一種適合于電動(dòng)修復(fù)長鏈烷烴污染土壤的中間底物降解菌及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于環(huán)境有機(jī)污染物電動(dòng)修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適合于電動(dòng)修復(fù)長 鏈烷烴污染土壤的中間底物降解菌及其應(yīng)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(jī)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(duì)環(huán)境造成持久性的污染危害。針對(duì)長鏈烷烴的理化特性，該 類污染物的去除涉及物理、化學(xué)及生物等多種方法。生物方法中的微生物修復(fù)技術(shù)，通過向 污染土壤中施加特異性的功能降解菌進(jìn)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(duì)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(dòng)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(dǎo) 致功能降解菌的有效降解過程難以穩(wěn)定地持續(xù)進(jìn)行。同時(shí)，高濃度污染物對(duì)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(fù)過程中的混合污染底物進(jìn)行篩選得到的功能降解菌具有 該時(shí)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(shí)刻污染土壤中 進(jìn)行微生物修復(fù)，有效擴(kuò)展微生物菌劑代謝譜，促進(jìn)長鏈烷烴中間產(chǎn)物降解的同時(shí)降低其 潛在毒性及二次污染風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)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(duì)原始長鏈烷烴降解的共代謝底物，促進(jìn)長鏈烷烴的進(jìn)一步降解。
[0004]污染土壤的組合修復(fù)模式是延續(xù)高效修復(fù)過程的有效方法，特別是針對(duì)于難降解 的持久性有機(jī)污染物。通過強(qiáng)效的電動(dòng)修復(fù)處理長鏈烷烴污染土壤，可以有效降低初始污 染物濃度；當(dāng)長鏈烷烴在電動(dòng)修復(fù)作用下達(dá)到一定降解程度時(shí)，施加利用該時(shí)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(fù)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(dòng)修復(fù)長鏈烷烴污染土壤的中間底物降解菌 及其應(yīng)用。
[0006] 為實(shí)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(dòng)修復(fù)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(hào)為CCTCC Μ 2015705。
[0008] 錯(cuò)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(xué)鑒定分析證實(shí)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(cuò)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(xì)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(yùn)動(dòng)，菌落 呈近似圓形，質(zhì)地軟，呈稍有光澤的白色，屬好氧細(xì)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(dòng)修復(fù)長鏈烷烴污染土壤的中間底物降解菌的應(yīng)用，中間底物降解 菌錯(cuò)樣芽胞桿菌(Bacillus cereus)Wl用于修復(fù)降解經(jīng)長鏈烷烴污染的土壤。
[0011]所述中間底物降解菌錯(cuò)樣芽胞桿菌(Bacillus cereus)Wl用于采用電動(dòng)修復(fù)降解 經(jīng)長鏈烷烴污染的土壤。
[0012]所述中間底物降解菌錯(cuò)樣芽胞桿菌(Bacillus cereus)Wl用于采用電動(dòng)修復(fù)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(cuò)樣芽胞桿菌(Bacillus cereus)Wl用于長鏈烷烴污染土壤的微生物修復(fù)， 經(jīng)電動(dòng)修復(fù)后當(dāng)正十六烷殘留量達(dá)到70%_75%或正十四烷殘留量達(dá)到60%-65%或二者 混合的殘留量達(dá)到65%-70%時(shí)，向污染土壤內(nèi)接入錯(cuò)樣芽胞桿菌(Bacillus cereus)Wl， 在微生物數(shù)量達(dá)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(jìn)行污染土壤的微生物修復(fù)。
[0015] 本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn)包括：
[0016] 1)本發(fā)明蠟樣芽胞桿菌(Bacillus cereus)Wl CCTCC Μ 2015705用于電動(dòng)修復(fù)長 鏈烷烴污染土壤修復(fù)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(dòng)修復(fù)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(fēng)險(xiǎn)。本發(fā)明具有高效、環(huán)保及 與電動(dòng)修復(fù)技術(shù)組合使用等優(yōu)點(diǎn)，為難降解長鏈烷烴污染土壤的修復(fù)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(duì)于經(jīng)電動(dòng)修復(fù)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(dòng)修復(fù)對(duì)正十六烷、正十四烷及二者混合物的降解率分別達(dá)到25%-30 %，35 %-40%及 30 %-35 %后，接入錯(cuò)樣芽胞桿菌(Baci 1 lus cereus)W1進(jìn)行微生物修復(fù)，較單獨(dú)持續(xù)使用 電動(dòng)修復(fù)或單獨(dú)持續(xù)使用該錯(cuò)樣芽胞桿菌(Bacillus cereus)Wl進(jìn)行微生物修復(fù)相比，降 解率均得到顯著提高；同時(shí)，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(jìn)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(shí)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(shí)施例提供的蠟樣芽孢桿菌(Bacillus CereuS)Wl與電動(dòng)修復(fù)組合 模式下對(duì)正十六烷污染土壤的修復(fù)結(jié)果。
[0020] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的蠟樣芽孢桿菌(Bacillus cereuS)Wl與電動(dòng)修復(fù)組合 模式下對(duì)正十四烷污染土壤的修復(fù)結(jié)果。
[0021] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的蠟樣芽孢桿菌(Bacillus CereuS)Wl與電動(dòng)修復(fù)組合 模式下對(duì)長鏈烷烴(正十六烷和正十四烷混合)污染土壤的修復(fù)結(jié)果。
[0022]圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的蠟樣芽孢桿菌(Bacillus CereuS)Wl與電動(dòng)修復(fù)組合 模式下對(duì)正十六烷污染土壤修復(fù)過程中正十六酸的含量變化。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0024]本發(fā)明功能菌在電動(dòng)修復(fù)長鏈烷烴污染土壤一定時(shí)間后對(duì)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(fù)過程的整體效 率。在電動(dòng)修復(fù)過程中，原始污染底物降解效率下降時(shí)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(fù)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(shí)施例1錯(cuò)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(jī)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(dòng)修復(fù) 后總降解率達(dá)到65%-70%的正十六烷和正十四烷降解混合底物(此時(shí)正十六烷和正十四 烷的降解率分別達(dá)到70 % -75 %和60 %-65 % )的無機(jī)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(jī)鹽固體培養(yǎng)基上劃線分離，挑選長勢(shì)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(jī)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(jī)鹽固體培養(yǎng)基的組成為：0.5g