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一種適合于電動修復長鏈烷烴污染土壤的中間底物降解菌及其應用

文檔序號:9838458閱讀:952來源:國知局
一種適合于電動修復長鏈烷烴污染土壤的中間底物降解菌及其應用
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明屬于環(huán)境有機污染物電動修復技術(shù)領域,具體涉及一種適合于電動修復長 鏈烷烴污染土壤的中間底物降解菌及其應用。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著石油需求量與開采量的不斷增加,占石油總含量20%_50%以上的烷烴類物 質(zhì)成為土壤環(huán)境有機污染的主要污染物之一。其中,難揮發(fā)、低溶解性的長鏈烷烴因其在自 然條件下難以被生物降解,故對環(huán)境造成持久性的污染危害。針對長鏈烷烴的理化特性,該 類污染物的去除涉及物理、化學及生物等多種方法。生物方法中的微生物修復技術(shù),通過向 污染土壤中施加特異性的功能降解菌進行生物放大處理,有效刺激長鏈烷烴的代謝作用。 隨著近年來人們對石油烴類降解功能微生物的廣泛研究,目前已分離得到近200余種的微 生物降解菌,包括不動桿菌屬(4(^1161:(^3(^61')、芽孢桿菌屬(1^(3;[11118)、諾卡氏菌屬 (Nocardia)、分支桿菌屬(My cobacterium )、微球菌屬(Mirococcus)、假單胞菌屬 (Pseudomonas)及弧菌屬(Vibrio)等。然而,由于污染土壤環(huán)境中微生物群落的易變性,導 致功能降解菌的有效降解過程難以穩(wěn)定地持續(xù)進行。同時,高濃度污染物對降解菌造成更 大的環(huán)境壓力,其代謝活性受到限制。
[0003] 利用初始污染土壤修復過程中的混合污染底物進行篩選得到的功能降解菌具有 該時刻土壤內(nèi)污染底物的高效特異性降解能力。將此降解功能菌施加入該時刻污染土壤中 進行微生物修復,有效擴展微生物菌劑代謝譜,促進長鏈烷烴中間產(chǎn)物降解的同時降低其 潛在毒性及二次污染風險,實現(xiàn)原始污染物的深度降解乃至完全礦化過程;此外,中間產(chǎn)物 可作為所用功能菌對原始長鏈烷烴降解的共代謝底物,促進長鏈烷烴的進一步降解。
[0004]污染土壤的組合修復模式是延續(xù)高效修復過程的有效方法,特別是針對于難降解 的持久性有機污染物。通過強效的電動修復處理長鏈烷烴污染土壤,可以有效降低初始污 染物濃度;當長鏈烷烴在電動修復作用下達到一定降解程度時,施加利用該時刻混合污染 底物篩選得到的功能降解菌,有效加快長鏈烷烴的降解效率及其降解深度,獲得良好的長 鏈烷烴污染土壤的修復效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明目的在于提供一種適合于電動修復長鏈烷烴污染土壤的中間底物降解菌 及其應用。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0007] -種適合于電動修復長鏈烷烴污染土壤的中間底物降解菌,中間底物降解菌為蠟 樣芽胞桿菌(Baci 1 lus cereus)W1,已于2015年11月26日保藏于中國典型培養(yǎng)物保藏中心, 其保藏登記號為CCTCC Μ 2015705。
[0008] 錯樣芽胞桿菌(Bacillus cereus)Wl。所述降解菌,根據(jù)其形態(tài)、生理生化特性及 16S rRNA的分子生物學鑒定分析證實屬于厚壁菌門中芽孢桿菌屬中的蠟樣芽胞桿菌,將其 命名為錯樣芽胞桿菌(Bacillus cereus)Wl。
[0009] 蠟樣芽胞桿菌(Bacillus cereus)WlCCTCC Μ 2015705屬革蘭氏染色陽性菌,菌體 細胞呈桿狀,大小為1.0-1.2 X 3.0-5. ομπι,產(chǎn)芽孢,芽孢呈圓形或柱形,無莢膜,運動,菌落 呈近似圓形,質(zhì)地軟,呈稍有光澤的白色,屬好氧細菌,最適生長溫度為30°C ± TC,最適生 長pH為7.2,能利用果糖、葡萄糖,能使明膠、淀粉水解。
[0010] -種適合于電動修復長鏈烷烴污染土壤的中間底物降解菌的應用,中間底物降解 菌錯樣芽胞桿菌(Bacillus cereus)Wl用于修復降解經(jīng)長鏈烷烴污染的土壤。
[0011]所述中間底物降解菌錯樣芽胞桿菌(Bacillus cereus)Wl用于采用電動修復降解 經(jīng)長鏈烷烴污染的土壤。
[0012]所述中間底物降解菌錯樣芽胞桿菌(Bacillus cereus)Wl用于采用電動修復降解 經(jīng)長鏈烷烴污染的土壤的中間底物。
[0013]所述長鏈烷烴為正十六烷和正十四烷;所述的中間底物為正十六烷、正十四烷原 始污染物及其降解的中間產(chǎn)物的混合物。
[0014]所述錯樣芽胞桿菌(Bacillus cereus)Wl用于長鏈烷烴污染土壤的微生物修復, 經(jīng)電動修復后當正十六烷殘留量達到70%_75%或正十四烷殘留量達到60%-65%或二者 混合的殘留量達到65%-70%時,向污染土壤內(nèi)接入錯樣芽胞桿菌(Bacillus cereus)Wl, 在微生物數(shù)量達108-10!^?1].8- 1,土壤濕度為25%-30%,土壤?!1為7.0-8.0,培養(yǎng)溫度為 25-35Γ的初始土壤環(huán)境條件下進行污染土壤的微生物修復。
[0015] 本發(fā)明所具有的優(yōu)點包括:
[0016] 1)本發(fā)明蠟樣芽胞桿菌(Bacillus cereus)Wl CCTCC Μ 2015705用于電動修復長 鏈烷烴污染土壤修復中間過程的繼續(xù)深度降解,具有廣泛的代謝譜。不僅可以代謝原始長 鏈烷烴(正十六烷及正十四烷)污染物,還具有降解經(jīng)電動修復后土壤中殘留的中間產(chǎn)物的 能力。該菌株可以此中間產(chǎn)物作為唯一的碳源和能源物質(zhì)生長繁殖,有利于長鏈烷烴污染 物的深度降解,減小因其中間產(chǎn)物積累所引起的二次污染的風險。本發(fā)明具有高效、環(huán)保及 與電動修復技術(shù)組合使用等優(yōu)點,為難降解長鏈烷烴污染土壤的修復提供新的微生物資 源。
[0017] 2)本發(fā)明所得蠟樣芽胞桿菌(Bacillus CereUS)Wl對于經(jīng)電動修復后的正十六烷 污染土壤、正十四烷污染土壤以及二者混合污染土壤均表現(xiàn)較好的深度降解效果。在經(jīng)電 動修復對正十六烷、正十四烷及二者混合物的降解率分別達到25%-30 %,35 %-40%及 30 %-35 %后,接入錯樣芽胞桿菌(Baci 1 lus cereus)W1進行微生物修復,較單獨持續(xù)使用 電動修復或單獨持續(xù)使用該錯樣芽胞桿菌(Bacillus cereus)Wl進行微生物修復相比,降 解率均得到顯著提高;同時,長鏈烷烴降解中間產(chǎn)物脂肪酸的含量比例明顯減少,表明蠟樣 芽胞桿菌(Bacillus cereus)Wl的施用既加快了原始長鏈烷烴的代謝,又促進了其中間產(chǎn) 物的深度降解。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發(fā)明實施例提供的蠟樣芽孢桿菌(Bacillus cereus)Wl的16S rDNA部分 序列,片段長度為1448bp。
[0019] 圖2為本發(fā)明實施例提供的蠟樣芽孢桿菌(Bacillus CereuS)Wl與電動修復組合 模式下對正十六烷污染土壤的修復結(jié)果。
[0020] 圖3為本發(fā)明實施例提供的蠟樣芽孢桿菌(Bacillus cereuS)Wl與電動修復組合 模式下對正十四烷污染土壤的修復結(jié)果。
[0021] 圖4為本發(fā)明實施例提供的蠟樣芽孢桿菌(Bacillus CereuS)Wl與電動修復組合 模式下對長鏈烷烴(正十六烷和正十四烷混合)污染土壤的修復結(jié)果。
[0022]圖5為本發(fā)明實施例提供的蠟樣芽孢桿菌(Bacillus CereuS)Wl與電動修復組合 模式下對正十六烷污染土壤修復過程中正十六酸的含量變化。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明。
[0024]本發(fā)明功能菌在電動修復長鏈烷烴污染土壤一定時間后對其殘留的原始污染物 及其降解中間產(chǎn)物均具有較高的代謝活性,并能提高長鏈烷烴污染土壤修復過程的整體效 率。在電動修復過程中,原始污染底物降解效率下降時施用篩選得到的蠟樣芽胞桿菌 (Bacillus cereus)Wl,可有效提高污染物降解速率,恢復并延續(xù)高效的長鏈烷烴及其降解 中間產(chǎn)物的降解過程。
[0025] 實施例1錯樣芽胞桿菌(Bacillus cereus)Wl的分離、篩選及鑒定
[0026]菌源樣品來自于遼河油田油井周邊長期受石油污染土壤,稱取5.0g土壤,加入 100ml無機鹽培養(yǎng)基,震蕩30min后室溫靜置lOmin,吸取上清液至含有0.5g · Γ1經(jīng)電動修復 后總降解率達到65%-70%的正十六烷和正十四烷降解混合底物(此時正十六烷和正十四 烷的降解率分別達到70 % -75 %和60 %-65 % )的無機鹽液體培養(yǎng)基中富集培養(yǎng)5d,在含 0.5g · Γ1上述底物的無機鹽固體培養(yǎng)基上劃線分離,挑選長勢良好的菌落繼續(xù)劃線純化三 次,將最終純化的單菌落在斜面培養(yǎng)基上保存。
[0027] 所述無機鹽液體培養(yǎng)基的組成為:0.5g · L-WaCUOJg · L-WgSOhl.Og · L- ^NOsa.Sg · rt2HP〇4,0.5g · L_1KH2P〇4,0.01g · r1CaCl2,0.02g · ,pH 值7.〇-7.2,121°(:滅菌3〇11^11。
[0028] 所述無機鹽固體培養(yǎng)基的組成為:0.5g
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