[发明专利]生物炭耦合协同降解TCC微生物菌剂及其制备方法

说明书

本发明公开了生物炭耦合协同降解TCC微生物菌剂及其制备方法。该微生物复合菌剂包括可协同降解TCC的两株微生物，分别为菌株BX2和LY‑1。其中，菌株BX2能够以TCC作为唯一碳源生长，菌株LY‑1可以利用TCC的主要降解中间产物DCA作为唯一碳源生长，菌株BX2和LY‑1共培养可使TCC矿化效率显著提高。利用玉米秸秆作为原材料在高温下热解玉米秸秆制成生物炭，将生物炭耦合TCC协同降解菌株BX2和LY‑1制备成菌剂，对含10 mg/kg TCC污染土壤进行生物修复，TCC降解率达到98.2%。本发明的提出为TCC污染土壤的修复提供了有效技术手段。

技术领域

本发明涉及一种应用于TCC污染土壤修复的微生物菌剂及其制备方法和应用。属于土壤修复技术领域。

背景技术

三氯卡班（Triclocarban，TCC）作为一种广谱抗菌剂，能高效抑杀多种微生物，广泛应用于肥皂、洗涤剂、化妆品、服装、地毯、油漆、塑料、玩具等产品中，至今已经超过 60年。由于 TCC 的疏水性和稳定性，使其很容易在地表水、地下水、污泥以及土壤中富集，造成生态环境污染，引起人类健康问题。目前 TCC 已成为自然环境中最普遍监测的污染物之一，并被列为新兴有机污染物。3,4-氯苯胺（3,4-chloroaniline，DCA），是常见的苯脲类除草剂及个人护理用品降解产物之一，也是TCC主要降解产物之一，因DCA对生态环境产生的负效应，开始受到人们的关注。目前，在土壤中还是在水体中，甚至在农作物和肉食品中都检测到了DCA的残留。

在自然环境中，细菌很少单独生活，它们与其它微观和宏观有机体共享生态位，形成复杂的多细胞群落，对环境信号作出反应。微生物通过复杂的相互作用，能够改变其个体的生长和代谢特征，维持群落的生态稳定性，提高对污染物的降解效率。相比于自然界中的复合菌群，人工构建的复合菌群在污染物的生物降解过程中具有结构简单、功能稳定、容易控制等优点，且有利于深入研究混培时菌株间互相影响的机制。通过引入混合培养微生物，利用多样的协同代谢方式，使它们的代谢活动对彼此有利，并加快对污染物的降解。

目前对土壤中TCC与DCA 的去除途径主要集中在吸附技术、膜分离技术、高级氧化技术、生物降解等途径。生物降解是去除有毒有害的有机污染物的有效方法之一，该技术的关键策略是采用微生物将有毒污染物转化为较小或无毒物质。与非生物处理方法相比，生物降解具有效率高、所需成本低、环境友好等特点，并且生物降解在降低污染物浓度的同时还可以保持或恢复土壤质量。

生物炭是一种富含碳且多孔的稳定固体材料，由有机物质在限氧条件下的热解过程产生。它是一种优良的土壤改良剂，可增加固碳和土壤肥力，同时提高土壤对污染物的吸附能力，为微生物的生长和功能提供养分。许多研究结果表明，由于生物炭的静电引力作用，使得微生物能固定在生物炭上。此外，由于生物炭含有多种微量元素，而且其含有的溶解性有机质可被微生物利用，从而促进微生物的生长繁殖。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供了一种生物炭耦合协同降解 TCC 微生物菌剂及其制备方法。该生物炭耦合协同降解微生物菌剂以具有TCC及其降解中间产物DCA协同降解能力的两株菌BX2和LY-1为对象，选取秸秆生物炭为固定化载体，采用吸附法，制备具有TCC降解修复能力的固体菌剂，对土壤中TCC具有较高的去除率，选用的秸秆生物炭为固定化载体，经过长时间的腐败，还可增加土壤肥力。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：