本发明属于油污染土壤原位修复领域,涉及原位激活土著菌并产生表面活性剂快速土壤中石油烃的方法及激活剂。
背景技术:
1、石油在人类生产生活过程中最重要的能源之一。然而,在石油的开采,运输、加工过程中,会导致土壤、地下水、河流污染。而进入土壤中的石油由于其具有密度低、疏水性强,毒性大等特点,会造成土壤营养流失、土壤硬化板结,甚至严重威胁地下水和人类身体安全。因此,有必要发展安全可靠的石油污染土壤修复技术。
2、近年,表面活性剂辅助修复石油污染土壤被证明是一种高效且有前景的方法,可以降低石油烃在土壤上的粘附力,提高微生物利用性。有研究报道使用商用的化学表面活性剂后继续氧化石油烃可以提高处理效率。但是,外加的商用合成表面活性剂成本较高、并有一定的毒性,可能造成土地肥力下降,伤害土著细菌,影响土壤生态。此外,商用合成的表面活性剂也会和h2o2反应,导致药剂浪费。有学者发现bacillus subtilis as2,bacilluslicheniformis as3等菌株可以产生生物表面活性剂目前的大部分生物修复研究,增强石油烃的增溶作用,提高石油污染土壤的生物降解效率,此外,分离出产生物表面活性剂的pseudomonas aeruginosa菌株可以提高土壤生物脱氢酶2倍活性和生物修复效率。生物表面活性剂降低表面或者界面张力是提高石油烃的迁移能力,提高微生物利用率快速降解烷烃的关键。
3、石油由于含有的疏水基团使其不溶于水,导致其对土壤有高亲和力,限制石油烃的溶解性和生物利用程度,进而提高土壤微生物对石油烃的修复周期。
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的上述缺陷,本发明的目的在于提供一种原位激活土壤中土著菌降解石油烃的方法及其激活剂,本发明通过激活剂使得土著菌群落在预氧化后迅速恢复并激活土壤中微生物(芽孢杆菌、产碱杆菌、假单胞菌等),通过原位产生生物表面活性剂,增强土著菌之间的协同作用快速降解大量烷烃;增强了土壤中石油烃疏水性,提高土著菌对于石油烃(碳源)的摄取能力,激活剂中去除的大量烷烃远高于非激活组去除的大量烷烃量,显著提高了土壤中石油烃的生物降解效果。
2、本发明是通过下述技术方案来实现的。
3、本发明的一个方面,提供了一种原位激活土壤中土著菌降解石油烃的方法,包括以下步骤:
4、将碳源、乙酸、铵盐、磷酸盐和蒸馏水按照质量比(1~5):(3~9):(1~3):(1~3):(20~40)混合搅拌均匀,制备得到激活剂;
5、将激活剂与含油土壤和蒸馏水按照质量比(5~10):(10~20):(5~10)混合均匀,间歇振荡充氧,土著菌被激活,产生物表面活性剂菌,常温条件下进行土壤大量烷烃的生物降解。
6、作为优选,所述碳源为葡萄糖或果糖。
7、作为优选,所述铵盐为氯化铵、硫酸铵或硝酸铵。
8、作为优选,所述磷酸盐为磷酸二氢钾、磷酸氢二钠或磷酸二氢钠。
9、作为优选,所述含油土壤包括高油土壤和低油土壤,所述高油土壤中总石油烃tph含量为2.8g/kg,所述低油土壤中tph含量为1.5g/kg。
10、作为优选,将激活剂与含油土壤和蒸馏水置于120~160r/min振荡器上间歇5-8h振荡充氧一次。
11、作为优选,激活剂与含油土壤混合并且每间隔7天加入适量蒸馏水保证土壤20%的湿度,常温条件下进行80天的土壤烷烃的生物降解。
12、作为优选,产生物表面活性剂菌为伯克霍尔德菌。
13、作为优选,激活剂对土壤中大量烷烃的降解量不小于6482mg/kg;单位土著菌降解的大量烷烃不小于997mg/kg。
14、本发明的另一个方面,提供了一种所述方法采用的激活剂,包括以下质量比的原料:
15、碳源1~5份;乙酸3~9份;铵盐1~3份;磷酸盐1~3份;蒸馏水20~40份。
16、本发明由于采取以上技术方案,其具有以下有益效果:
17、1.本发明将铵盐、磷酸盐、乙酸、葡萄糖和蒸馏水混合配制激活剂,将制备的激活剂、含油土壤、蒸馏水混合反应,间隔时间进行搅拌充氧和保证湿润度,由于添加激活剂后,土著菌被激活能够原位产生生物表面活性剂,增强了土壤中石油烃疏水性,提高土著菌对于石油烃(碳源)的摄取能力,实现原位产生物表面活性剂激活土著菌降解土壤中石油烃。
18、2.本发明通过激活土著菌产生生物表面活性剂,增强土壤中石油烃的疏水性,提高土壤中石油烃的生物降解,在高油土壤中,激活剂组中去除的大量烷烃高达13609~17077mg/kg,远高于非激活组去除的大量烷烃量(680~852mg/kg),是其的20倍左右。
19、3.土壤中土著菌在80天内的增长率最高可达200%,激活剂组中石油烃快速生物降解,增强了土壤中石油烃疏水性,提高土著菌对于石油烃(碳源)的摄取能力。原位激活土著菌产生生物表面活性剂能够快速生物降解石油烃,克服了外加化学表面活性剂成本高,有毒性,效率低的缺点,显著提高了石油烃的生物降解效果。
1.一种原位激活土壤中土著菌降解石油烃的方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的原位激活土壤中土著菌降解石油烃的方法,其特征在于,所述碳源为葡萄糖或果糖。
3.根据权利要求1所述的原位激活土壤中土著菌降解石油烃的方法,其特征在于,所述铵盐为氯化铵、硫酸铵或硝酸铵。
4.根据权利要求1所述的原位激活土壤中土著菌降解石油烃的方法,其特征在于,所述磷酸盐为磷酸二氢钾、磷酸氢二钠或磷酸二氢钠。
5.根据权利要求1所述的原位激活土壤中土著菌降解石油烃的方法,其特征在于,所述含油土壤包括高油土壤和低油土壤,所述高油土壤中总石油烃tph含量为2.8g/kg,所述低油土壤中tph含量为1.5g/kg。
6.根据权利要求1所述的原位激活土壤中土著菌降解石油烃的方法,其特征在于,将激活剂与含油土壤和蒸馏水置于120~160r/min振荡器上间歇5-8h振荡充氧一次。
7.根据权利要求1所述的原位激活土壤中土著菌降解石油烃的方法,其特征在于,激活剂与含油土壤混合并且每间隔7天加入适量蒸馏水保证土壤20%的湿度,常温条件下进行80天的土壤烷烃的生物降解。
8.根据权利要求1所述的原位激活土壤中土著菌降解石油烃的方法,其特征在于,产生物表面活性剂菌为伯克霍尔德菌。
9.根据权利要求1所述的原位激活土壤中土著菌降解石油烃的方法,其特征在于,激活剂对土壤中大量烷烃的降解量不小于6482mg/kg;单位土著菌降解的大量烷烃不小于997mg/kg。
10.一种如权利要求1-9任一项所述方法采用的激活剂,其特征在于,包括以下质量比的原料: