一種基于天然藻類膜去除水中有機氯農(nóng)藥林丹的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種基于天然藻類膜去除水中有機氯農(nóng)藥林丹的方法，提供一種環(huán)境優(yōu)化、高效、廉價的生態(tài)修復(fù)污染水體的方法，該方法可用于降解水體中有機氯農(nóng)藥林丹。
【背景技術(shù)】
[0002]有機氣農(nóng)藥特別是林丹在環(huán)境中都具有尚毒性、尚持久性、尚積累性等特點而受到廣泛關(guān)注。林丹具有高脂溶性和低水溶性，廣泛殘留在稻田水及其土壤中，能夠在蔬菜，水果和谷物甚至稻米中生物累積。因此，林丹的持久性及難降解性及其污染水體的修復(fù)問題受到越來越多的關(guān)注和研究。
[0003]藻是水稻田中重要的伴生物種，對稻田營養(yǎng)氮素的提供做出了重要的貢獻。最近研究發(fā)現(xiàn)，某些藻具備降解農(nóng)藥的特性，如苯基尿素除草劑伏草隆。研究報道，有機氯農(nóng)藥林丹能夠被一些水生微生物不同程度地降解。因此，可以利用在稻田水中引入一定量的、經(jīng)強化培養(yǎng)的天然混合淡水藻，降解有機氯農(nóng)藥林丹，修復(fù)受農(nóng)藥污染的水體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種能夠去除水體中含有機氯農(nóng)藥林丹的生化方法，以實現(xiàn)環(huán)境友好、生態(tài)、高效、廉價的降解水體中農(nóng)藥含量，適合處理含有機氯農(nóng)藥林丹的微污染水體。
[0005]本發(fā)明所述的混合天然藻培養(yǎng)方法:
[0006]步驟1，培養(yǎng)基(無機鹽培養(yǎng)基)的配制:NaN03l.5g/L、Κ2ΗΡ04.3H20 0.04g/L、MgS04.7H20 0.075g/L、CaCl2.2H20 0.036g/L、Na2C030.02g/L、微量元素溶液 A51mL/L、檸檬酸 0.006g/L、檸檬酸鐵 0.006g/L、Na — EDTA 0.001g/L，并于 120°C滅菌 30min，冷卻后置于凈化工作臺進行30min的紫外燈滅菌。
[0007]步驟2，混合天然藻樣品轉(zhuǎn)接:在玻璃試管中加入20mL步驟1得到的培養(yǎng)基，接入5mL含天然藻(含小球藻、魚腥藻、銅綠微囊藻、鞘藻等)的水體，振蕩使其混合均勻，瓶口涂抹lmL已經(jīng)滅菌的液體石蠟，塞上膠塞并用封口膜封口。將已封口的試管置于恒溫光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)10d至培養(yǎng)液呈現(xiàn)綠色，光照為28001uX，溫度為25°C，光暗比為12h:12h。轉(zhuǎn)移5mL培養(yǎng)液于另一支裝有培養(yǎng)液的試管中，重復(fù)以上操作多次，培養(yǎng)足夠用于接種的含藻水。
[0008]步驟3，混合天然藻的規(guī)?；囵B(yǎng):取5mL步驟2中所得富集藻類微生物培養(yǎng)液作10\10 2、10 3、10 4、10 5和10 6共6個稀釋梯度，分別接種于半固體培養(yǎng)基中，混合均勻，瓶口涂抹lmL滅菌后的液體石蠟，塞入膠塞并用封口膜封口，置于恒溫光照培養(yǎng)箱中，在光照強度為2800LUX，溫度為25°C條件下培養(yǎng)10 — 15d，試管中出現(xiàn)混合藻微生物群落。
[0009]本發(fā)明所述的混合天然藻膜制備方法:
[0010]步驟4，向填充半軟性載體(廊道壁上填充半軟性載體，以聚丙烯、聚乙烯為材料制成)和軟性載體(醛化纖綸為基材，模擬水草形式制作，長度2-5cm)的廊道中(容積約為12L)中加入處于對數(shù)增長期的步驟2和3所得的1.5L混合藻微生物群落，并加入10L步驟1所制備的培養(yǎng)基，進行5 - 8d連續(xù)光照靜態(tài)培養(yǎng)。
[0011]步驟5，靜態(tài)培養(yǎng)之后進行藻類膜馴化培養(yǎng)，每天置換1L混合藻液，連續(xù)置換10d，最后Id加入含林丹污水將藻液全部置換，穩(wěn)定3d，直至載體上形成成熟的藻類膜。
[0012]本發(fā)明所述的混合天然藻膜降解有機農(nóng)藥林丹方法:
[0013]步驟6，在含有混合天然藻廊道推流式反應(yīng)器中(頂置光源，光照強度為2500 -3500LUX，廊道底部設(shè)置一些系列微孔曝氣)，由蠕動栗將先溶解于乙醇并用水稀釋到初始濃度為0.1 - lmg/L的有機氯農(nóng)藥林丹從儲存池輸送到反應(yīng)器中(水位保持約為池高的2/3尚度)。
[0014]步驟7，開啟曝氣(通氣量lL/h)裝置和光照燈，運行中待處理水由蠕動栗不斷儲存池輸送到反應(yīng)器中，循環(huán)速度保持約為0.1 — 0.5L/h，外排水通過管路回流至儲存池中，保持水體處于流動態(tài)。
[0015]步驟8，既定時間從反應(yīng)器中取樣，氣相色譜法測定有機氯農(nóng)藥林丹的含量，計算降解程度。依據(jù)降解效率、殘留濃度和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)要求，確定反應(yīng)器停止運行時間。待反應(yīng)器停止后，已處理的水直接排放至自然水體。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點:
[0017]1.藻類微生物來源豐富，成本低廉；
[0018]2.工藝簡單，無需大型設(shè)備，可常年連續(xù)有效運行，省工省力；
[0019]3.無毒性，用量少，對水體不產(chǎn)生危害；
[0020]4.該體系適應(yīng)性強，能對多種含氯有機農(nóng)藥進行生態(tài)降解；
[0021]5.產(chǎn)生的藻類可以作為生物質(zhì)柴油、燃料、吸附劑的原料。
【具體實施方式】
[0022]實施例1
[0023]步驟1，配制無機鹽培養(yǎng)基10L，并于120°C滅菌30min ；
[0024]步驟2，接種于無機培養(yǎng)基的混合天然藻液(含小球藻、魚腥藻、銅綠微囊藻、鞘藻等)分別置于多個錐形瓶中，置于自動控制人工植物生長室培養(yǎng)溫度為25°C，光照強度為2800Lux，光暗比為12h:12h，連續(xù)進行5 — 8d連續(xù)光照靜態(tài)培養(yǎng)。
[0025]步驟3，向填充半軟性載體的推流式反應(yīng)器廊道中加入1.5L處于對數(shù)增長期的混合天然藻液，混合均勻后再向廊道中加入10L無機培養(yǎng)基并進行5 - 8d連續(xù)光照進行靜態(tài)培養(yǎng)。靜態(tài)培養(yǎng)之后進行藻類膜馴化培養(yǎng)連續(xù)7d，每天置換1L藻液，最后Id加入含林丹污水將藻液全部置換并穩(wěn)定3d，直至載體上形成成熟的藻類膜；
[0026]步驟4，向廊道推流式反應(yīng)器中通入藻類膜和溶解于乙醇的有機氯農(nóng)藥林丹工作液至初始濃度為0.2mg/L0按培養(yǎng)時間0.5d、ld、2d、3d、4d、5d取樣，采用氣相色譜法測定反應(yīng)器中有機氯農(nóng)藥林丹的含量。經(jīng)過ld、3d和5d的運行，污水中有機氯農(nóng)藥林丹的降解率約為25%、42%和67%。
[0027]實施例2
[0028]步驟1，配制無機鹽培養(yǎng)基10L，并于120°C滅菌30min ；
[0029]步驟2，接種于無機培養(yǎng)基的混合天然藻液(含小球藻、魚腥藻、銅綠微囊藻、鞘藻等)分別置于多個錐形瓶中，置于自動控制人工植物生長室培養(yǎng)溫度為25°C，光照強度為2800Lux，光暗比為12h:12h，連續(xù)進行5 — 8d連續(xù)光照靜態(tài)培養(yǎng)。
[0030]步驟3，向織裝軟性載體的推流式反應(yīng)器廊道中加入2L處于對數(shù)增長期的混合天然藻液，混合均勻后再向廊道中加入10L無機培養(yǎng)基并進行5 - 8d連續(xù)光照進行靜態(tài)培養(yǎng)。靜態(tài)培養(yǎng)之后進行藻類膜馴化培養(yǎng)，連續(xù)7d每天置換1.2L藻液，最后Id加入含林丹污水將藻液全部置換并穩(wěn)定3d，直至載體上形成成熟的藻類膜；
[0031]步驟4，向廊道推流式反應(yīng)器中通入藻類膜和溶解于乙醇的有機氯農(nóng)藥林丹工作液至初始濃度為lmg/L。按培養(yǎng)時間0.5d、ld、2d、3d、4d、5d、6d、7d取樣，采用氣相色譜法測定反應(yīng)器中有機氯農(nóng)藥林丹的含量。經(jīng)過ld、3d、5d和7d的運行，污水中有機氯農(nóng)藥林丹的降解率約為9%、26%、43%和69%。
【主權(quán)項】
1.一種天然藻類膜去除水中有機氯農(nóng)藥林丹的方法，其特征在于以混合藻(含小球藻、魚腥藻、銅綠微囊藻、鞘藻等)為實驗藻種，在半軟性載體和軟性載體上形成混合天然藻膜，利用蠕動栗將含有有機氯農(nóng)藥林丹的待處理水從儲存池輸送到含有混合天然藻廊道推流式反應(yīng)器中，開啟曝氣裝置和光照燈，林丹逐漸被藻膜所降解。2.根據(jù)權(quán)利要求1天然藻類膜去除水中有機氯農(nóng)藥林丹的方法，其特征在于混合天然藻樣品在光照為28001uX，溫度為25°C，光暗比為12h:12h條件下轉(zhuǎn)接，并在光照強度為2800LUX，溫度為25°C的恒溫光照培養(yǎng)箱中規(guī)?；囵B(yǎng)10 — 15d，以形成實驗所需混合藻微生物群落。3.根據(jù)權(quán)利要求1天然藻類膜去除水中有機氯農(nóng)藥林丹的方法，其特征在于向容積為12L的廊道中填充以聚丙烯、聚乙烯為材料制成的半軟性載體和以醛化纖綸為基材的軟性載體，并加入混合藻微生物群落和于120°C滅菌30min的無機鹽培養(yǎng)基，先后進行5 — 8d連續(xù)光照靜態(tài)培養(yǎng)和10-13d馴化培養(yǎng)形成成熟的天然藻膜。4.根據(jù)權(quán)利要求1天然藻類膜去除水中有機氯農(nóng)藥林丹的方法，其特征在于運行中蠕動栗需保持約為0.1 — 0.5L/h的循環(huán)速度，將待處理水從儲存池輸送到反應(yīng)器中，以保持水體處于流動態(tài)，維持光照強度為2500 - 3500LUX，以保證藻類存活，提高藻膜降解林丹的效率。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種天然藻類膜去除水中有機氯農(nóng)藥林丹的方法，以混合天然藻類為對象，在半軟性載體和軟性載體上形成混合天然藻類膜，降解含有機氯農(nóng)藥林丹的廢水。實施方法：(1)取混合天然藻樣品在恒溫光照培養(yǎng)箱中規(guī)?；囵B(yǎng)形成混合藻微生物群落；(2)向廊道式反應(yīng)器中填充半軟性載體和軟性載體；(3)加入混合藻微生物群落和無機鹽培養(yǎng)基，連續(xù)靜態(tài)培養(yǎng)和馴化培養(yǎng)形成成熟的天然藻膜；(4)將含有機氯農(nóng)藥林丹的廢水輸送到含有混合天然藻廊道推流式反應(yīng)器中，林丹逐漸被天然藻類膜所降解，降解率可以達近70％。
【IPC分類】C02F101/36, C02F3/34
【公開號】CN105384256
【申請?zhí)枴緾N201510728914
【發(fā)明人】張軍偉, 朱程旭, 宋乾寧
【申請人】江南大學(xué)
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年10月30日