本發明專利技術提供了一種可處理廢水中重金屬污染的微生物及吸附劑和應用。從超積累植物龍葵內分離出的內生菌LK9具有Cd、Cu、Pb抗性，將該菌擴大培養收集后制備成粉末吸附劑，可用于處理重金屬污染廢水。處理重金屬污染廢水時，將所述的內生菌LK9吸附劑投加到廢水中，經離心沉淀或過濾出吸附劑，發現對Cd2+、Cu2+、Pb2+等重金屬離子均有較強吸附能力，其中對Pb2+的去除效果尤其顯著，達到90%以上。本發明專利技術與其他吸附劑相比具有快速、吸附率高、操作簡便、經濟、適用范圍廣等特點，在重金屬污染水處理方面具有很大的應用潛力。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及重金屬水體污染修復領域，具體涉及一種具有多種重金屬抗性的植物內生菌，及將其制備成吸附劑后快速、高效去除水體中重金屬的方法。
技術介紹
工業的快速發展引發了全球性的環境問題，而重金屬污染是對環境和人類危害最大的污染之一。重金屬可通過食物鏈進入人體中富集，通過其致癌性、致突變性、細胞毒性嚴重影響人類健康。重金屬污染來源廣泛，其中相當部分是通過人類活動產生的廢氣、廢水、廢渣排入環境，造成污染。常用的處理重金屬污染廢水的方法主要有絮凝劑過濾法、石灰沉淀法、離子交換法、電解法等，但這些方法在處理過程中存在著產生二次污染、費用過高、重復利用性不強、工藝復雜等缺陷。利用微生物材料作為吸附劑處理重金屬污染廢水是近年來研究較熱的一種新技術。微生物通過離子交換、沉淀、或利用其細胞膜細胞壁上的羥基、羧基、氨基、巰基、磷酸基團等官能團與重金屬離子絡合，吸附重金屬。與傳統的吸附劑相比，利用微生物材料作為重金屬吸附劑具有來源豐富、成本低、操作簡便、快速、吸附效果好、能重復利用等優點。尋找具有高吸附性能的細菌并通過修飾加強其吸附性能成了近年來的研究熱點。
技術實現思路
本專利技術克服現有技術的不足，提供一種能夠快速、高效去除重金屬污染廢水中Cd2+、Cu2+、Pb2+的微生物及微生物吸附劑。本專利技術操作簡單、經濟、安全，并能有效處理重金屬污染廢水。為體現本專利技術的目的，本專利技術提供了一種微生物，名稱是Pseudomonas LK9，保藏編號為 CCTCC NO M2012302o本專利技術提供的生物吸附劑，是由所述微生物Pseudomonas LK9用LB培養基富集培養，經過離心、去離子水洗滌，再離心收集菌體，后冷凍干燥至粉體得到。 本專利技術的具有多種重金屬抗性的超累積植物內生菌，Pseudomonas LK9,其冷凍干燥后制備成的吸附劑能快速有效去除重金屬污染廢水中Cd2+、Cu2+、Pb2+中一種或幾種，特別適合去除是Pb2+。本專利技術的植物內生菌，Pseudomonas LK9為假單胞菌屬，革蘭氏陰性菌，適宜生長溫度為25-32°C，在固體LB培養基上培養12h后，單菌落呈淡黃色，表面光滑濕潤，邊緣整齊；在液體培養基上的培養物也為淡黃色，該菌體的形態在掃描電鏡下的觀察見附圖6。所述微生物LK9是從超積累植物龍葵根部分離出來的，并對Cu、Pb等多種重金屬具有較聞抗性的內生菌，其重金屬抗性表現為在Cu2+、Pb2+濃度分別小于ImM和0. 8mM的LB培養基中生長，重金屬離子的存在能加速內生菌LK9的生長，而Cu2+、Pb2+濃度分別達到1.2mM和ImM時，內生菌LK9的生長受到抑制，如附圖1、附圖2。所述內生菌通過形態觀察、生理生化特性以及16SrDNA測序結果為，該內生菌為假單胞菌，命名為Pseudomonas LK9，是由本申請人自已篩選的菌株，并于2012年7月30日在中國典型培養物保藏中心進行了保藏，保藏編號為CCTCC NO :M2012302，地址中國武漢武漢大學。該菌分離方法是將從湖南省衡陽水口山礦區尾砂礦附近采集回來的龍葵植株用清水清洗干凈，在該植株上取適量的根、莖、葉分別依次用70%乙醇溶液浸泡40s、2. 5%次氯酸鈉溶液浸泡30min以表面消毒，然后用無菌去離子水漂洗以除去植物根、莖、葉表面的次氯酸。表面已滅菌的龍葵根、莖、葉分別加 入少量無菌磷酸緩沖液(PBS，pH=7.4)、無菌石英砂于無菌研磨中研磨至糊狀，用1% (m/v)氯化鈉溶液稀釋至10-10000倍，涂布于固體LB培養基平面上。培養24h后，根據菌落形態的差異挑取單菌落進行擴大培養。菌種分離實驗用到的去離子水、溶液、研磨、石英砂、培養基等均為滅菌，且實驗操作在無菌室超凈臺中進行。應用所述的微生物吸附劑處理重金屬污染廢水的方法，其過程包括調節重金屬污染廢水PH，后于重金屬污染廢水中投加所述生物吸附劑，震蕩后過濾或沉淀收集吸附劑，完成對重金屬污染廢水的處理。所述用于處理重金屬污染廢水的微生物吸附劑的制備方法為由超累積植物中分離得到的菌株LK9首先經過LB培養基擴大培養，24h以后，4000rpm離心，收集菌體，用去離子水洗滌2 3次，用冷凍干燥法獲得內生菌LK9凍干粉吸附劑。為探索所述的微生物吸附劑對重金屬Cd2+、Cu2+、Pb2+吸附的最優pH，調節重金屬污染廢水PH為2-7，優化后處理Cu2+和Pb2+廢水的最優吸附pH為5-6，處理Cd2+廢水的最優吸附pH為6-7 (之后實驗均使用最優pH)。為探索所述的微生物吸附劑對重金屬Cd2+、Cu2+、Pb2+最佳吸附時間，控制吸附時間為5-120min，優選為5-10min (吸附在5-10min內平衡，見附圖4)。所述用于處理重金屬污染廢水微生物吸附劑劑量為lg/L。所述內生菌LK9吸附劑處理重金屬污染廢水的溫度為25_28°C，處理過程用搖床震蕩，震蕩轉速為150-180rpm。本專利技術的原理及優勢為利用粉體內生菌，通過其表面的離子交換、沉淀，或利用其細胞膜上的羥基、氨基、羧基、磷酸基團、巰基等基團絡合重金屬離子，從而達到高效、快速(吸附平衡時間為5-10min)去除重金屬的結果。本專利技術在處理重金屬污染廢水時，將所述的內生菌LK9吸附劑投加到廢水中，經離心沉淀或過濾出吸附劑，對Cd2+、Cu2+、Pb2+等重金屬離子均有較強吸附能力，其中對Pb2+的去除效果尤其顯著，達到90%以上。本專利技術與其他吸附劑相比具有快速、吸附率高、操作簡便、經濟、適用范圍廣等特點，在重金屬污染水處理方面具有很大的應用潛力。附圖說明圖1為所述內生菌LK9在含不同濃度的Cu2+中LB培養基中的相對生長曲線。圖2為所述內生菌LK9在含不同濃度的Pb2+中LB培養基中的相對生長曲線。圖3不同pH條件對所述內生菌LK9吸附劑重金屬Pb2+、Cd2+、Cu2+的影響。圖4為所述內生菌LK9吸附劑對分別對重金屬Pb2+、Cu2+、Cd2+的吸附量與時間的關系圖。圖5為所述內生菌LK9吸附劑對重金屬Pb2+、Cd2+、Cu2+的吸附等溫線圖。圖6為所述內生菌吸附劑吸附重金屬Pb2+、Cd2+、Cu2+前后的FT-1R譜圖。圖7為內生菌LK9吸附劑吸附前的SEM及EDX圖。圖8為內生菌LK9吸附劑吸附Pb2+后的SEM及EDX圖。圖9為內生菌LK9吸附劑吸附Cu2+后的SEM及EDX圖。圖10為內生菌LK9吸附劑吸附Cd2+后的SEM及EDX圖。 具體實施例方式以下結合實例旨在更一步說明本專利技術，而非限制本專利技術。實施例1內生菌LK9吸附劑的制備所述用于處理重金屬污染廢水的微生物吸附劑的制備方法為LK9凍干粉首先經過LB培養基大量培養，24h以后，4000rpm離心收集菌體，用去離子水洗滌2_3次，用冷凍干燥法獲得內生菌LK9凍干粉吸附劑。重金屬吸附試驗首先分別調節含Cd2+、Cu2+、Pb2+重金屬污染廢水pH，后于重金屬污染廢水投加所述生物吸附劑，劑量為lg/L，震蕩5-120min，后過濾或沉淀收集吸附劑，完成對重金屬污染廢水的處理。所用生物吸附劑為從超積累植物龍葵中分離的，具有重金屬抗性的內生菌LK9制備的吸附劑。本專利技術技術方案中pH、吸附時間是通過以下實驗，在實驗室以模擬廢水做吸附實驗確定的。1、pH對LK9吸附劑吸附本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種微生物，其特征在于，所述微生物名稱Pseudomonas?LK9，保藏編號為CCTCC?M2012302。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：羅勝聯，李曉潔，萬勇，陳亮，陳覺梁，徐翔麗，劉承斌，
申請(專利權)人：湖南大學，
類型：發明
國別省市：
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