[发明专利]一种石油降解菌的固定化方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及微生物固定化技术，具体地说是一种用于修复石油污染土壤的石油降解菌的固定化方法与应用。

背景技术

石油在开采、炼制、运输和使用等过程中，由于各种原因会造成不同程度的泄漏，从而造成石油污染土壤。石油污染土壤是石油及石化企业的重要污染之一，其中的石油污染物对人体及环境具有很高的毒害作用。国内外石油污染土壤的处理方法主要有：焚烧法、填埋法、堆放法以及生物修复法等。

微生物修复技术的核心是高效降解菌对石油污染物的降解作用，降解过程使污染物的成分趋向于更复杂，一些次生代谢物和中间降解产物的毒性更大，游离微生物修复作用的不足就逐渐显现出来，如单位体积内有效降解菌浓度低、与土著菌竞争处于弱势、抗毒性侵害能力差等。而微生物固定化技术可以克服这些缺点和弊端，使修复效果得到大大改善。

微生物固定化技术是20世纪80年代兴起的一种新型生物技术，是指将游离的细胞（微生物）或酶定位于限定的空间区域内，并使其保持活性且能反复使用的技术。微生物固定化技术被广泛用于修复受污染的流体介质（如废水）和半流体介质（如泥浆）环境中，且近十年来，对其修复受污染的非流体介质（如土壤）的研究也日益增多，但将其广泛应用于受石油污染的土壤修复的报道还较少。

限制固定化微生物在土壤修复中应用的主要原因是土壤非流体介质本身所具有的复杂性和特殊性，给该技术提出了许多不同于在流体介质中应用固定化技术时所面临的科学问题，如固定化技术本身存在着不足，未开发出适用于非流体介质的固定化技术，而且缺乏对固定化颗粒的环境安全性评价和对固定化过程中环境因子调控的系统研究；固定化微生物颗粒的载体选择，如何克服在土壤中固定化颗粒的不可回收性和污染物浓度的非均质性对固定化颗粒造成的冲击；如何保证吸附法制备的固定化微生物的菌浓度等。

应用天然载体吸附石油降解菌制备固定化微生物，在保证固定菌浓和营养充足、通风良好的前提下，可以对石油污染土壤起到良好的修复效果。天然载体来自自然，环境友好，在自然分解过程中可以为微生物的生长繁殖提供营养；将其掺入土壤中，可以起到疏松剂的作用，保证土壤的通风和持水性能。我国是一个农业大国，生产、生活和消费等过程会产生大量的农林废弃物，若直接丢弃或焚烧将会占用大量土地、造成资源浪费和环境污染。因此，将这些农林废弃物预处理后作为固定细菌的载体，结合无机载体（如活性炭、多孔陶珠、沸石等）比表面积大、吸附性能高的特点以及天然有机载体（废弃农林作物的秸秆、根茎、叶子、种子等）本身所含的纤维物质、C、N元素和具有的保水、支撑性能，可以满足细菌修复过程中所需的营养、水分、氧气等条件的要求，同时也是土壤肥料，克服了单独使用无机载体需要补充外来营养源和单独使用天然有机载体使固定化菌量不足的缺点，为农林废弃物找到一条资源化出路。  

CN101177679A公开了一种用于多环芳烃污染土壤修复的固定化细菌的制备方法，以0.25～1.0mm红砖粉、粉煤灰、蛭石、泥炭土、硅藻土或焦炭粉为载体材料，灭菌后，接入菌液，然后增殖培养，制得所需固定化颗粒。在修复过程中发现，有机载体泥炭土（含木质素和纤维素）固定化菌对土壤中芘(PYR)和苯并[a]芘(BaP)的去除率分别为62%和47%，比单独使用无机载体固定化菌的修复效率要高的多。但是，该发明在制备固定化菌的过程中需要每天按1mL/g～2mL/g载体的量补加增殖培养基，这势必会增加操作复杂性和操作成本。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种石油降解菌的固定化方法与应用。本发明方法以天然有机材料和无机材料为载体，克服了单独使用天然无机载体和单独使用有机载体的不足；通过吸附法实现对石油降解菌的固定，将制得的固定化石油降解菌应用于石油污染土壤的原位修复具有良好的效果，是一种可以推广应用的环保产品。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种石油降解菌的固定化方法，包括以下内容：以小麦秸秆、玉米秸秆、麦麸、树叶、核桃壳质活性炭为载体材料，混合后进行预处理；接入活化好的石油降解菌种子液，进行吸附培养；在无菌条件下滤掉上层菌悬液，用无菌水冲洗载体材料，将吸附菌后的载体材料转移到新的石油降解菌种子液中，重复多次使载体材料吸附的菌量达到饱和，即得所需固定化石油降解菌。