,2-二氯丙烷污染地下水;
18、4)制备修复1,2-二氯丙烷污染地下水的产品。
19、本发明还提供了上述复合菌剂的制备方法,包括:将前文所述蜡样芽孢杆菌( bacillus cereus)dbc-6或其发酵产物与所述红球菌( rhodococcussp.)dt-18或其发酵产物混合,得到所述复合菌剂。
20、本发明中,所述复合菌剂的细胞密度可为108-109cfu/ml。
21、所述发酵采用牛肉膏蛋白胨培养基,每升发酵培养基含3.0g牛肉膏、10.0g蛋白胨、5.0 g nacl,ph为7.4-7.6。
22、本发明中,所述1,2-二氯丙烷的含量为20-100 mg/l。
23、本发明还提供了蜡样芽孢杆菌,所述蜡样芽孢杆菌为蜡样芽孢杆菌( bacillus cereus)dbc-6,在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的保藏编号为cgmccno. 30356。
24、本发明还提供了红球菌,所述红球菌为所述红球菌( rhodococcussp.)dt-18,在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的保藏编号为cgmcc no. 30417。
25、本发明还提供了降解样品中1,2-二氯丙烷的方法,包括在含有1,2-二氯丙烷的所述样品中添加前文所述蜡样芽孢杆菌、红球菌或二者复配的复合菌剂进行反应,实现1,2-二氯丙烷的降解。
26、本发明还提供了修复1,2-二氯丙烷污染的环境的方法,包括:向所述1,2-二氯丙烷污染的环境中添加前文所述复合菌剂进行反应,实现1,2-二氯丙烷污染地下水的修复。
27、上述方法中,所述反应可25 ℃、ph为7.0的条件下进行。
28、上述方法中,所述反应可在缺氧、避光条件下进行。
29、本发明的复合菌剂可以分解1,2-二氯丙烷,并具有很好的降解效率,还可高效修复1,2-二氯丙烷污染地下水,连续降解7天后,对60.7±2.2 mg/l 1,2-二氯丙烷的降解效率为100%。本发明的复合菌剂可用于修复1,2-二氯丙烷污染地下水,具有绿色、经济、无二次污染的显著优势,具有重要研究意义和应用价值。
30、保藏说明
31、菌种名称:蜡样芽孢杆菌
32、拉丁名: bacillus cereus
33、菌株编号:dbc-6
34、保藏机构:中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心
35、保藏机构简称:cgmcc
36、地址:北京市朝阳区北辰西路1号院3号
37、保藏日期:2024年4月16日
38、保藏中心登记入册编号:cgmcc no.30356。
39、菌种名称:红球菌
40、拉丁名: rhodococcus sp.
41、菌株编号:dt-18
42、保藏机构:中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心
43、保藏机构简称:cgmcc
44、地址:北京市朝阳区北辰西路1号院3号
45、保藏日期:2024年4月24日
46、保藏中心登记入册编号:cgmcc no.30417。
1.复合菌剂,其特征在于,所述复合菌剂的活性成分由蜡样芽孢杆菌(bacillus cereus)dbc-6和红球菌(rhodococcus sp.)dt-18组成;
2.根据权利要求1所述的复合菌剂,其特征在于:所述复合菌剂中所述蜡样芽孢杆菌(bacillus cereus)dbc-6和红球菌(rhodococcus sp.)dt-18的活菌数之比为1:1。
3.根据权利要求1或2所述的复合菌剂,其特征在于:所述复合菌剂为具有如下1)或2)或3)用途的菌剂:
4.权利要求1或2所述复合菌剂的下述任一应用:
5.权利要求1-3任一所述复合菌剂的制备方法,包括:将权利要求1-3任一所述蜡样芽孢杆菌(bacillus cereus)dbc-6或其发酵产物与所述红球菌(rhodococcus sp.)dt-18或其发酵产物混合,得到所述复合菌剂。
6.蜡样芽孢杆菌,其特征在于,所述蜡样芽孢杆菌为蜡样芽孢杆菌(bacillus cereus)dbc-6,在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的保藏编号为cgmcc no.30356。
7.红球菌,其特征在于,所述红球菌为所述红球菌(rhodococcus sp.)dt-18,在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的保藏编号为cgmcc no. 30417。
8.降解样品中1,2-二氯丙烷的方法,包括:在含有1,2-二氯丙烷的所述样品中添加权利要求1或2中所述复合菌剂进行反应,实现1,2-二氯丙烷的降解。
9.修复1,2-二氯丙烷污染的环境的方法,包括:向所述1,2-二氯丙烷污染的环境中添加权利要求1或2中所述复合菌剂进行反应,实现1,2-二氯丙烷污染地下水的修复。
10.根据权利要求8或9所述的方法,其特征在于:所述反应在缺氧、避光、25 ℃下进行。