本發(fā)明屬于生物修復(fù)石油污染土壤領(lǐng)域，涉及一種促進(jìn)桿菌土壤微生物主動吸氧降解長鏈烷烴的方法。

背景技術(shù)：

1、隨著全球經(jīng)濟的高速發(fā)展，石油及其相關(guān)產(chǎn)品的消費量大幅增加。然而，在石油開采、運輸、儲存生產(chǎn)等過程中偶然泄露到環(huán)境中是不可避免的。石油泄露到土壤會使土壤的物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成嚴(yán)重退化，甚至對人類的身體健康產(chǎn)生嚴(yán)重威脅。因此，對于石油污染土壤的治理刻不容緩?，F(xiàn)階段生物修復(fù)技術(shù)由于具有環(huán)保，并且成本低的優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用。然而，單純的生物修復(fù)周期較長，并且石油烴的去除效率較低。

2、目前生物修復(fù)石油污染土壤的方式主要有：1)生物刺激聯(lián)合生物強化修復(fù)。有學(xué)者采用α烯烴磺酸鈉聯(lián)合假單胞菌強化修復(fù)石油污染土壤，修復(fù)周期為100d，長鏈烷烴修復(fù)效率最高為53％，在生物修復(fù)后期80d-100d長鏈烷烴降解量逐漸降低。2)預(yù)氧化聯(lián)合生物修復(fù)。有學(xué)者使用不同濃度的雙氧水進(jìn)行fenton預(yù)氧化后，對含大量原油的土壤進(jìn)行80d的生物修復(fù)，tph去除率最高可達(dá)64.4％。然而，目前大多數(shù)使用生物修復(fù)石油污染土壤的報道對石油污染物的去除主要集中在生物修復(fù)前期。而對于如何讓生物修復(fù)技術(shù)在生物修復(fù)后期高效去除石油污染物，實現(xiàn)長效修復(fù)石油污染土壤的方法還鮮有研究。

3、此外，近年來研究表明微生物分泌的酶在降解有機污染物的過程中起著至關(guān)重要的作用。而土壤中溶解性有機碳含量是影響微生物分泌酶的關(guān)鍵因素。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)通過向土壤中投加油菜籽，提高了土壤溶解性有機碳含量，顯著促進(jìn)了微生物分泌酶的過程。此外還發(fā)現(xiàn)酶活性與微生物溶解性有機碳消耗量成正比?？梢?，溶解性有機碳的大量消耗可以促進(jìn)微生物酶的生成，從而促進(jìn)了微生物的主動吸氧過程，加快了碳代謝速率。

4、因此，如何設(shè)計出一種通過促進(jìn)微生物主動吸氧過程來加快碳代謝速率從而能夠更長效的降解土壤中的石油烴的方法，成為急需解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種促進(jìn)桿菌土壤微生物主動吸氧降解長鏈烷烴的方法。通過對石油污染土壤進(jìn)行合適的預(yù)氧化處理，能夠激發(fā)土壤中微生物對溶解性有機碳的消耗，加快了微生物的主動吸氧過程，從而加快了碳代謝過程。最終能夠降解石油的類桿菌微生物被激活，從而實現(xiàn)長效降解土壤中石油烴的目的。

2、本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)的。

3、本發(fā)明的一個方面，提供了一種促進(jìn)桿菌土壤微生物主動吸氧降解長鏈烷烴的方法，包括以下步驟：

4、將含油土壤、碳源、檸檬酸、鐵鹽、雙氧水和蒸餾水按照質(zhì)量比(5～10)：(10～20)：(0.2～0.5)：(0.1～0.2)：(3～6)：(5～10)混合均勻后，過濾，清液濃縮，得到濃縮結(jié)晶物，離心清洗結(jié)晶物，干燥得到催化劑；

5、將催化劑與含油土壤、雙氧水和蒸餾水按照質(zhì)量比(1～2)：(5～10)：(3～6)：(30～50)混合，搖床上震蕩進(jìn)行fenton預(yù)氧化；預(yù)氧化后間歇震蕩充氧，常溫下進(jìn)行生物修復(fù)石油污染土壤。

6、優(yōu)選的，所述碳源為殼聚糖、葡萄糖或果糖。

7、優(yōu)選的，所述鐵鹽為硫酸亞鐵或硫酸鐵。

8、優(yōu)選的，所述含油土壤中石油烴含量為11.5～12.5g/kg。

9、優(yōu)選的，在轉(zhuǎn)速為150～180rpm/min的搖床上震蕩10～12h進(jìn)行fenton預(yù)氧化。

10、優(yōu)選的，在轉(zhuǎn)速為150～180r/min振蕩器上間歇振蕩，6～8h充氧一次。

11、優(yōu)選的，常溫下進(jìn)行80～100天生物修復(fù)石油污染土壤。

12、優(yōu)選的，土壤中被激活的三種石油降解菌包括不動桿菌acinetobacter、類芽孢桿菌paenibacillus和微桿菌microbacterium。

13、本發(fā)明的另一個方面，提供了一種所述方法采用的催化劑，包括以下質(zhì)量比的原料：

14、含油土壤5～10；碳源10～20；檸檬酸0.2～0.5；鐵鹽0.1～0.2；雙氧水3～6；蒸餾水5～10。

15、本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下有益效果：

16、本發(fā)明添加適量的催化劑進(jìn)行芬頓預(yù)氧化來激發(fā)土壤中微生物對溶解性有機碳的消耗，加快了微生物的主動吸氧過程，從而加快碳代謝過程。最終使能夠降解石油的類桿菌微生物被激活，從而實現(xiàn)長效降解土壤中石油烴的目的。進(jìn)一步的，本發(fā)明測定土壤中總石油烴及各烷烴濃度、溶解性有機碳的濃度、三氮(氨氮、硝氮、亞硝氮)濃度、微生物種類以及總菌和石油菌的數(shù)量。

17、預(yù)氧化聯(lián)合生物修復(fù)后發(fā)現(xiàn)，長鏈烷烴的去除量達(dá)到了8846mg/kg；此外，三種石油降解菌被激活，包括不動桿菌(acinetobacter)、類芽孢桿菌(paenibacillus)和微桿菌(microbacterium)。石油菌占比最高可達(dá)94.24％。在生物修復(fù)過程中，溶解性有機碳被大量消耗，微生物活性不小于0.15mgco2/kg?soil。從而實現(xiàn)土壤長鏈烷烴的長效降解。該方法可以顯著提高石油烴的去除效率，縮短生物修復(fù)的時間，并且節(jié)約能源，具有重大的工程應(yīng)用價值。

技術(shù)特征：

1.一種促進(jìn)桿菌土壤微生物主動吸氧降解長鏈烷烴的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的促進(jìn)桿菌土壤微生物主動吸氧降解長鏈烷烴的方法，其特征在于，所述有機碳源為殼聚糖、葡萄糖或果糖。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的促進(jìn)桿菌土壤微生物主動吸氧降解長鏈烷烴的方法，其特征在于，所述鐵鹽為硫酸亞鐵或硫酸鐵。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的促進(jìn)桿菌土壤微生物主動吸氧降解長鏈烷烴的方法，其特征在于，所述含油土壤中石油烴含量為11.5～12.5g/kg。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的促進(jìn)桿菌土壤微生物主動吸氧降解長鏈烷烴的方法，其特征在于，在轉(zhuǎn)速為150～180rpm/min的搖床上震蕩10～12h進(jìn)行fenton預(yù)氧化。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的促進(jìn)桿菌土壤微生物主動吸氧降解長鏈烷烴的方法，其特征在于，在轉(zhuǎn)速為150～180r/min振蕩器上間歇振蕩，6～8h充氧一次。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的促進(jìn)桿菌土壤微生物主動吸氧降解長鏈烷烴的方法，其特征在于，常溫下進(jìn)行80～100天生物修復(fù)石油污染土壤。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的促進(jìn)桿菌土壤微生物主動吸氧降解長鏈烷烴的方法，其特征在于，土壤中被激活的三種石油降解菌包括不動桿菌acinetobacter、類芽孢桿菌paenibacillus和微桿菌microbacterium。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的促進(jìn)桿菌土壤微生物主動吸氧降解長鏈烷烴的方法，其特征在于，土壤中生物降解過程中溶解性有機碳消耗量最高為19419mg/kg；石油菌占比最高達(dá)到了94.24％；細(xì)菌活性不小于0.15mgco2/kg?soil；長鏈烷烴降解量為4512mg/kg。

10.一種如權(quán)利要求1-9任一項所述方法采用的催化劑，其特征在于，包括以下質(zhì)量比的原料：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種促進(jìn)桿菌土壤微生物主動吸氧降解長鏈烷烴的方法，包括催化劑的制備：將含油土壤、碳源、檸檬酸、鐵鹽、雙氧水和蒸餾水混合均勻、過濾，清液濃縮，得到濃縮結(jié)晶物，離心清洗結(jié)晶物，干燥得到催化劑；將催化劑與含油土壤、雙氧水和蒸餾水混合，搖床上震蕩進(jìn)行Fenton預(yù)氧化；預(yù)氧化后間歇震蕩充氧，常溫下進(jìn)行生物修復(fù)石油污染土壤，土壤中三種石油菌被激活。通過預(yù)氧化處理激發(fā)了土壤中微生物對溶解性有機碳的消耗，加快了微生物主動吸氧過程，加快碳代謝過程。最終使能夠降解石油的類桿菌微生物被激活，從而實現(xiàn)長效降解土壤中石油烴的目的。

技術(shù)研發(fā)人員：徐金蘭,曹澤壯,高夢珍,代佳楠,劉傳禹,李憶愷,王博,劉宏偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安建筑科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9