[发明专利]一种利用混合电子供体提高非光合微生物固碳效率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及微生物固定CO₂领域，涉及一种提高非光合微生物固碳效率的方法。

背景技术

CO₂引发的“温室效应”所造成的气候变暖是当前全球面临的重大环境问题。根据IPCC第4次评估报告指出：在最近的一个十年期(1995～2004年)，CO₂当量排放的增加速率(每年9.2亿吨CO₂当量)比前一个十年期(1970～1994年)的排放速率(每年4.3亿吨CO₂当量)高得多。中国的“十二五规划建议草案”显示我国将CO₂减排放在了相当重要的位置上。而在2010年末举行的坎昆会议上，中国承诺到2020年，单位国内生产总值(GDP)CO₂排放将比2005年下降40％-45％。同时CO₂又是地球上最丰富的碳资源，可将其转变为资源和能源。因此，CO₂的固定在环境、能源、资源方面都具有重要的意义。当前，在考虑如何减排CO₂的前提下，研究CO₂的回收与固定，既能有效减少环境中游离的CO₂，又能将其再生为资源，因此已引起世界各国的广泛兴趣。

CO₂的固定主要有物理法化学法和生物法，而大多数物理法和化学法都必须接和生物法来最终固定CO₂。生物法固定CO₂主要是依靠植物和自养微生物，传统上植物的光合作用较为重要也更为人所重视。但地球上存在各种各样的环境，在植物不能生长的特殊环境和场合(如干旱贫瘠的沙漠土壤和工业废气的捕集场合)，微生物所具有的环境适应性的优势便显现出来了，因此从整个生物圈的物质流和能量流来看，微生物固定CO₂意义重大。

目前公认具有较高固碳效率的微生物主要是光合微生物和化能自养细菌中的氢-氧化细菌。藻类等光合微生物由于在培养过程中，需要光照，以及其不耐热和高浓度CO₂的特性，限制了其实际应用。而氢-氧化细菌虽然不用光照且生长范围较为宽泛，但其在生长过程中必须提供以高浓度氢气作为电子供体，因此普通环境条件难以符合其生长要求，同时在实际应用中，供氢气也存在严重的安全隐患。鉴于此，发掘不用光照与供氢的高效固碳微生物，对于实现普通环境条件下的微生物固碳(如土壤环境与吸收工业排放CO₂的大型生物反应器中)具有重要意义。

海洋在全球碳循环过程中有着重要地位，其每年要吸收2.0Gt(1Gt＝10⁹t)人为排放的CO₂，海洋中固碳微生物的研究也一直是全球相关领域专家关注的焦点。为此，我们从全球多个海域(包括全球四大洋，数十个国家和地区)采集水土样品，通过分离筛选已获得了多个系列的不用光照与供氢的固碳微生物菌群。但是这些菌群固碳效率相比光合微生物较低，其主要原因在于这些菌群可利用的能源物质种类有限、能源物质量有限及能源物质的可利用性有限，如果利用混合电子供体系统则可有效解决这些问题，将有利于显著提高其固碳效率，进一步增强菌群在实际应用中潜在的经济效益和社会效益。

发明内容

本发明的目的在于为克服现有技术的缺陷而提供一种好氧条件下利用混合电子供体提高非光合微生物固碳效率的方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种提高非光合微生物固碳效率的方法，包含如下步骤：

(1)配制培养自养微生物的培养基；然后在上述培养基中再加入微量元素溶液；

(2)配制电子供体浓缩液；

(3)将步骤(2)中制得的电子供体浓缩液加入到步骤(1)中制得的含微量元素的培养液中；

(4)向步骤(3)得到培养基中加入来自海洋的混合固碳菌种，在好氧条件下培养。

所述的步骤(1)中的培养基包含以下组分：0.5-1.0g/L KH₂PO₄、1.0-2.0g/L K₂HPO₄、0.1-0.2g/L MgSO₄·7H₂O、10-30g/L NaCl、0.001-0.01g/L CaCl₂、0.0036mmol-0.036mmol/L亚铁盐和0.00375-0.0375mol/L NH₄⁺。