本發(fā)明涉及環(huán)境修復，具體而言，涉及一種基于微生物的高通量還原脫鹵方法。

背景技術：

1、鹵代烴微生物還原脫鹵是指鹵代烴可作為特定的微生物的電子受體，通過微生物代謝過程將鹵代烴中的鹵素原子還原并去除，從而將有毒的鹵代烴轉化為較無害或易于分解的物質的過程。微生物還原脫鹵技術因其綠色、經濟、安全的特點，在環(huán)境修復領域中被廣泛研究和應用。

2、而傳統(tǒng)的脫鹵方法耗時較長且每次研究的目標物質較少，導致到目前為止研究的鹵代烴有限。其次，目前缺乏成套的脫鹵設備，只能對單一的鹵代烴進行脫鹵，無法實現批量脫鹵。

技術實現思路

1、本發(fā)明旨在至少解決相關技術中存在的“脫鹵時間長，且只能對單一的鹵代烴進行脫鹵”的技術問題。

2、為此，本發(fā)明提供了一種基于微生物的高通量還原脫鹵方法。

3、本發(fā)明提供的基于微生物的高通量還原脫鹵方法，包括：獲取培養(yǎng)孔板，培養(yǎng)孔板包括多個固定孔位；獲取反應容器，反應容器的數量與固定孔位的數量相同，反應容器包括多個第一反應容器；向每一個第一反應容器中添加厭氧水、甲基紫精溶液、乙酸鉀溶液、檸檬酸鈦（ⅲ）溶液、待降解鹵代烴和脫鹵菌溶液；其中，不同的第一反應容器內的待降解鹵代烴的種類相同或不同；將每個第一反應容器對應添加到一個固定孔位內；在無氧的環(huán)境下，將培養(yǎng)孔板在第一預設溫度下保溫第一預設時長，以通過脫鹵菌對待降解鹵代烴進行脫鹵處理。

4、本發(fā)明提供的基于微生物的高通量還原脫鹵方法包括：獲取培養(yǎng)孔板，培養(yǎng)孔板包括多個固定孔位；獲取反應容器，反應容器用于脫鹵反應的進行，反應容器的數量與固定孔位的數量相同，也就是說每一個反應容器能夠固定安裝在一個固定孔位內，從而進行脫鹵實驗，反應容器包括多個第一反應容器，第一反應容器也即通過脫鹵菌對待降解鹵代烴進行降解反應所用到的反應容器，具體脫鹵的過程為，向每一個第一反應容器中添加厭氧水、甲基紫精溶液、乙酸鉀溶液、檸檬酸鈦（ⅲ）溶液、待降解鹵代烴和脫鹵菌溶液；其中，不同的第一反應容器內的待降解鹵代烴的種類相同或不同；也就是說，本技術能夠實現一種待降解鹵代烴的降解反應，也可以同時實現多種類型的待降解鹵代烴的降解反應，將反應液和待降解鹵代烴加入第一反應容器后，將每個第一反應容器對應添加到一個固定孔位內；在無氧的環(huán)境下，將培養(yǎng)孔板在第一預設溫度下保溫第一預設時長，以通過脫鹵菌對待降解鹵代烴進行脫鹵處理。本發(fā)明的基于微生物的高通量還原脫鹵方法，通過配制特定的反應液（也即厭氧水、甲基紫精溶液、乙酸鉀溶液和檸檬酸鈦（ⅲ）溶液的混合溶液），能夠實現微生物的脫鹵，脫鹵環(huán)境穩(wěn)定，脫鹵效果好。其中，厭氧水提供一個無氧環(huán)境，避免氧氣對脫鹵菌的抑制作用。甲基紫精作為電子傳遞介質，幫助電子從脫鹵菌傳遞到鹵代烴，促進還原脫鹵反應。乙酸鉀溶液用于維持反應體系的ph值穩(wěn)定，創(chuàng)造適宜脫鹵菌生長和代謝的環(huán)境。檸檬酸鈦（ⅲ）作為一種還原劑，為反應提供電子，驅動反應進行，維持較低的氧化還原電位，從而提高脫鹵的效率，節(jié)省脫鹵的時間。其中，脫鹵菌為厭氧還原脫鹵菌。另外，本技術通過特定結構的培養(yǎng)孔板以及反應容器，能夠同時進行多個類型的鹵代烴的脫鹵，大大提高研究效率。由于多種鹵代烴還原實驗同時進行，可避免由反應液、微生物以及培養(yǎng)條件等差異造成的隨機誤差。再一方面，反應容器獨立設置，便于特殊情況進行更換，避免浪費整個培養(yǎng)孔板。

5、在一些技術方案中，可選地，基于微生物的高通量還原脫鹵方法還包括：向第一反應容器中加入有機溶劑，以使第一反應容器中的有機化合物溶解于有機溶劑中，其中，不同的待降解鹵代烴對應的有機溶劑不同；分離第一反應容器內的有機溶劑和有機化合物，得到第一混合物；將第一反應容器內的第一混合物通入色譜-質譜聯用儀，并通過色譜-質譜聯用儀確定第一反應容器內存在的化合物，基于第一反應容器內存在的化合物，分析待降解鹵代烴的降解產物。

6、在該技術方案中，在進行脫鹵處理后，向第一反應容器中加入有機溶劑，從而萃取出第一反應容器中的有機化合物，然后分離有機溶劑和有機化合物，最后通過色譜-質譜聯用儀確定出第一反應容器存在的化合物，最后基于第一反應容器內存在的化合物，分析待降解鹵代烴的降解產物。舉例而言，在對四氯乙烯進行脫鹵的過程中，當進行微生物脫鹵后，通過有機溶劑萃取出第一反應容器內的有機化合物，然后將混合物通入色譜-質譜聯用儀，由于色譜-質譜聯用儀能夠將混合物分離，同時能夠確定出混合物中所含有的化合物，例如通過色譜-質譜聯用儀檢測出乙烯化合物，說明四氯乙烯在進行脫鹵的過程中，降解產物生成了乙烯，從而能夠對降解產物進行分析。

7、在一些技術方案中，可選地，反應容器包括多個第二反應容器，第二反應容器的數量與第一反應容器的數量相同，基于微生物的高通量還原脫鹵方法還包括：向每一個第二反應容器中添加厭氧水、甲基紫精溶液、乙酸鉀溶液、檸檬酸鈦（ⅲ）溶液和待降解鹵代烴；其中，不同的第二反應容器內的待降解鹵代烴的種類相同或不同，且每一個第二反應容器內的待降解鹵代烴均與一個第一反應容器內的待降解鹵代烴的種類相同；將每個第二反應容器對應添加到一個固定孔位內；向第二反應容器中加入有機溶劑，以使第二反應容器中的有機化合物溶解于有機溶劑中；分離第二反應容器內的有機溶劑和有機化合物，得到第二混合物；將第二反應容器內的第二混合物通入色譜-質譜聯用儀，并通過色譜-質譜聯用儀確定第二反應容器內存在的化合物，基于第一反應容器內存在的化合物和第二反應容器內存在的化合物，分析待降解鹵代烴的降解條件。

8、在該技術方案中，相當于為每一個種類的待降解鹵代烴增加一組不添加脫鹵菌的參考實驗，能夠確定出不同類型的鹵代烴是否會發(fā)生自然降解，從而分析不同鹵代烴的降解條件，例如自然降解或微生物降解。舉例而言，仍然以四氯乙烯為例，假如在脫鹵反應后，在第二反應容器內產生了三氯乙烯、二氯乙烯、氯乙烯或乙烯，則說明四氯乙烯能夠發(fā)生自然降解，因為第二反應容器內并沒有添加脫鹵菌溶液，假如在脫鹵反應后，在第二反應容器內沒有產生三氯乙烯、二氯乙烯、氯乙烯或乙烯，而第一反應容器內產生了三氯乙烯、二氯乙烯、氯乙烯或乙烯，則說明只有在脫鹵菌溶液存在的情況下，四氯乙烯才能夠發(fā)生降解反應，從而分析四氯乙烯的降解條件。

9、在一些技術方案中，可選地，反應容器還包括第三反應容器和第四反應容器，向每一個第一反應容器中添加厭氧水、甲基紫精溶液、乙酸鉀溶液、檸檬酸鈦（ⅲ）溶液、待降解鹵代烴和脫鹵菌溶液的步驟之前，還包括：向第三反應容器和第四反應容器中添加厭氧水、甲基紫精溶液、乙酸鉀溶液、檸檬酸鈦（ⅲ）溶液和脫鹵菌溶液；向第三反應容器中添加第一質量的六氯苯；在無氧的環(huán)境下，將培養(yǎng)孔板在第一預設溫度下保溫第一預設時長；向第三反應容器和第四反應容器中加入己烷，以使第三反應容器和第四反應容器中的有機化合物溶解于己烷中；分離第三反應容器中的己烷和有機化合物，得到第三混合物；分離第四反應容器中的己烷和有機化合物，得到第四混合物；將第三混合物通入色譜-質譜聯用儀，以通過色譜-質譜聯用儀確定第三反應容器內六氯苯的質量，記為第二質量，并確定第三反應容器內是否存在目標化合物；將第四混合物通入色譜-質譜聯用儀，以通過色譜-質譜聯用儀確定第四反應容器內是否存在目標化合物；在第二質量小于第一質量，且第三反應容器內存在目標化合物，且第四反應容器內不存在目標化合物的情況下，向每一個第一反應容器中添加厭氧水、甲基紫精溶液、乙酸鉀溶液、檸檬酸鈦（ⅲ）溶液、待降解鹵代烴和脫鹵菌溶液。

10、在該技術方案中，在進行鹵代烴脫鹵實驗之前，先通過六氯苯的對照實驗證明本技術方案的可行性。具體地，向第三反應容器和第四反應容器中均添加反應液和脫鹵菌溶液，但是不向第四反應容器內添加六氯苯，僅僅向第三反應容器內添加六氯苯，這樣在色譜-質譜聯用儀分離混合物的過程中，如果第三反應容器內六氯苯的質量減少，且生成目標化合物，例如五氯苯、四氯苯、三氯苯、二氯苯等，且第四反應容器內不存在目標化合物，則說明第三反應容器內的六氯苯在脫鹵菌的作用下發(fā)生了降解反應，而第四反應容器內沒有添加六氯苯，所以第四反應容器內不會發(fā)生降解反應，也就不會產生目標化合物，從而能夠證明在本技術的環(huán)境下，脫鹵菌能夠對鹵代烴進行降解，從而進行后續(xù)未知的鹵代烴的降解實驗。如果第四反應容器內也出現了目標化合物，則證明本技術的方案不可行，從而就無需進行后面的未知的鹵代烴的降解實驗。

11、在一些技術方案中，可選地，在待降解鹵代烴包括多氯聯苯和/或多氯代二苯并-對-二噁英的情況下，有機溶劑包括正己烷和/或甲苯；在待降解鹵代烴包括溴代阻燃劑的情況下，有機溶劑包括環(huán)己烷和/或乙酸乙酯；在待降解鹵代烴包括全氟化合物的情況下，有機溶劑包括甲醇和/或乙腈。

12、在該技術方案中，正己烷和甲苯均可以作為多氯聯苯和多氯代二苯并-對-二噁英的有機溶劑，也即多氯聯苯和多氯代二苯并-對-二噁英在進行脫氯后的化合物能夠溶解于正己烷或甲苯溶劑內，從而被分離出來，從而通過色譜-質譜聯用儀進行后續(xù)的定量和定性分析。同理地，環(huán)己烷和乙酸乙酯均可以作為溴代阻燃劑的有機溶劑，甲醇和乙腈均可以作為全氟化合物的有機溶劑。

13、在一些技術方案中，可選地，多氯聯苯包括如下之一或其組合：c12h3cl7、c12h4cl6和c12h7cl3；多氯代二苯并-對-二噁英包括如下之一或其組合：c12h4cl4o2、c12h2cl6o2和c12cl8o2；溴代阻燃劑包括如下之一或其組合：c15h12br4o2、c12h2br8o和c12h18br6；全氟化合物包括如下之一或其組合：c8hf15o2、c9h5f13o2和c8hf17o3s。

14、在一些技術方案中，可選地，不同的第一反應容器內的待降解鹵代烴的種類不同，待降解鹵代烴的種類大于等于50種，且小于等于70種。

15、在該技術方案中，本技術可同時對幾十種的鹵代烴同時進行降解實驗，大大的提高了效率。

16、在一些技術方案中，可選地，任一固定孔位均有一個孔位編號，不同的第一反應容器內的待降解鹵代烴的種類不同，將每個第一反應容器對應添加到一個固定孔位內的步驟之前，還包括：建立孔位編號與對應的待降解鹵代烴種類的對應關系。

17、在該技術方案中，由于本技術的培養(yǎng)孔板上具有上百個固定孔位，且能夠同時進行60種鹵代烴的降解實驗，因此建立孔位編號與對應的待降解鹵代烴種類的對應關系，便于幾十種鹵代烴的降解實驗的管理，不容易發(fā)生混淆，也即根據孔位編號以及對應關系就可以確定出反應容器內的待降解鹵代烴種類，從而了解這個待降解鹵代烴的降解產物以及降解路徑等。

18、在一些技術方案中，可選地，厭氧水的體積為732.5μl。

19、在一些技術方案中，可選地，甲基紫精溶液中甲基紫精的濃度為10mmol/l，甲基紫精溶液的體積為125μl。

20、在一些技術方案中，可選地，乙酸鉀溶液中乙酸鉀的濃度為1mol/l，乙酸鉀溶液的體積為125μl。

21、在一些技術方案中，可選地，檸檬酸鈦（ⅲ）溶液中檸檬酸鈦（ⅲ）的質量分數為15%，檸檬酸鈦（ⅲ）溶液的體積為5μl。

22、在一些技術方案中，可選地，培養(yǎng)孔板的固定孔位的數量大于等于300個，且小于等于500個。例如可以是384個。

23、在一些技術方案中，可選地，第一預設溫度大于等于25°，且小于等于35°。例如可以是30°。

24、在一些技術方案中，可選地，第一預設時長大于等于20h，且小于等于28h。例如可以是24h。

25、本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。