[0019] 下面通过实施例对本发明方案作进一步说明:
[0020] 实施例1:
[0021] 饮用水重金属高效吸附剂中包括假交替单胞菌Pseudoalteromonas sp. GHS18和交替假单胞菌Pseudoalteromonas sp. JP协同发酵产生的胞外多糖。其中,假交替单胞菌GHS18的分类命名为假交替单胞菌(Pseudoalteromonas sp.),于2016年8月29日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC),保藏号为CGMCC No. 12913。交替假单胞菌JP的分类命名为交替假单胞菌(Pseudoalteromonas sp. ),于2016年8月29日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC),保藏号为CGMCC No. 12914。中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)位于北京市朝阳区北辰西路1号院3号。上述两株海洋细菌均从中国浙江舟山朱家尖一处海水养殖场养殖的菲律宾蛤仔吐泥中分离筛选获得。
[0022] 饮用水重金属高效吸附剂的成分及其重量份为2份琼脂、2份淀粉、2份胞外多糖和32份水。
[0023] 饮用水重金属高效吸附剂的最优选制备方法包括以下步骤:
[0024] 1)种子液培养:将假交替单胞菌Pseudoalteromonas sp. GHS18和交替假单胞菌Pseudoalteromonas sp. JP按照1:1的比例混合接种于斜面培养基,于25℃恒温培养36h。加入等体积无菌水,振荡制得种子液。上述种子液的培养可将菌种从保藏状态恢复到活力旺盛的状态,并且得到数量充足的菌种;
[0025] 2)扩大发酵培养:在每100ml液体发酵培养基接入0.4ml种子液,于25℃恒温摇床发酵培养3.6d,摇床速率为140r/min。在发酵培养期间,两株海洋细菌之间互利共栖协同作用,菌种充分利用培养基中的碳源、氮源及生长因子,进行旺盛的新陈代谢,产生大量的代谢产物---胞外多糖;
[0026] 3)胞外多糖提取:将发酵完成的菌液离心,取上清液,在上清液中加入5倍体积的乙醇。在4℃下静置15h,离心取沉淀,真空干燥得胞外多糖粗制品。亲水的多糖的水化层被乙醇破坏,多糖在水中的溶解度大幅下降,以沉淀形式与其他成分分离,同时多糖的活性不会被破坏;
[0027] 4)胞外多糖的精制:在胞外多糖粗制品中加1.7倍体积的水,振荡后加入5倍体积的乙醇,乙醇温度为4℃。静置后离心取沉淀,真空干燥得到胞外多糖精制品;
[0028] 5)吸附剂的制备:在质量比为1:1的琼脂与淀粉的混合物中加入8倍体积的纯水,加热搅拌至琼脂溶解,待琼脂溶液冷却至50℃,加入纯水质量1/16的胞外多糖精制品,混合均匀;然后将混合液倒入培养皿中,静置使之冷却凝固;将凝胶切成3mm×3mm×3mm的小方块,制成湿型重金属高效吸附剂,于3℃保存;或于85℃条件下烘干,制成干燥型重金属高效吸附剂。上述方法制备的吸附剂能对多种重金属进行吸附,性能稳定,吸附率高;没有添加对人体有害的物质,绿色安全。基于假交替单胞菌Pseudoalteromonas sp. GHS18和交替假单胞菌Pseudoalteromonas sp. JP协同发酵得到的胞外多糖制得的吸附剂对水中重金属的吸附效果要优于基于单一海洋细菌发酵得到的胞外多糖制得的吸附剂。
[0029] 斜面培养基成分及其浓度为葡萄糖22g/L、尿素0.47g/L、硫酸铵0.2g/L、酵母膏0.5g/L、磷酸氢二钾2.7g/L、磷酸二氢钾1.1g/L、琼脂13g/L和余量陈化海水或人工海水;调节pH为7.3,121℃高压灭菌25min。其中,人工海水配方为:氯化钠25.0 g/L、氯化镁1.9g/L、硫酸镁3.1 g/L、氯化钙1.3 g/L、碳酸氢钠0.2 g/L、氯化钾0.68g/L、溴化钠0.06 g/L、硼酸
0.058 g/L、硅酸钠0.0024 g/L、磷酸0.002 g/L、六氯化二铝 0.014 g/L、氨水 0.002 g/L、硝酸锂 0.0014g/L、蒸馏水余量。上述培养基不仅能提供适合假交替单胞菌
Pseudoalteromonas sp. GHS18和交替假单胞菌Pseudoalteromonas sp. JP适宜的环境,还能提供菌种生长繁殖所需的碳源、氮源及生长因子,菌种的繁殖速度快,并且能诱导菌种分泌产生大量的胞外多糖,胞外多糖产量提高。
[0030] 实施例2:
[0031] 饮用水重金属高效吸附剂的成分及其重量份为2份琼脂、1份淀粉、2份胞外多糖和32份水。
[0032] 吸附剂的制备方法包括以下步骤:
[0033] 1)种子液培养:将假交替单胞菌Pseudoalteromonas sp. GHS18和交替假单胞菌Pseudoalteromonas sp. JP按照1:2的比例混合接种于斜面培养基,接种于斜面培养基,于22℃恒温培养72h。加入培养基体积1.2倍的无菌水,振荡制得种子液。斜面培养基成分及其浓度为葡萄糖18g/L、尿素0.51g/L、硫酸铵0.24g/L、酵母膏0.4g/L、磷酸氢二钾3.5g/L、磷酸二氢钾1.7g/L、琼脂15g/L和余量陈化海水或人工海水;调节pH为7.4,121℃高压灭菌
30min。其中,人工海水配方为:氯化钠25.0 g/L、氯化镁1.9g/L、硫酸镁3.1 g/L、氯化钙1.3 g/L、碳酸氢钠0.2 g/L、氯化钾0.68g/L、溴化钠0.06 g/L、硼酸0.058 g/L、硅酸钠0.0024 g/L、磷酸0.002 g/L、六氯化二铝 0.014 g/L、氨水 0.002 g/L、硝酸锂 0.0014g/L、蒸馏水余量;
[0034] 2)扩大发酵培养:在每100ml液体发酵培养基接入0.4ml种子液,于25℃恒温摇床发酵培养3.6d,摇床速率为140r/min。液体发酵培养基成分及其浓度为葡萄糖18g/L、尿素0.51g/L、硫酸铵0.24g/L、酵母膏0.4g/L、磷酸氢二钾3.5g/L、磷酸二氢钾1.7g/L和余量陈化海水或人工海水;调节pH为7.4,121℃高压灭菌30min。其中,人工海水配方为:氯化钠
25.0 g/L、氯化镁1.9g/L、硫酸镁3.1 g/L、氯化钙1.3 g/L、碳酸氢钠0.2 g/L、氯化钾
0.68g/L、溴化钠0.06 g/L、硼酸0.058 g/L、硅酸钠0.0024 g/L、磷酸0.002 g/L、六氯化二铝 0.014 g/L、氨水 0.002 g/L、硝酸锂 0.0014g/L、蒸馏水余量;
[0035] 3)胞外多糖提取:将发酵完成的菌液离心,取上清液,在上清液中加入6倍体积的乙醇。在3℃下静置17h,离心取沉淀,真空干燥得胞外多糖粗制品;
[0036] 4)胞外多糖的精制:在胞外多糖粗制品中加1.2倍水。振荡后加入6倍体积乙醇,乙醇温度为3℃。静置后离心取沉淀,真空干燥得到胞外多糖精制品;
[0037] 5)吸附剂的制备:在2g质量比为2:1的琼脂与淀粉的混合物中加入11倍体积的纯水,一边搅拌一边加热直至琼脂溶解,待琼脂溶液冷却至50℃,将1.5g胞外多糖精制品倒入琼脂溶液中混合均匀;然后将混合液倒入培养皿中,静置使之冷却凝固;将凝胶切成3mm×3mm×3mm的小方块,制成湿型重金属高效吸附剂,于4℃保存;或于85℃条件下烘干,制成干燥型重金属高效吸附剂。上述方法制备的吸附剂能对多种重金属进行吸附,性能稳定,能吸附多种重金属,吸附率高;没有添加对人体有害的物质,绿色安全。基于假交替单胞菌Pseudoalteromonas sp. GHS18和交替假单胞菌Pseudoalteromonas sp. JP协同发酵得到的胞外多糖制得的吸附剂对水中重金属的吸附效果要优于基于单一海洋细菌发酵得到的胞外多糖制得的吸附剂。
[0038] 实施例3:吸附剂对锰离子吸附效果的检测
[0039] 1)配制浓度为0.5mg/L的锰离子溶液;
[0040] 2)称取10g湿型重金属高效吸附剂于150mL锥形瓶中;
[0041] 3)将溶液加热至沸后稍凉。分别量取50mL锰离子溶液倒入装有吸附剂的锥形瓶中,摇晃10min,使吸附剂和锰离子溶液充分接触。另取50mL溶液作为处理前水样;
[0042] 4)将吸附后水样离心(10000×g,20min),去除水中残留的吸附剂。处理后分别取两份10mL水样于2支25mL比色管中,定容至25mL,并标记1、2。水样2为平行对照;
[0043] 5)处理前水样也取10mL于25mL比色管中,定容至25mL,做好标记;
[0044] 6)测量处理前后水样的锰离子浓度,用处理前后水样的锰离子浓度差除以处理前水样的锰离子浓度,得出锰离子的去除率为89.6%。
[0045] 实施例4:吸附剂对铬(Ⅵ)离子吸附效果检测
[0046] 1)配制浓度为0.25mg/L铬(Ⅵ)离子溶液;
[0047] 2)称取5g湿型重金属高效吸附剂于150mL锥形瓶中;
[0048] 3)将溶液加热至沸后稍凉。分别量取50mL铬(Ⅵ)离子溶液倒入装有吸附剂的锥形瓶中,摇晃10min,使吸附剂和铬(Ⅵ)离子溶液充分接触。另取50mL溶液作为处理前水样;
[0049] 4)将吸附后水样离心(10000×g,20min),去除水中残留的吸附剂。处理后水样分别取两份10mL水样于2支25mL比色管中,定容至25mL,并标记1、2。其中,水样2为平行对照;
[0050] 5)处理前水样也取10mL于25mL比色管中,定容至25mL,做好标记;
[0051] 6)测量处理前后水样的铬(Ⅵ)离子浓度,用处理前后水样的铬离子浓度差除以处理前水样的铬离子浓度,得出铬(Ⅵ)离子的去除率为57.8%。
[0052] 实施例5:吸附剂对镉、铅、铜离子吸附效果检测
[0053] 1)分别配制一定浓度的金属离子溶液(其中镉离子溶液浓度为0.025mg/L、铅离子溶液浓度为0.05mg/L、铜离子溶液浓度为2mg/L);
[0054] 2)称取10g湿型重金属高效吸附剂于150mL锥形瓶中;
[0055] 3)将溶液加热至沸,取下稍凉。分别量取50mL金属离子溶液倒入装有吸附剂的锥形瓶中,摇晃10min,使吸附剂和金属离子溶液充分接触。另取50mL溶液作为处理前水样;
[0056] 4)将吸附后水样离心(10000×g,20min),去除水中残留的吸附剂。对于铜离子溶液,处理前后水样取25mL于25mL比色管中。每支比色管中加入20µL浓硝酸(优级纯)并测试pH,使pH值小于2。然后将水样装入聚乙烯瓶中保存。对于镉离子溶液,处理前后水样各取2ml至聚乙烯瓶中,再各加入8ml(1+99)硝酸溶液(优级纯),摇匀,测pH,使pH值小于2,保存待测。对于铅离子溶液,处理前后水样各取8ml至聚乙烯瓶中,再各加入2ml(1+99)硝酸溶液(优级纯),摇匀,测pH,使pH值小于2,保存待测。分别取两份水样1,2测试,作平行对照;
[0057] 5)测量处理前后水样的金属离子浓度,用处理前后水样的各离子浓度差除以处理前水样的该离子浓度,得出镉离子的去除率为90.4%、铅离子的去除率为48.2%、铜离子的去除率为42.5%。
[0058] 实施例6:口杯水中重金属的预防性去除
[0059] 取10g湿型重金属高效吸附剂或0.4g干燥型重金属高效吸附剂加入茶杯(带滤网),冲入300-500 mL热开水,5-10分钟后饮用。水中的重金属被吸附剂吸附,饮用水的安全系数提高。冲泡剂被滤网隔离,饮用水时,冲泡剂不会进入口腔,且使用后的冲泡剂可很快自然降解,可直接丢弃,使用方便。
[0060] 本发明的操作步骤中的常规操作为本领域技术人员所熟知,在此不进行赘述。
[0061] 以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明,应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例,并不用于限制本发明,凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等,均应包含在本发明的保护范围之内。