一種青霉菌株及其在治理污水及臭氣污染中的應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于微生物領(lǐng)域，具體涉及一種高效降解污水及臭氣中氨態(tài)氮的青霉菌株及其在治理污水和臭氣污染中的應(yīng)用。青霉菌株，其分類命名為產(chǎn)紫青霉Penicillium?purpurogenum，已保藏于中國(guó)微生物菌種管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏編號(hào)為CGMCC?No.8036。該菌株可有效可降解污水及臭氣中的氨態(tài)氮，有效治理污水及臭氣污染。
【專利說(shuō)明】一種青霉菌株及其在治理污水及臭氣污染中的應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微生物領(lǐng)域，具體涉及一種高效降解污水及臭氣中氨態(tài)氮的青霉菌株及其在治理污水和臭氣污染中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展及城市化進(jìn)程的不斷加速，室內(nèi)外環(huán)境污染問(wèn)題日益突出，尤其是日益嚴(yán)重的水體污染及大氣污染成為困擾及威脅人類健康和日常生活的首要因素。無(wú)論是水體污染還是大氣污染，其由污染物引起的氣味污染即惡臭不僅刺激人類嗅覺器官引起人們不愉快等情緒損傷還會(huì)危及并損壞生物環(huán)境及人類健康。
[0003]氨態(tài)氮即是由微生物分解土壤中含有動(dòng)植物遺骸和排泄物的蛋白質(zhì)與尿酸、尿素等得出的氮源。氨態(tài)氮是水相環(huán)境中氮的主要形態(tài)，是水體富營(yíng)養(yǎng)化和環(huán)境污染的一種重要污染物，也是導(dǎo)致污水及大氣中產(chǎn)生惡臭污染的主要原因。
[0004]國(guó)外有些國(guó)家較早地就開始了對(duì)惡臭污染的治理方面的研究，對(duì)惡臭實(shí)行專項(xiàng)立法，把惡臭污染作為一種公害。目前脫臭方法主要是物理法、化學(xué)法、和生物法。但其中物理法、化學(xué)法往往存在著設(shè)備昂貴、運(yùn)行費(fèi)用高、有二次污染的問(wèn)題，因而國(guó)外學(xué)者從20世紀(jì)50年代便致力于微生物脫臭法的開發(fā)。
[0005]生物脫臭法是指利用微生物降解惡臭物質(zhì)，主要是污水及臭氣中的氨態(tài)氮物質(zhì)，達(dá)到去除臭味的方法。利用生物法處理污水及大氣中的惡臭氣體最早的報(bào)道是在I960年，20世紀(jì)70年代初歐洲科學(xué)家開始了這方面的研究；80年代荷蘭和德國(guó)利用微生物處理惡臭氣體取得了很好的效果，隨后引起美國(guó)、日本及其他西歐國(guó)家的廣泛研究。目前許多發(fā)達(dá)國(guó)家如日本、美國(guó)、德國(guó)等生物脫臭技術(shù)和設(shè)備的開發(fā)已經(jīng)商品化。我國(guó)90年代初期才開始進(jìn)行這方面的理論和實(shí)用性研究。但近十年，我國(guó)許多研究人員對(duì)其科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展做出了突出的貢獻(xiàn)，在理論和 技術(shù)、工藝與設(shè)備方面均取得了可喜的成果。今后，隨著生物脫臭技術(shù)及其各種相關(guān)研究的發(fā)展，微生物脫臭法必將越來(lái)越普及。
[0006]由于一般微生物只能利用并降解水中溶解性的物質(zhì)，因此被降解的惡臭物質(zhì)首先要溶解于水中，再被轉(zhuǎn)移到微生物體內(nèi)，通過(guò)微生物的自身代謝活動(dòng)而被降解。因此，微生物對(duì)于氨態(tài)氮類物質(zhì)的降解能力成為微生物脫臭法的關(guān)鍵。因此，迫切需要開發(fā)出適宜大規(guī)模使用的且性能穩(wěn)定、降解能力強(qiáng)的微生物菌株以促進(jìn)微生物脫臭技術(shù)的快速發(fā)展，并推進(jìn)污水及臭氣污染的治理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供了一種能夠高效降解污水和臭氣中氨態(tài)氮的青霉菌株，并提供了所述青霉菌株在治理污水和臭氣污染中的應(yīng)用。
[0008]上述問(wèn)題通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0009]本發(fā)明人經(jīng)過(guò)篩選,選育出一株青霉菌株，其分類命名為產(chǎn)紫青霉Penicilliumpurpurogenum,已保藏于中國(guó)微生物菌種管理委員會(huì)普通微生物中心(簡(jiǎn)稱CGMCC),保藏單位地址:中國(guó).北京市朝陽(yáng)區(qū)北辰西路I號(hào)院3號(hào)，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所，保藏編號(hào)為CGMCC8036，保藏日期為2013年8月16日，此菌株為可降解污水及臭氣中氨態(tài)氮的菌株。
[0010]該菌株具有下述性質(zhì):所述青霉菌株的菌落在LB平板上，早期呈乳白色絨毛樣菌落，后期菌中心落上出現(xiàn)青色孢子，菌絲變?yōu)闇\紅色。
[0011]本發(fā)明還提供了一種生物菌降解劑，其包含所述的青霉菌株。
[0012]本發(fā)明還公開了所述的青霉菌株和所述的生物菌降解劑在治理污水及臭氣污染領(lǐng)域中的應(yīng)用。
[0013]本發(fā)明還公開了一種降解污水及臭氣中氨態(tài)氮的方法，包括使用所述的青霉菌株和所述的生物菌降解劑與所述氨態(tài)氮相接觸的步驟。
[0014]所述的降解污水及臭氣中氨態(tài)氮的方法，還包括將所述青霉菌株在適宜其生長(zhǎng)的發(fā)酵培養(yǎng)基中培養(yǎng)的步驟。
[0015]具體的，所述發(fā)酵培養(yǎng)基含有如下含量組分:葡萄糖3-8g/L，(NH)2SO40.4-0.Sg/L, NaCl0.5-1.5g/L, FeSO4.7H20 0.02-0.08g/L, K2HPO40.3-0.8g/L, MgSO4.7H20 0.2-0.3g/L，其余為水；或者，紅糖8-12g/L，硫酸銨l_3g/L，其余為水；或者，胰化蛋白胨8_12g/L，酵母提取物3-8g/L，氯化鈉8-12g/L，其余為水。
[0016]進(jìn)一步的，所述發(fā)酵培養(yǎng)基含有如下含量組分:葡萄糖5g/L，(NH)2SO40.6g/L,NaCl 1.0g/L, FeSO4.7H20 0.05g/L, K2HPO4 0.5g/L, MgSO4.7H200.25g/L,其余為水；或者，紅糖10g/L，硫酸銨2g/L，其余為水；或者，胰化蛋白胨10g/L，酵母提取物5g/L，氯化鈉10g/L，其余為水。
[0017]所述培養(yǎng)條件為:控制溫度25-30°C，pH6-8，轉(zhuǎn)速150_200rpm，發(fā)酵時(shí)間36-60小時(shí)。
[0018]本發(fā)明經(jīng)篩選得到一株對(duì)引起污水及臭氣污染的氨態(tài)氮類污染物質(zhì)具有極強(qiáng)降解能力的青霉菌株P(guān)enici 11 iumpurpurogenum BJHY-501,其氨態(tài)氮物質(zhì)降解能力達(dá)到接近98 ;且所述菌株對(duì)受污染的污水及臭氣的治理能力較好，可有效解決污水惡臭及臭氣的環(huán)境治理。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
圖1為本發(fā)明中實(shí)施例3中納氏試劑比色法測(cè)定NH4+-N繪制的標(biāo)準(zhǔn)曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下述各實(shí)施例中所述篩選及培養(yǎng)步驟涉及的培養(yǎng)基的具體成分包括:
[0020](I)脫NH3細(xì)菌液體篩選培養(yǎng)基組分:葡萄糖5g，(NH)2SO4 0.6g，NaCl 1.0g,FeSO4.7H20 0.05g, K2HPO4 0.5g, MgSO4.7H20 0.25g，去離子水定容至 1000ml, 121°C 滅菌30min ；
[0021](2)脫NH3細(xì)菌固體篩選培養(yǎng)基組分:葡萄糖5g，(NH)2SO4 0.6g，NaCl 1.0g,FeSO4.7H20 0.05g, K2HPO4 0.5g，MgSO4.7H20 0.25g，瓊脂粉 15g，去離子水定容至 1000ml,121°C 滅菌 30min ；
[0022](3)LB液體培養(yǎng)基:胰化蛋白胨10g,酵母提取物5g,氯化鈉IOg,去離子水定容至1000ml, 121°C 滅菌 30min ；
[0023](4)LB固體培養(yǎng)基:胰化蛋白胨10g，酵母提取物5g，氯化鈉10g，瓊脂粉15g，去離子水定容至1000ml, 121°C滅菌30min ；
[0024](5)脫NH3細(xì)菌擴(kuò)大培養(yǎng)培養(yǎng)基組分:紅糖10g，硫酸銨2g，去離子水定容至1000ml, 121°C 滅菌 30min。
[0025]實(shí)施例1菌種篩選
[0026]分別取IOml北京市南宮垃圾堆肥廠垃圾滲濾液20批樣，分別接種到裝有IOOmlLB液體培養(yǎng)基的搖瓶中，在恒溫振蕩器上培養(yǎng)2天，溫度為30°C，轉(zhuǎn)速為180r/min。觀察瓶?jī)?nèi)液體至出現(xiàn)渾濁，呈現(xiàn)乳白色，此時(shí)菌生長(zhǎng)最為旺盛。
[0027]為初步鑒定試樣中是否含有降解氨氮的菌種，對(duì)各篩選樣品進(jìn)行以下測(cè)定:
[0028]在250ml的錐形瓶中裝入IOOml的所述脫NH3細(xì)菌液體篩選培養(yǎng)基，做多批次平行樣，并做空白樣對(duì)照；
[0029]分別前述初步培養(yǎng)的待篩選樣品的上清液200ul接種于已配好的含IOOml脫NH3細(xì)菌液體的篩選培養(yǎng)基中，在轉(zhuǎn)速為180r/min，溫度為30°C的振蕩搖床上培養(yǎng)5天，隨時(shí)結(jié)果檢查至溶液變渾濁，每天用納氏試劑比色法測(cè)定NH4+-N的含量，若發(fā)現(xiàn)樣品中NH/-N含量減少，表明有降解氨氮的菌種存在。
[0030]取初步判定含有可降解氨 氮菌種存在的樣品中的上清培養(yǎng)液接種于所述脫NH3細(xì)菌固體篩選培養(yǎng)基平板上，待平板上長(zhǎng)出菌落，選取不同菌落在平板上反復(fù)劃線純化，其步驟如下:
[0031](I)劃線分離:將培養(yǎng)液接種于脫NH3細(xì)菌固體篩選培養(yǎng)基平板上，待平板上長(zhǎng)出單個(gè)菌落，挑取不同菌落，在平板上反復(fù)劃線分離，約4周后最終分離得到13株Y1，Y2，Y3，Υ4, Υ5, Υ6, Υ7, Υ8, Υ9, Υ10, Yll, Y12, Y13 ；
[0032](2)劃線純化，篩選后的實(shí)驗(yàn)菌種，經(jīng)過(guò)多次的平板劃線培養(yǎng)后得到不同的單個(gè)菌落，直至顯微鏡下檢驗(yàn)無(wú)雜菌，即為純化的菌種；
[0033](3)菌種保藏，把純化后菌種接種到所述脫NH3細(xì)菌液體篩選培養(yǎng)基中測(cè)試各菌株在30°C、180rpm條件下，培養(yǎng)48h后對(duì)NH4+_N的利用情況，以納氏試劑比色法測(cè)定NH4+_N的含量為指標(biāo)，篩選出對(duì)NH4+-N轉(zhuǎn)化良好的菌株；
[0034](4)選擇轉(zhuǎn)化率較高的菌株作為目的菌株，接種在所述LB斜面培養(yǎng)基上，30°C于恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48h，放入4°C冰箱內(nèi)保存，每隔兩個(gè)月進(jìn)行重新接種培養(yǎng)保存。
[0035]將所得到的活力較高的菌株進(jìn)行遺傳穩(wěn)定性考察。將所篩得菌株連續(xù)轉(zhuǎn)接10代，每代均接入所述脫NH3細(xì)菌液體篩選培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)發(fā)酵，所篩菌株顯示了穩(wěn)定的發(fā)酵性能。其中降解能力較高、穩(wěn)定性最好的菌株命名為BJHY-501。
[0036]將菌株BJHY-501進(jìn)行DNA測(cè)序，并將測(cè)序結(jié)果與相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，經(jīng)過(guò)序列測(cè)定和在http://archive_dtd.ncb1.nlm.nih.gov/網(wǎng)站上進(jìn)行序列比對(duì),發(fā)現(xiàn)該菌株的基因序列與已登記青霉菌(Penicilliumpurpurogenum)的序列同源性最高,達(dá)到100%。因而確定該菌株為青霉菌。
[0037]將篩選得到的菌株命名為產(chǎn)紫青霉Penicillium purpurogenum,并保藏于中國(guó)微生物菌種管理委員會(huì)普通微生物中心(簡(jiǎn)稱CGMCC)，保藏編號(hào)為CGMCC8036，此菌株為可降解污水及臭氣中氨態(tài)氮的菌株。[0038]實(shí)施例2菌株的擴(kuò)大培養(yǎng)
[0039]該菌種的發(fā)酵培養(yǎng)方法如下:
[0040](1)首先將冷凍保存的菌株BJHY-501劃線接種所述脫NH3細(xì)菌固體篩選培養(yǎng)基上28-30°C培養(yǎng)箱里培養(yǎng)2-3天，長(zhǎng)出單菌落；
[0041](2)采用脫NH3細(xì)菌液體篩選培養(yǎng)基從固體平板培養(yǎng)基上挖單菌落接種在錐形瓶中制備種子液，在28-30°C下，轉(zhuǎn)速為180r/min，震蕩培養(yǎng)48-36小時(shí)；
[0042](3)按照10-20% (v/v)的接種量將所述種子液接種至脫NH3細(xì)菌擴(kuò)大培養(yǎng)培養(yǎng)基中擴(kuò)大培養(yǎng)，28-30°C、轉(zhuǎn)速150-200rpm，曝氣培養(yǎng)2_3天即可使用。發(fā)酵結(jié)束后測(cè)試菌體的干重為15.26g/L。
[0043]實(shí)施例3菌株降解氨態(tài)氮能力測(cè)定
[0044]以納氏試劑比色法測(cè)定NH4+-N的方法
[0045]試劑的配置
[0046]NH/-N標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液:稱取3.819g NH4Cl溶解于水中，定容至1000ml，相當(dāng)于每毫升水中含有IOOOug的nh4+-n。
[0047]標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)定方法:按照下表配置溶液，配置好后，各管加入0.2ml酒石酸鈉鉀溶液，搖勻，再加入0.2ml的納氏試劑，室溫放置lOmin，然后再420nm波長(zhǎng)下測(cè)定吸光值A(chǔ)42tl,以為A42tl橫坐標(biāo),氨氮含量為縱坐標(biāo)建立回歸曲線，為標(biāo)準(zhǔn)曲線。
[0048]標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
[0049]
【權(quán)利要求】
1.一種青霉菌株,其分類命名為Penicilliumpurpurogenum BJHY-501,已保藏于中國(guó)微生物菌種管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏編號(hào)為CGMCC 8036，保藏日期為2013年8月16日。
2.一種生物菌降解劑，其特征在于，包含權(quán)利要求1所述的青霉菌株。
3.權(quán)利要求1所述的青霉菌株在治理污水及臭氣污染領(lǐng)域中的應(yīng)用。
4.權(quán)利要求2所述的生物菌降解劑在治理污水及臭氣污染領(lǐng)域中的應(yīng)用。
5.一種降解污水及臭氣中氨態(tài)氮的方法，其特征在于，包括使用權(quán)利要求1所述的青霉菌株與所述氨態(tài)氮相接觸的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的降解污水及臭氣中氨態(tài)氮的方法，其特征在于，還包括將所述青霉菌株在適宜其生長(zhǎng)的發(fā)酵培養(yǎng)基中培養(yǎng)的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的降解污水及臭氣中氨態(tài)氮的方法，其特征在于，所述發(fā)酵培養(yǎng)基含有如下含量組分:葡萄糖 3-8g/L，(NH)2SO40.4-0.8g/L,NaCl0.5-1.5g/L,FeSO4.7Η200.02-0.08g/L, K2HPO40.3-0.8g/L，MgSO4.7H20 0.2-0.3g/L，其與為水；或者，紅糖 8_12g/L,硫酸銨l_3g/L，其余為水；或者，胰化蛋白胨8-12g/L，酵母提取物3_8g/L，氯化鈉8_12g/L，其余為水。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的降解污水及臭氣中氨態(tài)氮的方法，其特征在于，所述發(fā)酵培養(yǎng)基含有如下含量組分:葡 萄糖 5g/L, (NH)2SO4 0.6g/L，NaCl 1.0g/L, FeSO4.7H20 0.05g/L，K2HPO4 0.5g/L，MgSO4.7H20 0.25g/L，其與為水；或者，紅糖 10g/L，硫酸銨 2g/L，其余為水；或者，胰化蛋白胨10g/L，酵母提取物5g/L，氯化鈉10g/L，其余為水。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的降解污水及臭氣中氨態(tài)氮的方法，其特征在于，所述培養(yǎng)條件為:控制溫度25-30°C，pH6-8，轉(zhuǎn)速150_200rpm，發(fā)酵時(shí)間36-60小時(shí)。
10.一種降解污水及臭氣中氨態(tài)氮的方法，其特征在于，包括使用權(quán)利要求2所述的生物菌降解劑與所述氨態(tài)氮相接觸的步驟。
【文檔編號(hào)】C02F101/38GK103468586SQ201310384416
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】靳永勝 申請(qǐng)人:北京環(huán)氧環(huán)?？萍及l(fā)展有限公司