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嗜酸硫化芽孢桿菌TPY用于降解苯酚污染物的用途和方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510666859.0

申請日:

2015.10.15

公開號:

CN105255758A

公開日:

2016.01.20

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):C12N 1/20申請日:20151015|||公開
IPC分類號: C12N1/20; C02F3/34; C12R1/01(2006.01)N; C02F101/34(2006.01)N 主分類號: C12N1/20
申請人: 國家海洋局第三海洋研究所
發明人: 陳新華; 郭文斌; 周文根
地址: 361005福建省廈門市思明區大學路178號
優先權:
專利代理機構: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙)35200 代理人: 馬應森
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510666859.0

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.12.21|||2016.02.17|||2016.01.20

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

嗜酸硫化芽孢桿菌TPY用于降解苯酚污染物的用途和方法,涉及嗜酸硫化芽孢桿菌。所述嗜酸硫化芽孢桿菌(Sulfobacillus acidophilus)TPY可用于降解苯酚污染物。所述苯酚污染物可為含苯酚的中高溫及強酸性工業污染廢水。將嗜酸硫化芽孢桿菌(Sulfobacillus acidophilus)TPY接種于基礎培養基中,加入苯酚培養后即完成苯酚污染物的降解。嗜酸硫化芽孢桿菌(Sulfobacillus acidophilus)TPY生長溫度較高,生長pH值較低,可以應用于酸性、高溫含苯酚污染物廢水的處理。

權利要求書

1.嗜酸硫化芽孢桿菌(Sulfobacillusacidophilus)TPY在降解苯酚污染物中應用。
2.如權利要求1所述應用,其特征在于所述苯酚污染物為含苯酚的工業污染廢水。
3.如權利要求1所述應用,其特征在于所述降解苯酚污染物的方法,具體步驟如下:
將嗜酸硫化芽孢桿菌(Sulfobacillusacidophilus)TPY接種于基礎培養基中,加入苯酚培養
后即完成苯酚污染物的降解。
4.如權利要求3所述應用,其特征在于所述基礎培養基的組成為:3g/L(NH4)2SO4,0.5
g/LK2HPO4,0.5g/LMgSO4,0.1g/LKCl,0.01g/LCa(NO3)2,13.9g/LFeSO4·7H2O,0.2
g/L酵母提取物。
5.如權利要求3所述應用,其特征在于所述苯酚的質量濃度為90~120mg/L。
6.如權利要求3所述應用,其特征在于所述培養的條件為:pH值為1.5~4.0,培養的
溫度為40~50℃,搖床轉速為180~220r/min,震蕩培養38~42h。

說明書

嗜酸硫化芽孢桿菌TPY用于降解苯酚污染物的用途和方法

技術領域

本發明涉及嗜酸硫化芽孢桿菌,特別是涉及一種嗜酸硫化芽孢桿菌TPY用于降解苯酚污
染物的用途和方法。

背景技術

苯酚是一種芳香族有機化合物,具有揮發性的白色晶體,有特殊的氣味,又命為石炭酸,
分子式為C6H5OH。苯酚最初是從煤焦油中提煉出來的,目前合成苯酚的主要途徑是異丙基
苯的氧化。工業上,苯酚主要存在于石油、石油化工、煉焦和生產苯酚的廢水中,主要用于
生產炸藥、肥料、油漆、橡膠及合成樹脂等([1]唐莉麗.高效苯酚降解細菌GXP04的苯酚羥
化酶基因簇的克隆.廣西大學;2005)。苯酚屬于高毒物質,含苯酚廢水的大量排放,特別是
一些高溫及強酸性的廢水,處理困難。苯酚可以通過與皮膚粘膜的接觸、吸收和口服侵入體
內而使人中毒。慢性中毒可引起頭痛、食欲減退、惡心等;急性中毒吸入高濃度苯酚可導致
頭疼、乏力、視物模糊、肺水腫等;誤服引起消化道灼傷、胃腸穿孔、呼吸衰竭。另一方面,
工業上生產苯酚產生的含酚廢水可抑制水體生物的生長,食用酚中毒的魚類和酚污染農作物
會引起人體嘔吐及腹瀉,因而對人類生活與生態環境造成嚴重威脅([2]付玲玲.苯酚降解菌
的篩選及其特性的研究.東北大學;2009)。

由于含酚廢水的排放,人類的飲用水和水生生物的生存水源等遭到潛在威脅,含酚的廢
水處理一般有物理化學法和生物法,其中物理化學法包括溶劑萃取法([3]戴猷元,楊義燕,楊
天雪.絡合萃取法處理含酚廢水技術.化工進展1991:40),但通常的溶劑萃取工藝處理含酚
廢水很難達到排放標準;化學氧化法([4]ChristoskovaS,StoyanovaM.Degradationofphenolic
wastewatersoverNi-oxide.WaterRes2001;35:2073),因消耗大量的氧化劑H2O2而成本較高;
濕式氧化法([5]林春綿,金耀門,潘志彥.超臨界水中苯酚的氧化分解.高校化學工程學報
1998:87),該方法中高壓、高溫成本很高;還有光化學氧化法、光化學催化氧化法,其投入
成本較高([6]張乃東,黃君禮,鄭威.強化UV/Fenton法降解水中苯酚的研究.環境污染治
理技術與設備2002;3:20)。考慮到成本及實際應用效果,這些方法在我國都難以廣泛應用于
含苯酚廢水處理,特別是高溫和強酸性的廢水。生物法多采用好氧處理、厭氧-好氧處理、活
性污泥和生物膜法。由于生物處理一般是利用微生物進行降解,相對于物理化學方法而言,
成本低,處理量大,更加經濟有效且無二次污染。

降解苯酚的微生物包括一些細菌,比如從毛單胞菌(Comamonastestosteroni)([7]

AraiH,AkahiraS,OhishiT,KudoT.AdaptationofComamonastestosteroniTA441to
utilizationofphenolbyspontaneousmutationofthegeneforatrans-actingfactor.Molecular
Microbiology1999;33:1132)、假單胞菌屬(Pseudomonassp)([8]PowlowskiJ,ShinglerV.
GeneticsandbiochemistryofphenoldegradationbyPseudomonassp.CF600.Biodegradation
1994;5:219)、紅球菌屬(Rhodococcus)([9]SzokolJ,RuckaL,SimcikovaM,HaladaP,Nesvera
J,PatekM.InductionandcarboncataboliterepressionofphenoldegradationgenesinRhodococcus
erythropolisandRhodococcusjostii.ApplMicrobiolBiotechnol2014;98:8267)、不動桿菌屬
(Acinetobacter)([10]ZhanY,YuH,YanY,ChenM,LuW,LiS,etal.Genesinvolvedinthe
benzoatecatabolicpathwayinAcinetobactercalcoaceticusPHEA-2.CurrMicrobiol2008;57:609)
等,其中最常見的苯酚降解菌是假單胞菌和不動桿菌;一些真菌也降解苯酚([11]Semple
KT,CainRB.BiodegradationofphenolsbythealgaOchromonasdanica.ApplEnvironMicrobiol
1996;62:1265)。此外,一些高等植物和藻類也降解苯酚([12]GibsonDT.Microbial
degradationofaromaticcompounds.Science1967;161:1093)。在土壤環境中,存在大量可以代
謝芳香族化合物的微生物,革蘭氏陽性菌芽孢桿菌能代謝多種苯類的化合物,革蘭氏陰性菌
產堿桿菌如糞產堿桿菌(Alcaligenesfaecalis)([13]RehfussM,UrbanJ.Alcaligenesfaecalis
subsp.phenolicussubsp.nov.aphenol-degrading,denitrifyingbacteriumisolatedfromagraywater
bioprocessor.SystApplMicrobiol2005;28:421)也有氧化苯環的功能,這些微生物能利用苯酚
作為碳源生長。

本申請人在中國專利CN201110026855.8中提供了嗜酸硫化芽孢桿菌(Sulfobacillus
acidophilus)TPY,該菌是從太平洋深海熱液口(12.2`29``N,104.2`01``W,水深3083米)分
離到,已于2010年8月16日保藏于中國典型培養物保藏中心(地址:中國.武漢.武漢大學),
保藏編號為CCTCCNo:M2010203。

發明內容

本發明的目的在于提供一種嗜酸硫化芽孢桿菌(Sulfobacillusacidophilus)TPY的用途。

本發明的另一目的在于提供一種嗜酸硫化芽孢桿菌(Sulfobacillusacidophilus)TPY降解苯
酚污染物的方法。

所述嗜酸硫化芽孢桿菌(Sulfobacillusacidophilus)TPY已于2010年8月16日保藏于中國
典型培養物保藏中心(地址:中國.武漢.武漢大學),保藏編號為CCTCCNo:M2010203(見
本申請人的中國專利CN201110026855.8)。

該菌是從太平洋深海熱液口(12.2`29``N,104.2`01``W,水深3083米)分離得到,該菌
呈短桿狀,為革蘭氏陽性菌,大小為(0.3~0.5)μm×(1~3)μm;它既能利用亞鐵鹽、單質
硫自養生長,也能利用酵母粉,葡萄糖,蛋白胨,甘油等有機物異養生長,其16SrDNA基
因的核苷酸序列長度為1533bp,在GenBank登錄號為NR.074781.1。

所述嗜酸硫化芽孢桿菌(Sulfobacillusacidophilus)TPY可用于降解苯酚污染物。所述苯酚污
染物可為含苯酚的中高溫及強酸性工業污染廢水。

所述嗜酸硫化芽孢桿菌(Sulfobacillusacidophilus)TPY降解苯酚污染物的方法,具體步驟
如下:

將嗜酸硫化芽孢桿菌(Sulfobacillusacidophilus)TPY接種于基礎培養基中,加入苯酚培養
后即完成苯酚污染物的降解。

所述基礎培養基的組成可為:3g/L(NH4)2SO4,0.5g/LK2HPO4,0.5g/LMgSO4,0.1g/L
KCl,0.01g/LCa(NO3)2,13.9g/LFeSO4·7H2O,0.2g/L酵母提取物。

所述苯酚的質量濃度可為90~120mg/L;所述培養的條件可為:pH值為1.5~4.0,培養
的溫度為40~50℃,搖床轉速為180~220r/min,震蕩培養38~42h。

可利用高效液相色譜法檢測苯酚的濃度。

降解苯酚的微生物很多,但截至目前尚未有關于嗜酸硫化芽孢桿菌降解苯酚的報道,而
嗜酸硫化芽孢桿菌TPY能夠降解一定濃度的苯酚,并且能在溫度較高、pH值較低的環境中
生長,因此,可應用于含苯酚的中高溫及強酸性工業污染廢水的處理,其優勢在于降解效率
高,成本低,且無二次污染。

與現有技術相比,本發明的突出優點在于:嗜酸硫化芽孢桿菌(Sulfobacillusacidophilus)
TPY生長溫度較高,生長pH值較低,可以應用于酸性、高溫含苯酚污染物廢水的處理。

附圖說明

圖1為苯酚濃度計算標準曲線。

圖2為嗜酸硫化芽孢桿菌(Sulfobacillusacidophilus)TPY在培養不同時間后的苯酚降解情
況。

具體實施方式

實施例1、苯酚標準曲線的建立

精確稱取1g苯酚溶解于100mL去離子水中,用0.22μm的濾膜過濾,配成0.01g/mL
的母液,再用移液器分別準確吸取體積2μL、5μL、7μL、10μL、15μL、20μL、25μL、30
μL的母液至總體積為1mL的無菌去離子水中。混勻后用高效液相色譜法測定,以苯酚濃度
為橫坐標,以峰面積為縱坐標繪制標準曲線。高效液相色譜儀型號為安捷倫1200,色譜柱為
C18柱,色譜柱型號尺寸為4.6×150mm,流動相為甲醇與水(50∶50,v/v),流速0.8mL/min,
進樣量1μL,檢測波長270nm。測得的標準曲線如圖1所示,曲線公式為y=1.1835x+1.4448,
R2=0.9998,y為測定的峰面積,x為苯酚濃度(μg/L)。

實施例2、嗜酸硫化芽孢桿菌(Sulfobacillusacidophilus)TPY對苯酚的降解

苯酚降解實驗分兩組進行,即實驗組和對照組。實驗組:新鮮活化的嗜酸硫化芽孢桿菌
(Sulfobacillusacidophilus)TPY以5%(v/v)的接種量接種于含有100mL所述基礎培養基的
250mL錐形瓶中,添加0.01%(w/v)的苯酚,苯酚經過0.22μm的濾膜過濾;對照組:含有
100mL所述基礎培養基的250mL錐形瓶中,添加0.01%(w/v)的苯酚,苯酚經過0.22μm
的濾膜過濾,不接種菌。初始pH調制為1.8,培養溫度為45℃,200r/min搖床震蕩培養,
在培養14h、19h、24h、29h、38h、40h取樣檢測苯酚降解利用情況,并根據實施例1曲
線公式計算苯酚的濃度。結果表明苯酚在培養40h完全降解,空白對照組苯酚濃度基本沒變
(圖2)。

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硫化 芽孢 桿菌 TPY 用于 降解 苯酚 污染物 用途 方法
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