一種真菌菌株gx-4及其在含汞廢水處理中的用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種真菌菌株及其用途，尤其涉及一種能夠去除廢水中汞離子的真菌菌株GX-4及其在含汞廢水處理中的用途。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)廢水重金屬汞的排放主要集中在有色金屬、黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)、有色金屬礦采選業(yè)、化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)行業(yè)。根據(jù)2004-2011年中國環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)資料，核算2003年、2010年各省區(qū)工業(yè)廢水汞排放量占全國比重，并結(jié)合GIS技術(shù)平臺及各省區(qū)礦產(chǎn)資源分布圖進(jìn)行比較分析，表明湖南省汞排放量及其占全國比重一直居全國首位。2003年南方三省湖南、廣西、廣東工業(yè)廢水汞排放量占全國比重超過70%，北方遼寧、甘肅兩省所占比重超過20% ;2010年北方汞污染范圍縮?。荒戏焦廴痉秶鷶U(kuò)大，以湖南為核心的南方六省(云南、福建、江西及兩廣)所占比重約為76%。
[0003]目前，對于含汞工業(yè)廢水的治理方法主要有:物理吸附、化學(xué)沉淀以及微生物治理。在中國專利CN103121730A與CN103691412A中，前者利用火山石粉劑通過改性后進(jìn)行含汞廢水處理，對低濃度含汞廢水具有較好的去汞效果；后者利用氯甲基化苯乙烯樹脂、苯酚、三乙烯四胺為原料制成螯合樹脂，可以有效去除廢水中的汞。在中國專利CN102001734A中，采用以反應(yīng)物硫化鈉、絮凝劑Fe3+、助凝劑聚丙烯酰胺以及水制成重金屬沉降劑，對高、低濃度的含汞廢水均有較好的去除效果。在中國專利CN103525849A中，利用基因重組后的工程菌作為吸附劑，其去汞效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于未基因重組的大腸桿菌。在中國專利CN102489263A中，利用真菌菌種黑曲霉作為吸附劑，吸附劑基團(tuán)與Hg離子發(fā)生絡(luò)合作用，可以有效去除廢水中的汞。
[0004]由于微生物除汞技術(shù)成本較低，能夠循化利用，不產(chǎn)生二次污染，是一種環(huán)境友好型的吸附劑，因此，尋找一種具有高耐汞性能的微生物用于汞離子的去除是目前亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種真菌菌株及其用途，特別是一種能夠去除廢水中汞離子的真菌菌株GX-4及其在含汞廢水處理中的用途。
[0006]為達(dá)到此發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]第一方面，本發(fā)明提供了一種真菌GX-4，其分類學(xué)命名為Fusarium oxysporum，保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心(CGMCC)Jfta:北京市朝陽區(qū)北辰西路I號院3號，100101，保藏編號為CGMCC N0.10106，保藏日期為2014年12月2日。
[0008]本發(fā)明分離得到的真菌GX-4，經(jīng)ITS序列鑒定，該真菌屬于尖孢鐮刀菌(Fusariumoxysporum)。
[0009]本發(fā)明的真菌可以耐受水溶液中濃度為500mg/L以下的汞離子，例如濃度可以是 500mg/L 以下、450mg/L 以下、400mg/L 以下、350mg/L 以下、300mg/L 以下、250mg/L 以下、200mg/L以下、150mg/L以下、lOOmg/L以下、50mg/L以下或lOmg/L以下，優(yōu)選濃度為250mg/L以下，進(jìn)一步優(yōu)選濃度為100mg/L以下。
[0010]第二方面，本發(fā)明還提供了一種菌劑，所述菌劑包含如第一方面所述的真菌GX-4。
[0011]第三方面，本發(fā)明還提供了如第二方面所述菌劑的制備方法，包括以下步驟:
[0012]a)培養(yǎng)皿培養(yǎng):將如第一方面所述真菌GX-4的菌種在無菌條件下接種于固體培養(yǎng)基上，于20-30°C，優(yōu)選28°C下培養(yǎng)4-6天，優(yōu)選5天；所述固體培養(yǎng)基由以下組分組成:酵母提取物l_3g/L，優(yōu)選1.5g/L ;醋酸鈉1.5-4g/L，優(yōu)選2.5g/L ;瓊脂13_18g/L，優(yōu)選15g/L ;氯霉素 0.25mg/L ；
[0013]b) 一級種子培養(yǎng):將步驟a)培養(yǎng)的菌種在無菌條件下接種于液體培養(yǎng)基，于20-300C，優(yōu)選28°C下培養(yǎng)3-7天，優(yōu)選5天，制得一級種子；所述液體培養(yǎng)基由以下組分組成:蛋白胨8-12g/L，優(yōu)選10g/L ;葡萄糖15-25g/L，優(yōu)選20g/L ;氯霉素0.25mg/L ；
[0014]c) 二級種子培養(yǎng):按液體培養(yǎng)基的體積比為5_15%，優(yōu)選8-12%的接種量，將所述一級種子接種到5L發(fā)酵罐中，曝氣，培養(yǎng)5-7天，優(yōu)選5.5-6.5天，制得二級種子；
[0015]d)混合發(fā)酵培養(yǎng):按液體培養(yǎng)基的體積比為10-20%，優(yōu)選12-18%的接種量，將二級種子接種到發(fā)酵罐中，進(jìn)行高密度發(fā)酵培養(yǎng)，獲得菌劑。
[0016]本發(fā)明的培養(yǎng)皿培養(yǎng)中，培養(yǎng)溫度可以為20 °C、21 °C、22 °C、23 °C、24 °C、25 V、26°〇、27°〇、28°〇、29°〇或30°〇；培養(yǎng)時間可以為4天、4.5天、5天、5.5天、6天；所用的固體培養(yǎng)基中酵母提取物可以為 lg/L、l.2g/L、l.5g/L、l.7g/L、l.9g/L、2g/L、2.lg/L、2.3g/L、2.5g/L、2.8g/L 或 3g/L，醋酸鈉可以為 1.5g/L、l.7g/L、l.9g/L、2g/L、2.3g/L、2.5g/L、
2.8g/L、3g/L、3.2g/L、3.5g/L、3.8g/L 或 4g/L，瓊脂可以為 13g/L、14g/L、15g/L、16g/L、17g/L 或 18g/L。
[0017]本發(fā)明的一級種子培養(yǎng)中，培養(yǎng)溫度可以為20 °C、21°C、22 °C、23 °C、24°C、25 °C、26°C、27°C、28°C、29°C或30°C;培養(yǎng)時間可以為3天、3.5天、4天、4.5天、5天、5.5天、6天、
6.5天或7天；所用的液體培養(yǎng)基中蛋白胨可以為8g/L、8.2g/L、8.5g/L、8.7g/L、8.9g/L、9g/L、9.3g/L、9.5g/L、9.7g/L、10g/L、10.2g/L、10.5g/L、10.7g/L、Ilg/L、11.2g/L、ll.5g/L、ll.7g/L 或 12g/L，葡萄糖可以為 15g/L、16g/L、17g/L、18g/L、19g/L、20g/L、21g/L、22g/L、23g/L、24g/L 或 25g/L。
[0018]本發(fā)明的二級種子培養(yǎng)中，接種量按液體培養(yǎng)基的體積比可以為5 %、6 %、7%、8 %、9%、10%、11%、12%、13%、14% 或 15% ;發(fā)酵罐容積可以為 1L、1.5L、2L、2.5L、3L、
3.5L、4L、4.5L或5L ;培養(yǎng)時間可以為5天、5.5天、6天、6.5天或7天。
[0019]本發(fā)明的混合發(fā)酵培養(yǎng)中，接種量按液體培養(yǎng)基的體積比可以為10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%或 20%。
[0020]第四方面，本發(fā)明還提供了一種汞離子處理劑，所述汞離子處理劑包含如第一方面所述的真菌GX-4。
[0021]第五方面，本發(fā)明還提供了一種處理含汞廢水的方法，所述方法包括:
[0022]將如第一方面所述的真菌GX-4、如第二方面所述的菌劑或如第四方面所述的汞離子處理劑與含汞廢水接觸；其中，所述含汞廢水中汞離子的濃度在500mg/L以下，優(yōu)選250mg/L，進(jìn)一步優(yōu)選 100mg/L。
[0023]本發(fā)明中處理含汞廢水的方法具體包括以下步驟:
[0024]a)將含汞廢水的pH值調(diào)節(jié)至4.5-7.6，優(yōu)選5.5-7.0，進(jìn)一步優(yōu)選6.0 ；
[0025]b)向步驟a)的水體中加入如第一方面所述的真菌GX-4、如第二方面所述的菌劑或如第四方面所述的汞離子處理劑，于10_35°C，優(yōu)選15-30°C下震蕩2-8小時，優(yōu)選3_5小時，震蕩速度為150_220rpm，優(yōu)選160_200rpm，進(jìn)一步優(yōu)選180rpm ；
[0026]c)靜置8-16小時，優(yōu)選10-14小時，進(jìn)一步優(yōu)選12小時，取上清測定，下層過濾后保留吸附劑備用；
[0027]d)將吸附劑放入解吸劑中解吸，回收汞，同時循環(huán)利用吸附劑。
[0028]本發(fā)明中，對于含汞廢水的處理為去除或回收所述含汞廢水中的汞離子。
[0029]本發(fā)明中所述含汞廢水來源于機(jī)械、化工或電子材料行業(yè)排放的工業(yè)廢水，例如可以來源于電鍍、冶煉、鑄造、農(nóng)藥、采礦、石油、印染或染料行業(yè)排放的工業(yè)廢水。
[0030]在本發(fā)明中，“高密度培養(yǎng)”又稱高密度發(fā)酵，一般指微生物在液體培養(yǎng)中細(xì)胞群體密度超過常規(guī)培養(yǎng)10倍以上時的生長。
[0031]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果:
[0032]a)本發(fā)明提供的真菌菌株GX-4可以耐受水溶液中高濃度的汞離子，最高可耐受水溶液中500mg/L濃度的汞離子，并能夠去除或回收污水中的汞離子，方便大規(guī)模生產(chǎn)，便于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用；
[0033]b)本發(fā)明篩選該真菌菌株GX-4所用培養(yǎng)基容易得到，而且吸附劑能夠循環(huán)使用，和傳統(tǒng)方法相比，大大降低了水處理成本；
[0034]c)本發(fā)明處理含汞廢水的方法比較環(huán)保，不會產(chǎn)生二次污染，是一種環(huán)境友好型的處理方法。
【附圖說明】
[0035]圖1是不同真菌菌株對廢水中汞的去除效率。
[0036]圖2為本發(fā)明的菌株GX-4在不同汞離子濃度條件下的生長速率。
[0037]圖3為本發(fā)明的菌株GX-4在不同汞離子濃度條件下對汞的去除效率。
[0038]圖4為本發(fā)明的菌株GX-4在不同投加量條件下對未的吸附效率。
[0039]圖5為本發(fā)明的菌株GX-4在不同振蕩時間條件下對汞的去除效率。
[0040]圖6為本發(fā)明的菌株GX-4在不同pH條件下對汞的去除效率。
【具體實(shí)施方式】
[0041]下面通過【具體實(shí)施方式】來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了，所述實(shí)施例僅僅是幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)視為對本發(fā)明的具體限制。
[0042]實(shí)施例1真菌菌株GX-4的分離
[0043]本發(fā)明的分離方法具體包含以下步驟:
[0044]a)將取自廣西省河池市受汞礦污染的含有大量的二價(jià)汞金屬離子的1g 土壤樣品裝入含有90mL無菌水的三角瓶中；
[0045]b)用玻璃珠打散，攪勾，制成土壤懸液；
[0046]c)用涂布法將土壤懸液涂布在分離培養(yǎng)基平板上，所述分離培養(yǎng)基的組成為:無水醋酸鈉0.2406g/L，酵母抽提物0.15g/L，瓊脂15g/L，氯霉素0.lg/L, Hg2+50mg/L，其余為去離子水，且pH = 7.0，120°C高溫高壓滅菌30min ；
[0047]d)將所涂布的分離培養(yǎng)基在30°C的條件下培養(yǎng)2?4天，獲得單個菌株；
[0048]e)將所述單個菌株接入新鮮的所述分離培養(yǎng)基中繼續(xù)進(jìn)行分離培養(yǎng)，獲得純化的菌株；
[0049]f)對步驟e)中得到的純化菌株重復(fù)步驟e)的操作3?5次，以確保所得到的菌株為完全純化的單個菌株，獲得本發(fā)明的真菌菌株GX-4并且于4°C保存。
[0050]實(shí)施例2菌劑的制備
[0051]本發(fā)明中菌劑的制備方法具體包含以下步驟:
[0052]a)Petri Dishes培養(yǎng):將已經(jīng)純化的原始菌種GX-4在無菌條件下分別接種于固體培養(yǎng)基上，室溫(25°C )條件下培養(yǎng)5天；固體培養(yǎng)基具有以下組成:酵母提取物1.5g/L，醋酸鈉2.5g/L，瓊脂15g/L，氯霉素0.25mg/