本发明属于石油烃污染治理领域,具体涉及一种盐碱土壤石油烃污染生物菌剂及风险消减方法。
背景技术:
1、我国盐渍土壤分布广泛,自然风化和人为干扰都会导致土壤盐碱化。我国许多油田位于沿海地区,受到海水侵蚀形成盐碱土地。而人类在开发利用石油过程中,部分油田的采出水被作为附加产物散落在土壤中,造成土壤盐碱化。我国北方地区土壤盐渍化程度严重,例如大港油田、胜利油田都为重要的石油开采地区,主要以盐碱土壤为主。这些油田在面临石油污染的同时,同时也受到盐碱化的影响。盐碱与石油烃污染双重胁迫下的土壤修复问题早已备受关注。
2、土壤污染威胁到了农田、植物及微生物的生长后才会被人类发觉。土壤还具有毒性累积效应,而水和大气中污染物更易挥发转化。因此土壤中的污染毒性更强、更容易超过国家标准。石油污染会对土壤有机质、总氮、总磷、ph等理化性质产生一定的影响,污染物长时间积累会影响土壤中微生物代谢。若不加以重视,土壤污染面积扩大会进一步影响地下水和生态环境。
3、当前针对原油污染土壤的修复工艺主要包括微生物-植物修复技术、电化学修复、蒸汽修复技术等。现有微生物修复法的核心是高效降解菌对污染物的快速清除作用,研究主要集中在三个方面:一是优势降解菌群的系统分类学及其代谢基因研究;二是微生物对于污染物的降解条件优化及降解机理研究;三是微生物修复技术工程应用实践研究。
4、已知降解石油的微生物共有70属200余种,细菌有28个属,霉菌30个属,酵母12个属。由于土著降解菌缺乏或降解能力不足影响生物刺激法修复石油污染时,通过添加外来降解菌实现生物降解的生物强化就成为更加合适的处理技术。多株微生物共同作用,导致协调多株微生物生长特性的条件复杂,对搭配的微生物种类及数量的技术要求很高。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明提供了一种盐碱土壤石油烃污染生物菌剂及风险消减方法,该生物菌剂具有良好的降解石油烃的作用,可以实现对污染土壤快速修复的目的。
2、本发明的技术方案如下:
3、一种盐碱土壤石油烃污染生物菌剂,包括铜绿假单胞菌(pseudomonasaeruginosa)ya1、伸长盐单胞菌(halomonas elongata)zq1-3、石油烃降解菌(achromoobacter pulmonis)-10和伯克霍尔德氏菌(burkholderia sp.)am20;
4、所述铜绿假单胞菌(pseudomonas aeruginosa)ya1、伸长盐单胞菌(halomonaselongata)zq1-3、石油烃降解菌(achromoobacter pulmonis)-10和伯克霍尔德氏菌(burkholderia sp.)am20的活菌数之比为1:(1.0-2.5):(0.8-1.5):(0.5-1.3),总活菌数为(2.5-3.5)×109cfu/g;
5、所述铜绿假单胞菌(pseudomonas aeruginosa)ya1于2015年9月18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,保藏编号为cgmcc no.11426;
6、所述伸长盐单胞菌(halomonas elongata)zq1-3于2020年10月26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,保藏编号为cgmcc no.20953;
7、所述石油烃降解菌(achromoobacter pulmonis)-10于2018年8月9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,保藏编号为cgmcc no.16240;
8、所述伯克霍尔德氏菌(burkholderia sp.)am20于2023年4月6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,保藏编号为cgmcc no.27032。
9、进一步地,所述盐碱土壤石油烃污染生物菌剂中铜绿假单胞菌ya1、伸长盐单胞菌zq1-3、石油烃降解菌-10和伯克霍尔德氏菌am20的活菌数之比为1:(1.0-2.5):(0.8-1.5):(0.5-1.3),总活菌数为(2.5-3.5)×109cfu/g。
10、更进一步地,所述盐碱土壤石油烃污染生物菌剂中铜绿假单胞菌ya1、伸长盐单胞菌zq1-3、石油烃降解菌-10和伯克霍尔德氏菌am20的活菌数之比为1:2:1:0.8,总活菌数为3.0×109cfu/g。
11、本发明一种盐碱土壤石油烃污染生物菌剂的制备方法,包括如下步骤:
12、(1)分别将铜绿假单胞菌ya1、伸长盐单胞菌zq1-3、石油烃降解菌-10和伯克霍尔德氏菌am20在lb培养基上进行活化,得到活化后的铜绿假单胞菌ya1、伸长盐单胞菌zq1-3、石油烃降解菌-10和伯克霍尔德氏菌am20;
13、(2)将步骤(1)所得活化后的铜绿假单胞菌ya1、伸长盐单胞菌zq1-3、石油烃降解菌-10和伯克霍尔德氏菌am20分别接种于发酵培养基中进行种子培养,得到铜绿假单胞菌ya1、伸长盐单胞菌zq1-3、石油烃降解菌-10和伯克霍尔德氏菌am20种子液;
14、(3)将步骤(2)所得的铜绿假单胞菌ya1、伸长盐单胞菌zq1-3、石油烃降解菌-10和伯克霍尔德氏菌am20种子液分别接种于发酵培养基中进行发酵培养,制得铜绿假单胞菌ya1、伸长盐单胞菌zq1-3、石油烃降解菌-10和伯克霍尔德氏菌am20菌液;
15、(4)将步骤(3)所得的铜绿假单胞菌ya1、伸长盐单胞菌zq1-3、石油烃降解菌-10和伯克霍尔德氏菌am20菌液混合,并加入麸皮生物炭,混合,质量比为1:(6-15)搅拌均匀,调节含水率至10-15%,室温放置后,得盐碱土壤石油烃污染生物菌剂。
16、优选地,所述步骤(1)中活化培养条件为30℃恒温振荡培养48h。
17、优选地,所述步骤(1)中lb培养基的组分及含量如下:10g胰蛋白胨,5g酵母提取物,10g nacl,蒸馏水1l,ph 7.0-7.2。
18、优选地,所述步骤(2)中菌株种子液投加量为培养基总质量的5-10%。
19、进一步优选地,所述步骤(2)中菌株种子液投加量为培养基总质量的8%。
20、优选地,所述步骤(2)中种子培养条件为30℃恒温振荡培养36h,转速为160rpm。
21、优选地,所述步骤(3)中菌株种子液投加量为培养基总质量的5-10%。
22、进一步优选地,所述步骤(3)中菌株种子液投加量为培养基总质量的8%。
23、优选地,所述步骤(3)中发酵条件为30℃恒温振荡培养12-42h,控制溶氧为45-55%。
24、进一步优选地,所述步骤(3)中培养36h,溶氧为50%,转速为160rpm。
25、所述步骤(2)或步骤(3)中发酵培养基的组分及含量如下:8.5g na2hpo4·2h2o,3.0gkh2po4,1.0g nh4cl,0.49g mgso4·7h2o,0.011g cacl2,15g nacl;微量元素:0.4mgcuso4,1.0mg ki,4.0mg mnso4·h2o,4.0mg znso4·7h2o,5.0mg h3bo3,1.6mg h2moo4·2h2o,2.0mg fecl3·6h2o;其中1mol/l的mgso4·7h2o和1mol/l的cacl2分开灭菌之后再加入培养基中,ph 7.0。
26、优选地,所述步骤(4)中麸皮生物炭是通过将麸皮在马弗炉中300℃下高温裂解2h制备得到。
27、本发明还提供上述盐碱土壤石油烃污染生物菌剂在修复石油污染物中的应用。
28、优选地,所述石油污染物为被石油污染的土壤或经处理后的含油污泥。
29、优选地,所述盐碱土壤石油烃污染生物菌剂在修复石油污染物时,添加石油烃污染物质量3-8%的生物菌剂,保持石油烃污染物含水量率在35%-45%,并翻动石油烃污染物,持续降解60-120天。
30、进一步优选地,所述盐碱土壤石油烃污染生物菌剂在修复被石油污染的土壤时,添加石油烃污染物质量6%的生物菌剂,持续降解90天。
31、本发明取得的有益效果:
32、本发明盐碱土壤石油烃污染生物菌剂,能够高效降解石油烃,修复石油烃污染土壤。
33、由于石油组成成分复杂,依靠单一降解菌很难达到理想效果,本发明由不同降解菌组合的石油烃污染生物菌剂相对于单菌而言,多种降解菌发挥协同作用,降解性能更加优异,修复石油烃污染的作用显著增强,市场应用前景好。
1.一种盐碱土壤石油烃污染生物菌剂,其特征在于,包括铜绿假单胞菌(pseudomonasaeruginosa)ya1、伸长盐单胞菌(halomonas elongata)zq1-3、石油烃降解菌(achromoobacter pulmonis)-10和伯克霍尔德氏菌(burkholderia sp.)am20;
2.权利要求1所述的盐碱土壤石油烃污染生物菌剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中活化培养条件为30℃恒温振荡培养48h;所述步骤(1)中lb培养基的组分及含量如下:10g胰蛋白胨,5g酵母提取物,10g nacl,蒸馏水1l,ph 7.0-7.2。
4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中菌株种子液投加量为培养基总质量的5-10%;种子培养条件为30℃恒温振荡培养36h,转速为160rpm。
5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中菌株种子液投加量为培养基总质量的5-10%;发酵条件为30℃恒温振荡培养12-42h,控制溶氧为45-55%。
6.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)或步骤(3)中发酵培养基的组分及含量如下:8.5g na2hpo4·2h2o,3.0g kh2po4,1.0g nh4cl,0.49gmgso4·7h2o,0.011g cacl2,15g nacl;微量元素:0.4mg cuso4,1.0mg ki,4.0mg mnso4·h2o,4.0mgznso4·7h2o,5.0mg h3bo3,1.6mg h2moo4·2h2o,2.0mg fecl3·6h2o;其中1mol/l的mgso4·7h2o和1mol/l的cacl2分开灭菌之后再加入培养基中,ph 7.0。
7.权利要求1所述的盐碱土壤石油烃污染生物菌剂在修复石油污染物中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用,其特征在于,所述石油污染物为被石油污染的土壤或经处理后的含油污泥;所述盐碱土壤石油烃污染生物菌剂在修复石油污染物时,添加石油烃污染物质量3-8%的生物菌剂,保持石油烃污染物含水量率在35%-45%,并翻动石油烃污染物,持续降解60-120天。
9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,所述盐碱土壤石油烃污染生物菌剂在修复石油污染物时,添加石油烃污染物质量6%的生物菌剂,持续降解90天。