專利名稱：利用枯草芽孢桿菌的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境生物修復(fù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種新的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境保護(hù)方法，詳細(xì)地說(shuō)就是利用枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)降解或轉(zhuǎn)化養(yǎng)殖池有機(jī)污染物、修復(fù)水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境的方法。
水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的環(huán)境污染主要是有機(jī)物污染，養(yǎng)殖池塘中的有機(jī)污染物主要來(lái)自殘餌、糞便等。通過(guò)袁有憲等(1999，2000)對(duì)我國(guó)對(duì)蝦養(yǎng)殖區(qū)蝦池沉積環(huán)境的研究，發(fā)現(xiàn)蝦池沉積物中的有機(jī)物及總氮的含量隨池齡而積累，池底污染程度與池齡呈正相關(guān)關(guān)系，一般池齡在10年以上的池塘已經(jīng)嚴(yán)重污染。日本學(xué)者堤裕昭等(1993)報(bào)道有30年發(fā)展歷史的日本沿海網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)業(yè)，也受到了來(lái)自底質(zhì)環(huán)境有機(jī)污染的困擾。美國(guó)學(xué)者M(jìn)unsiri等(1995)也報(bào)道了淡水魚(yú)塘的有機(jī)污染問(wèn)題。
養(yǎng)殖環(huán)境的惡化，已經(jīng)成為制約我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)健康持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素，而傳統(tǒng)的機(jī)械清淤、化學(xué)降解、換水等養(yǎng)殖環(huán)境凈化方法，有凈化不徹底、易產(chǎn)生二次污染、危害養(yǎng)殖功能等缺點(diǎn)。養(yǎng)殖環(huán)境的有機(jī)污染問(wèn)題也已開(kāi)始引起各國(guó)科學(xué)家的高度重視，正在致力于探索新的治理方法。日本有利用快速繁殖的多毛類Captella sp來(lái)消除養(yǎng)殖池底有機(jī)污染的研究報(bào)道(堤裕昭等，1993)，但降解效率較低。近年，一種行之有效、操作性強(qiáng)、利用微生物降解有機(jī)污染物而消除污染和凈化環(huán)境的生物修復(fù)技術(shù)的研究正在興起，如將菌種投放到被污染環(huán)境中進(jìn)行的原位生物修復(fù)(In-situbioremediation)，將污染物集中起來(lái)進(jìn)行處理的異位生物修復(fù)(Ex-situbioremediation)。前者主要應(yīng)用于水域、耕地的環(huán)境恢復(fù)，如美國(guó)環(huán)保局對(duì)阿拉斯加石油泄漏的生物修復(fù)(Prichard et al.，1991；Prichard et al.，1992)和密執(zhí)安Grayling空軍基地柴油貯罐破裂造成深層土壤和地下水污染的生物修復(fù)(Hicks et al.，1993)；后者主要應(yīng)用于工業(yè)和生活廢水的處理，如苯及其衍生物(John et al.，1992)、含氯有機(jī)物(傅旭慶等，1994)、木質(zhì)素(Fett et al，1992)、制藥廢水(王蕾等，1994；羅國(guó)維等，1994)印染廢水(王增夫等，1996)等的工廠化生物處理。在淡水小規(guī)模養(yǎng)殖的循環(huán)水處理上用了固定化生物膜。國(guó)外有Probiltics”(Enviro-Reps Intematonal L.C.)、Epicin(加拿大Epicore網(wǎng)絡(luò)公司)等幾種水質(zhì)凈化菌劑(粉)，但未公布菌種，使用方式也不相同。國(guó)內(nèi)曾有應(yīng)用光合細(xì)菌改善水質(zhì)的報(bào)道(于偉君等，1991)，可消除水中小分子有機(jī)物，但對(duì)池底有機(jī)物降解的作用受到限制。而利用枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)降解水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境中有機(jī)污染物、對(duì)養(yǎng)殖環(huán)境進(jìn)行修復(fù)的研究迄今未見(jiàn)報(bào)道。自1996年以來(lái)，袁有憲等開(kāi)展了海水養(yǎng)殖環(huán)境有機(jī)污染物的生物降解技術(shù)研究，得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和國(guó)家863高技術(shù)發(fā)展計(jì)劃及國(guó)家“九五”攻關(guān)計(jì)劃的資助，已經(jīng)研制成功系列養(yǎng)殖環(huán)境修復(fù)產(chǎn)品，并成功地應(yīng)用于對(duì)蝦養(yǎng)殖中，顯示出誘人的應(yīng)用前景。
本發(fā)明目的是利用枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)建立一種水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境生物修復(fù)方法，以快速消除養(yǎng)殖池底部殘餌、糞便等有機(jī)污染物，為水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物營(yíng)造一個(gè)良好的生長(zhǎng)棲息環(huán)境。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的利用從養(yǎng)殖環(huán)境中分離、篩選到的枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)，通過(guò)規(guī)?；l(fā)酵生產(chǎn)，等電點(diǎn)沉降法收集菌體，選擇合適的固定化材料和方法，將活菌體固定化后，制成便于保藏、運(yùn)輸?shù)漠a(chǎn)品。在不同養(yǎng)殖時(shí)期，按一定量投入養(yǎng)殖池，從而對(duì)污染的養(yǎng)殖環(huán)境進(jìn)行修復(fù)。
下面結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)敘述本發(fā)明的操作技術(shù)內(nèi)容，本發(fā)明的實(shí)施例是利用枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)修復(fù)對(duì)蝦養(yǎng)殖池沉積環(huán)境。
選用的枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)是從對(duì)蝦養(yǎng)殖池沉積環(huán)境中分離篩選的廣溫、廣鹽種，在溫度16～40℃、鹽度10～40、pH6.4～9.0、有氧或微氧的環(huán)境條件下均可生長(zhǎng)。該菌可在對(duì)蝦養(yǎng)殖池底部快速繁殖，降解沉積多年的有機(jī)污染物及不斷沉降的殘餌、糞便等，使其及時(shí)轉(zhuǎn)化為可被浮游植物利用的無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)鹽，浮游植物又可作為養(yǎng)殖對(duì)蝦的基礎(chǔ)餌料而被利用。具體操作方法是
(1)通氣發(fā)酵法生產(chǎn)菌液基料配方為工業(yè)蛋白胨2.5％、酵母膏0.5％、磷酸高鐵0.02％、用4∶1的陳海水和蒸餾水配制，鹽度為25左右，pH調(diào)至8.0。120℃蒸汽滅菌30min，接種量為3.0％，發(fā)酵時(shí)間為18～20hr。經(jīng)1000ml三角瓶和50L發(fā)酵罐兩級(jí)放大種子培養(yǎng)后，用700L發(fā)酵罐發(fā)酵生產(chǎn)菌液。
(2)等電點(diǎn)沉降法收集菌體用1mol/L的稀鹽酸調(diào)節(jié)發(fā)酵液pH值至該菌等電點(diǎn)4.02，使菌體沉降24hr，虹吸法吸去上清液，再將濃縮菌液離心，得濕菌體。
(3)沸石吸附法固定化菌體首先篩取40～80目的沸石，經(jīng)灼燒活化，冷卻備用。將濕菌體用海水配成濃度為3g/L的菌懸液，加入等重量處理好的沸石，攪拌均勻，振搖30min，靜置2hr，使細(xì)菌吸附于沸石表面和孔隙中。倒入容器中空干水分，裝袋，真空包裝。
(4)產(chǎn)品保藏采用常溫保藏。
(5)修復(fù)產(chǎn)品施用在養(yǎng)殖期間，按每公頃150kg菌粉用量，將產(chǎn)品均勻撒入對(duì)蝦養(yǎng)殖池，每10天左右施用一次，該產(chǎn)品可沉入養(yǎng)殖池底部，作用菌可在底部快速繁殖，降解沉積的和陸續(xù)沉降的有機(jī)污染物，使其及時(shí)轉(zhuǎn)化為可被浮游植物利用的無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)鹽，從而達(dá)到了修復(fù)養(yǎng)殖環(huán)境，為養(yǎng)殖動(dòng)物營(yíng)造良好生長(zhǎng)棲息條件的目的。
本發(fā)明的特點(diǎn)在于1.所選用的枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)是廣溫、廣鹽種，在溫度16～40℃、鹽度0～40、pH6.9～9.0、有氧或微氧的環(huán)境條件下均可生長(zhǎng)；2.該菌對(duì)養(yǎng)殖動(dòng)物無(wú)致病性；3.該菌單株降解殘餌的72hrCODMn去除率可達(dá)73％以上，與環(huán)狀芽孢桿菌(Bacillus circulans)和堅(jiān)強(qiáng)芽孢桿菌(Bacillus firmus)配合使用對(duì)殘餌的降解率可提高到80％以上；4.該菌經(jīng)固定化后仍可保持活性，并能順利沉入養(yǎng)殖池底部，在養(yǎng)殖池底部快速繁殖，更有利于降解沉積多年的有機(jī)污染物及不斷沉降的殘餌、糞便等，使其及時(shí)轉(zhuǎn)化為可被浮游植物利用的無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)鹽，浮游植物又可作為養(yǎng)殖動(dòng)物的基礎(chǔ)餌料而被利用；5.本生物修復(fù)技術(shù)可與養(yǎng)殖生產(chǎn)同時(shí)進(jìn)行或在養(yǎng)殖前后進(jìn)行，操作性強(qiáng)、成本低廉、效果顯著、無(wú)二次污染。
權(quán)利要求
1.一種利用枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境修復(fù)方法，其特征在于作用細(xì)菌為枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)，通過(guò)規(guī)?；l(fā)酵生產(chǎn)、經(jīng)分離、固定化后，制成固體產(chǎn)品，投入水產(chǎn)養(yǎng)殖池中，降解或轉(zhuǎn)化殘餌、糞便等有機(jī)污染物。
全文摘要
利用枯草芽孢桿菌的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境修復(fù)方法。是將從養(yǎng)殖池中篩選到的枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)通過(guò)發(fā)酵、分離、固定化,制成固體產(chǎn)品,投放到水產(chǎn)養(yǎng)殖池中,作用菌沉于池底后,快速繁殖并分解或轉(zhuǎn)化殘餌、糞便等有機(jī)污染物,修復(fù)水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境,為養(yǎng)殖動(dòng)物營(yíng)造一個(gè)良好的生長(zhǎng)棲息環(huán)境。本發(fā)明具有操作性強(qiáng)、成本低廉、效果顯著、無(wú)二次環(huán)境污染、對(duì)養(yǎng)殖動(dòng)物無(wú)害的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C02F3/34GK1340462SQ0011130
公開(kāi)日2002年3月20日 申請(qǐng)日期2000年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月25日
發(fā)明者袁有憲, 李秋芬, 辛福言, 鄒玉霞, 曲克明 申請(qǐng)人:中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所