[0027] 下面结合实施例对本发明作进一步的描述。在本发明中所涉及的装置、连接结构和方法,若无特指,均为本领域公知的装置、连接结构和方法。
[0028] 陈化海水为取新鲜海水在23℃静置沉降7天后所得的海水的上清液。
[0029] 蛤肉汤为250g蛤仔洗净后置于2kg蒸馏水中在高压锅内蒸煮2小时后过滤的汁液。
[0030] 本发明的吸附剂中的胞外多糖是由海洋嗜冷杆菌Psychrobacter sp.GHF10经过培养、分离得到的。所述海洋嗜冷杆菌Psychrobacter sp.GHF10建议的分类命名为海水嗜冷杆菌,拉丁文学名为Psychrobacter cibarius,从菲律宾蛤仔黏附淤泥中分离纯化而得。海洋嗜冷杆菌Psychrobacter sp.GHF10经培养、分离得到的胞外多糖中单糖组分甘露糖、氨基葡萄糖、核糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、葡萄糖、半乳糖、木糖和阿拉伯糖的摩尔比为1:0.25:0.24:0.05:0.04:0.03:1.66:1.08:0.01:0.02。
[0031] 实施例1
[0032] 一种去除饮用水有害重金属的吸附剂,包括海洋嗜冷杆菌Psychrobacter sp.GHF10通过培养、分离得到的胞外多糖,其制备方法包括以下步骤:
[0033] (1)发酵培养:将选取的海洋嗜冷杆菌的菌种液接种到液体培养基上,在温度为28℃、摇床转速为180r/min的条件下发酵培养4天,得发酵菌液。其中,液体培养基的组成如下:蛤肉汤40g、蛋白胨3.2g、磷酸氢二钾1g、硫代硫酸钠0.5g、柠檬酸铁铵0.7g和葡萄糖20g,余量为陈化海水。菌株的接种浓度为1.2mL菌种液/100mL液体培养基。
[0034] (2)粗提取:将培养好菌液用旋转蒸发仪浓缩至原体积的13%,然后装入截留分子量为2000道尔顿透析袋中,加入去离子水透析至透析袋外去离子水无色无味。透析后的液体用离心机(10000×g,20min)离心,留上清液,得粗提取产物。
[0035] (3)精提取:将冰至4℃的无水乙醇加入离心后的上清液中,无水乙醇与上清液的体积比为3:1,在4℃的条件下,静置9h,然后离心分离沉淀物并干燥,得精提产物。离心速率为7000r/min,干燥温度为90℃。
[0036] (4)吸附剂制备:将琼脂和淀粉加入水中,边加热边搅拌便其溶解,琼脂质量百分浓度为2%,琼脂与淀粉的重量比为1:1。琼脂溶解后将混合水溶液降温至50℃,将精提产物加入混合水溶液中搅拌均匀,琼脂与精提产物的重量比为1:1.5,将混合液凝固后干燥,得到重金属吸附剂。将凝胶切成3mm×3mm×3mm的小方块,制成淀粉琼脂絮凝剂吸附剂,保存在4℃冰箱中。
[0037] 实施例2
[0038] 一种去除饮用水有害重金属的吸附剂,包括海洋嗜冷杆菌Psychrobacter sp.GHF10通过培养、分离得到的胞外多糖,其制备方法包括以下步骤:
[0039] (1)发酵培养:将选取的海洋嗜冷杆菌的菌种液接种到液体培养基上,在温度为25℃、摇床转速为160r/min的条件下发酵培养3天,得发酵菌液。液体培养基的组成如下:蛤肉汤25g、蛋白胨2.5g、磷酸氢二钾0.5g、硫代硫酸钠0.2g、柠檬酸铁铵0.3g和葡萄糖15g,余量为陈化海水。菌株的接种浓度为0.5mL菌种液/100mL液体培养基。
[0040] (2)粗提取:将培养好菌液用旋转蒸发仪浓缩至原体积的10%,然后装入截留分子量为2000道尔顿透析袋中,加入去离子水透析至透析袋外去离子水无色无味。透析后的液体用离心机(10000×g,20min)离心,留上清液,得粗提取产物。
[0041] (3)精提取:将冰至2℃的无水乙醇加入离心后的上清液中,无水乙醇与上清液的体积比为2:1,在2℃条件下静置6h,然后离心分离沉淀物并干燥,得精提产物。离心速率为6000r/min,干燥温度为70℃。
[0042] (4)吸附剂制备:将琼脂和淀粉加入水中,边加热边搅拌便其溶解,琼脂质量百分浓度为2%,琼脂与淀粉的重量比为0.5:1。琼脂溶解后将混合水溶液降温至40℃,将精提产物加入混合水溶液中搅拌均匀,琼脂与精提产物的重量比为1:1,将混合液凝固后干燥,得到重金属吸附剂。将凝胶切成3mm×3mm×3mm的小方块,制成淀粉琼脂絮凝剂吸附剂,保存在4℃冰箱中。
[0043] 实施例3
[0044] 一种去除饮用水有害重金属的吸附剂,包括海洋嗜冷杆菌Psychrobacter sp.GHF10通过培养、分离得到的胞外多糖,其制备方法包括以下步骤:
[0045] (1)发酵培养:将选取的海洋嗜冷杆菌的菌种液接种到液体培养基上,在温度为30℃、摇床转速为200r/min的条件下发酵培养5天,得发酵菌液。液体培养基的组成如下:蛤肉汤55g、蛋白胨4g、磷酸氢二钾1.5g、硫代硫酸钠0.8g、柠檬酸铁铵1g和葡萄糖25g,余量为陈化海水。菌株的接种浓度为1.8mL菌种液/100mL液体培养基。
[0046] (2)粗提取:将培养好菌液用旋转蒸发仪浓缩至原体积的15%,然后装入截留分子量为2000道尔顿透析袋中,加入去离子水透析至透析袋外去离子水无色无味。透析后的液体用离心机(10000×g,20min)离心,留上清液,得粗提取产物。
[0047] (3)精提取:将冰至5℃的无水乙醇加入离心后的上清液中,无水乙醇与上清液的体积比为4:1,在5℃条件下静置12h,然后离心分离沉淀物并干燥,得精提产物。离心速率为8000r/min,干燥温度为105℃。
[0048] (4)吸附剂制备:将琼脂和淀粉加入水中,边加热边搅拌便其溶解,琼脂质量百分浓度为2%,琼脂与淀粉的重量比为0.33:1。琼脂溶解后将混合水溶液降温至60℃,将精提产物加入混合水溶液中搅拌均匀,琼脂与精提产物的重量比为1:2,将混合液凝固后干燥,得到重金属吸附剂。将凝胶切成3mm×3mm×3mm的小方块,制成淀粉琼脂絮凝剂吸附剂,保存在4℃冰箱中。
[0049] 实施例4
[0050] 一种去除饮用水有害重金属的吸附剂,包括海洋嗜冷杆菌Psychrobacter sp.GHF10通过培养、分离得到的胞外多糖,其制备方法包括以下步骤:
[0051] (1)发酵培养:将选取的海洋嗜冷杆菌的菌种液接种到液体培养基上,在温度为28℃、摇床转速为180/min的条件下发酵培养4天,得发酵菌液。液体培养基的组成如下:蛤肉汤40g、蛋白胨3.2g、磷酸氢二钾1g、硫代硫酸钠0.5g、柠檬酸铁铵0.7g和葡萄糖20g,余量为陈化海水。菌株的接种浓度为1.2mL菌种液/100mL液体培养基。
[0052] (2)粗提取:将培养好菌液用旋转蒸发仪浓缩至原体积的13%,然后装入截留分子量为2000道尔顿透析袋中,加入去离子水透析至透析袋外去离子水无色无味。透析后的液体用离心机(10000×g,20min)离心,留上清液,得粗提取产物。
[0053] (3)精提取:将冰至4℃的无水乙醇加入离心后的上清液中,无水乙醇与上清液的体积比为3:1,在4℃条件下静置9h,然后离心分离沉淀物并干燥,得精提产物。离心速率为7000r/min,干燥温度为85℃。
[0054] (4)吸附剂制备:将琼脂和淀粉加入水中,边加热边搅拌便其溶解,琼脂质量百分浓度为4%,琼脂与淀粉的重量比为2:1。琼脂溶解后将混合水溶液降温至50℃,将精提产物加入混合水溶液中搅拌均匀,琼脂与精提产物的重量比为1:1.5,将混合液凝固后干燥,得到重金属吸附剂。将凝胶切成3mm×3mm×3mm的小方块,制成淀粉琼脂絮凝剂吸附剂,保存在4℃冰箱中。
[0055] 实施例5
[0056] 一种去除饮用水有害重金属的吸附剂,包括海洋嗜冷杆菌Psychrobacter sp.GHF10通过培养、分离得到的胞外多糖,其制备方法包括以下步骤:
[0057] (1)发酵培养:将选取的海洋嗜冷杆菌的菌种液接种到液体培养基上,在温度为28℃、摇床转速为180r/min的条件下发酵培养4天,得发酵菌液。液体培养基的组成如下:蛤肉汤40g、蛋白胨3.2g、磷酸氢二钾1g、硫代硫酸钠0.5g、柠檬酸铁铵0.7g和葡萄糖20g,余量为陈化海水。菌株的接种浓度为1.3mL菌种液/100mL液体培养基。
[0058] (2)粗提取:将培养好菌液用旋转蒸发仪浓缩至原体积的13%,然后装入截留分子量为2000道尔顿透析袋中,加入去离子水透析至透析袋外去离子水无色无味。透析后的液体用离心机(10000×g,20min)离心,留上清液,得粗提取产物。
[0059] (3)精提取:将冰至3℃的无水乙醇加入离心后的上清液中,无水乙醇与上清液的体积比为3:1,在3℃条件下静置9h,然后离心分离沉淀物并干燥,得精提产物。离心速率为7000r/min,干燥温度为85℃。
[0060] (4)吸附剂制备:将琼脂和淀粉加入水中,边加热边搅拌便其溶解,琼脂质量百分浓度为6%,琼脂与淀粉的重量比为3:1。琼脂溶解后将混合水溶液降温至40~60℃,将精提产物加入混合水溶液中搅拌均匀,琼脂与精提产物的重量比为1:1.5,将混合液凝固后干燥,得到重金属吸附剂。将凝胶切成3mm×3mm×3mm的小方块,制成淀粉琼脂絮凝剂吸附剂,保存在4℃冰箱中。
[0061] 实施例6
[0062] 一种去除饮用水有害重金属的吸附剂,包括海洋嗜冷杆菌Psychrobacter sp.GHF10通过培养、分离得到的胞外多糖,其制备方法包括以下步骤:
[0063] (1)发酵培养:将选取的海洋嗜冷杆菌的菌种液接种到液体培养基上,在温度为28℃、摇床转速为180r/min的条件下发酵培养4天,得发酵菌液。液体培养基的组成如下:蛤肉汤40g、蛋白胨3.2g、磷酸氢二钾1g、硫代硫酸钠0.5g、柠檬酸铁铵0.7g和葡萄糖20g,余量为陈化海水。菌株的接种浓度为1.3mL菌种液/100mL液体培养基。
[0064] (2)粗提取:将培养好菌液用旋转蒸发仪浓缩至原体积的13%,然后装入截留分子量为2000道尔顿透析袋中,加入去离子水透析至透析袋外去离子水无色无味。透析后的液体用离心机(10000×g,20min)离心,留上清液,得粗提取产物。
[0065] (3)精提取:将冰至3℃的无水乙醇加入离心后的上清液中,无水乙醇与上清液的体积比为3:1,在3℃条件下静置9h,然后离心分离沉淀物并干燥,得精提产物。离心速率为7000r/min,干燥温度为85℃。
[0066] (4)吸附剂制备:将琼脂和淀粉加入水中,边加热边搅拌便其溶解,琼脂质量百分浓度为4%,琼脂与淀粉的重量比为1:1。琼脂溶解后将混合水溶液降温至40~60℃,将精提产物加入混合水溶液中搅拌均匀,琼脂与精提产物的重量比为1:1.5,将混合液凝固后干燥,得到重金属吸附剂。将凝胶切成3mm×3mm×3mm的小方块,制成淀粉琼脂絮凝剂吸附剂,保存在4℃冰箱中。
[0067] 对比例1
[0068] 称取2g琼脂、2g淀粉,加入100mL纯水,一边搅拌一边加热直至琼脂溶解。将混合水溶液冷却至50℃左右。然后将混合水溶液倒入培养皿中,静置使之冷却凝固。将凝胶切成3mm×3mm×3mm的小方块,制成淀粉琼脂吸附剂,保存在4℃冰箱中。
[0069] 重金属高效吸附剂除去饮用水中重金属的应用方法
[0070] 取1块重金属高效吸附剂加入茶杯中,冲入300~500mL的热开水,温度为95~100℃,浸泡5~10分钟后将水杯摇晃5~10次即可饮用。水中的重金属被吸附剂吸附,饮用水的安全系数提高,而吸附剂被茶杯的滤网隔离,且由于热开水短时间内即发生降温,琼脂在热开水中无法溶解,因此吸附剂不会进入体内,安全无害,使用后可直接丢弃降解,使用方便。
[0071] 重金属高效吸附剂的吸附性能
[0072] 测试液配制:用蒸馏水配制锰液(Mn2+)、铬液(Cr6+)、镉液(Cd2+)、铜液(Cu2+)、铅液2+
(Pb )五种测试液,浓度依次为:0.5mg/L、0.25mg/L、0.025mg/L、2mg/L、0.05mg/L。吸附重金属离子:每种测试液各取7份成为1组,每份50mL,取实施例1~6中的重金属吸附剂各1块加入每组的前6份测试液内,取对比例1中的吸附剂1块加入每组的第7份测试液内,摇晃10分钟后通过原子火焰吸收法测量各测试液中所含金属离子的浓度,从而计算吸附率,吸附率为金属离子的浓度的前后差值与吸附前的浓度值的百分比,吸附率的结果见表1。
[0073] 表1
[0074]
[0075] 由表1的吸附率的结果可以看出,本发明的去除饮用水有害重金属的吸附剂对引2+ 2+
用水中的重金属离子具有良好的吸附效果,特别是对于饮用水中Mn 和Cd 的吸附率超过
87%,最高达到93.7%。而对比例1没有添加海洋嗜冷杆菌Psychrobacter sp.GHF10精提物的吸附剂,虽然具有一定的吸附重金属离子的效果,但与实施例1~6制备的添加有海洋嗜冷杆菌Psychrobacter sp.GHF10精提物的吸附剂相比具有很大的差距。与本发明人在专利公开号为CN107626285A的专利中筛选出的海洋嗜冷杆菌的精提物制备的吸附剂吸附饮用水中重金属的吸附效果相比,具有明显的提高。说明海洋嗜冷杆菌Psychrobacter sp.GHF10的精提物具有更加优异的吸附重金属离子的能力。
[0076] 以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换,均仍属于本发明技术方案的保护范围。