[发明专利]一种用于修复石油污染的盐碱土壤的微生物菌剂及制备

说明书

技术领域

本发明涉及土壤石油污染修复，特别是一种用于修复石油污染的盐碱土壤的微生物菌剂及制备。

背景技术

随着石油工业的迅速发展，石油的开采量和使用量逐年增加，因此，油田开采区、远距离运输和使用石油的过程中对土壤环境造成的污染越来越严重。

当石油污染物进入土壤后，会导致土壤的理化性质改变，如土壤的通透性降低，土壤中有效的导水通路减少，造成植物根系呼吸及从土壤中摄取水分和养分的障碍，进而影响植物的生长发育。同时，由于污染物的影响，使得土壤的碳氮比改变，导致土壤中的微生物群落结构也发生变化，并可以通过食物链的传递作用，最终危害人类的健康安全。因此，从土壤环境中有效去除石油污染物已经成为国内外学者研究的热点问题。

生物法是目前国际上应用最为广泛的一类土壤石油污染修复的方法，它具有降解效率高、生物利用性强、不造成二次污染、成本低、不破坏土壤结构和组成等优点。其中微生物修复和植物—微生物联合修复是最有前途的修复方式。

近年来，国内外学者不断从环境中分离、筛选出具有降解石油烃类物质和PAHs的高效菌株，或者通过生物刺激等手段使得环境中微生物菌群的数量提高，并将所得到的菌株或菌群应用于石油污染物修复研究中。

1）单一菌株对烷烃和PAHs降解效率的研究

烷烃和PAHs由于其自身化学结构的特性，特别是长链烷烃和多环芳烃，其能够长时间存在于土壤中，对人类生存环境带来危害。因此，从环境中分离出能够高效降解这些有毒有害物质的微生物菌株，对修复土壤环境具有重要的意义。

2011年，Liu等在生物反应器中研究红串红球菌NTU-1（Rhodococcus erythropolis NTU-1）对石油和柴油的降解效果发现，四天时反应器中90%的油被去除，其中包括30%生物降解、60%生物吸附。当提高反应器中油含量，四周内降解了87%，其中包括24%生物降解、63%生物吸附。2009年，Binzazdeh、Karimi等在研究红球菌Moj-3449（Rhodococcus sp.Moj-3449)时亦发现，在高浓度长链烷烃和石油条件，能够快速对其进行生物降解。降解速度与碳个数有一定关系，即C₁₄（=C₁₆）>C₁₂>C₁₈。因此，该红球菌均能够有效的应用于石油烃污染修复。

从石油污染环境中分离、提取微生物菌株，并将其应用至PAHs的生物降解研究中，取得了较为显著的成果。中国学者Zhang、Ling等分别从油田污染土壤和炼油厂中分离、提取了绿脓杆菌DQ8（Pseudomonas aeruginosa DQ8)、芽孢杆菌JY3A（Bacillus vallismortis JY3A)和Janibacter anophelis strain JY11。研究表明：DQ8在十二天时，对荧蒽和芘的降解效率分别为40.35%和34.5%；JY3A能够以PAHs作为唯一碳源，十五天能够去除90.5%的芘。值得指出的是，若该株菌与黄孢平革菌（Phanerochaete chrysosporium）共培养，在七天时，芘的降解效率便能达到55.4%；当PAHs初始浓度为500ppm时，在不添加任何共代谢基质和表面活性剂的条件下，JY11能够在五天时分别降解菲98.5%、蒽82.1%和芘97.7%。

2）菌群对石油烃类物质降解效率的研究

由于石油污染物本身是一个复杂的化合物，单一菌种可能仅能利用石油中有限的碳源来完成自身的代谢活动。因此，采用微生物菌群对石油污染物进行生物降解，使得石油中不同组分能够更大程度的降解。

2011年，Liu、Yang等从红树林底泥中分离细菌菌群，该菌群中含有53株PAHs降解菌，其中14株菲（Phenanthrene）降解菌株、13株芘（Pyrene）降解菌株、13株苯并[a]芘（Benzao[a]pyrene）降解菌株和13株混合PAHs（Phe+Phr+Bap）。通过液体培养基试验及HPLC测定发现，Phe降解菌群和混合PAHs降解菌群均对菲有较强的降解能力。然而，对于芘和Bap而言，其各自的降解菌群对芘和Bap的降解效果并不理想。试验进行至15-20天时，芘和Bap的降解率出现升高，表明对于大分子量物质生物降解过程需要较长时间。