一种凝结芽孢杆菌及其在富集钍离子中的应用的制作方法

    技术2024-12-14  13


    本发明涉及微生物环境修复,具体涉及一种凝结芽孢杆菌及其在富集钍离子中的应用。


    背景技术:

    1、核能作为一种被广泛开发的经济和清洁能源,成为重要的取代化石能源的能源。钍(232th)是一种放射性金属元素。天然钍经过中子轰击,可得铀-233,因此它是潜在的核燃料。金属钍带钢灰色光泽,质地柔软,化学性质较活泼。钍广泛分布在地壳中,是一种前景十分可观的能源材料。然而钍矿的开采利用导致钍离子泄漏到了自然环境中。由于钍的急性毒性和严重的辐射,有害钍泄漏到环境中将导致许多疾病,如癌症和白血病等。水溶性四价钍(th(iv))可通过生物链迁移和生物富集,最终威胁人类健康。因此,选择适合和有效去除th(iv)的生物材料很重要。

    2、目前,从水中除去th(iv)的主要方法如下:离子交换、电化学技术、化学沉淀和膜过滤。与上述常规去除方法相比,生物富集更有效,更环保,仅产生少量副产物。许多研究人员使用各种微生物,如藻类和真菌,用于除去水溶液中的th(iv)。这些方法虽然可实现对th(iv)离子的富集净化,但普遍存在成本高、造成二次污染,不能达到富集剂和th(iv)均回收利用的缺点。

    3、近年来,生物技术作为一种环保、高效、经济的污水处理及资源化新技术,已日益受到人们的关注。研究发现可以利用微生物作为生物富集剂从溶液中去除钍,效果良好。生物富集成为最有吸引力的替代方法之一,并且与传统方法相比具有明显的优势。同时,它是环保的,不会造成任何二次环境污染。

    4、公布号为cn106635902a的中国专利申请文献,公开了一种凝结芽孢杆菌及其应用,该凝结芽孢杆菌的保藏号为cctcc m2016440,其产乳酸能力强,促进禽畜对饲料的消化,可应用于禽畜饲养方面。该凝结芽孢杆菌可分泌大量乳酸,有效抑制有害菌的生长,改良肠道微生态环境,促进肠道发育,增强肠道功能,促进畜禽对饲料的消化吸收。但该专利并没有公开本发明所提出的凝结芽孢杆菌(bacillus coagulans)hjh 416及其在富集钍离子中的应用。


    技术实现思路

    1、本发明所要解决的技术问题在于如何一种能够提高对th(iv)的生物富集量的凝结芽孢杆菌。

    2、本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的:

    3、本发明的第一方面提出一株凝结芽孢杆菌(bacillus coagulans)hjh 416,该凝结芽孢杆菌已于2024年5月23日进行保藏,保藏单位为中国典型培养物保藏中心,保藏编号为cgmcc no:30747。

    4、本发明的第二方面提出上述凝结芽孢杆菌(bacillus coagulans)hjh 416在富集放射性钍th(iv)中的应用,尤其在富集污水中的钍th(iv)中的应用。

    5、本发明的第三方面提出一种去除污水中放射性钍th(iv)离子的方法,主要包括以下步骤:

    6、s1、接种上述凝结芽孢杆菌hjh 416至液体培养基中培养,离心获得菌体;

    7、s2、调节含有放射性th(iv)污水的的ph值,并向其中加入步骤s1获得的菌体,搅拌富集放射性th(iv)。

    8、优选地,所述步骤s1中的液体培养基为lb培养基,培养温度为30-37℃,培养时间为24-28h,培养方式为振荡培养,所述振荡培养采用的转速为100-250r/min。

    9、优选地,所述步骤s2中调节含有放射性th(iv)水的ph值至5.0-8.0,搅拌富集的温度为30-37℃,富集时间为30-120min,搅拌转速为100-150r/min。

    10、优选地,所述步骤s2中菌体与污水的质量比为1:100-500,污水中放射性th(iv)的浓度为20-300mg/l。

    11、进一步地,所述方法还包括回收步骤s3,所述回收步骤s3为收集s2步骤富集尾液中的菌体,向菌体中加入解吸剂水溶液,进行解吸并分离回收,得到凝结芽孢杆菌和th(iv)。

    12、优选地,所述步骤s3在100-150r/min下解吸,解吸时间为20-40min。

    13、优选地,所述解吸剂水溶液为质量浓度为5%的碳酸铵水溶液,所述菌体与解吸剂水溶液的质量比为2:1。

    14、本发明的有益效果在于:

    15、1、本发明提供的凝结芽孢杆菌hjh 416的表面蛋白质量较高,对放射性th(iv)离子具有良好的富集效果,其最大抗th(iv)性能达到1000mg/l,对th(iv)的最大富集量为395.6mg/g,拓宽了污水生物处理放射性素th(iv)离子的浓度范围,保护了环境。

    16、2、本发明提供的去除污水中放射性th(iv)离子的方法,工艺简单,不仅可使得污水中的th(iv)有效分离,并且作为富集剂的凝结芽孢杆菌hjh 416也可以回收再利用,剩余的水经检测放射性th(iv)离子符合污水排放标准后,可以排出,也可以回收利用,具有良好的社会效益和经济效益。



    技术特征:

    1.一株凝结芽孢杆菌hjh 416,其特征在于,该凝结芽孢杆菌hjh 416已于2024年5月23日进行保藏,保藏单位为中国典型培养物保藏中心,保藏编号为cgmcc no:30747。

    2.权利要求1所述的凝结芽孢杆菌hjh 416在富集放射性钍th(iv)中的应用。

    3.一种去除污水中放射性钍th(iv)离子的方法,其特征在于,主要包括以下步骤:

    4.根据权利要求3所述的去除污水中放射性钍th(iv)离子的方法,其特征在于,所述步骤s1中的液体培养基为lb培养基,培养温度为30-37℃,培养时间为24-28h,培养方式为振荡培养,所述振荡培养采用的转速为100-250r/min。

    5.根据权利要求3所述的去除污水中放射性钍th(iv)离子的方法,其特征在于,所述步骤s2中调节含有放射性th(iv)水的ph值至5.0-8.0,搅拌富集的温度为30-37℃,富集时间为30-120min,搅拌转速为100-150r/min。

    6.根据权利要求3所述的去除污水中放射性钍th(iv)离子的方法,其特征在于,所述步骤s2中菌体与污水的质量比为1:100-500,污水中放射性th(iv)的浓度为20-300mg/l。

    7.根据权利要求3所述的去除污水中放射性钍th(iv)离子的方法,其特征在于,还包括回收步骤s3,所述回收步骤s3为收集s2步骤富集尾液中的菌体,向菌体中加入解吸剂水溶液,进行解吸并分离回收,得到凝结芽孢杆菌和th(iv)。

    8.根据权利要求7所述的去除污水中放射性钍th(iv)离子的方法,其特征在于,所述步骤s3在100-150r/min下解吸,解吸时间为20-40min。

    9.根据权利要求8所述的去除污水中放射性钍th(iv)离子的方法,其特征在于,所述步骤s3在120r/min下解吸,解吸时间为40min。

    10.根据权利要求7所述的去除污水中放射性钍th(iv)离子的方法,其特征在于,所述解吸剂水溶液为质量浓度为5%的碳酸铵水溶液,所述菌体与解吸剂水溶液的质量比为2:1。


    技术总结
    本发明公开了一种凝结芽孢杆菌及其在富集钍离子中的应用,属于微生物环境修复技术领域。该凝结芽孢杆菌已于2024年5月23日进行保藏,保藏单位为中国典型培养物保藏中心,保藏编号为CGMCC NO:30747。本发明还提出该凝结芽孢杆菌HJH 416在富集放射性钍Th(IV)中的应用,尤其在富集污水中的钍Th(IV)中的应用。有益效果:本发明提供的凝结芽孢杆菌HJH 416的表面蛋白质量较高,对放射性Th(IV)离子具有良好的富集效果,其最大抗Th(IV)性能达到1000mg/L,对Th(IV)的最大富集量为395.6mg/g,拓宽了污水生物处理放射性素Th(IV)离子的浓度范围,保护了环境。

    技术研发人员:宋文成,梁君
    受保护的技术使用者:中科合肥技术创新工程院
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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