[发明专利]罗尔斯通氏菌株及其在石油污染盐碱土壤生物修复中的应用

说明书

技术领域

本发明属于微生物及微生物应用领域，具体涉及一种罗尔斯通氏菌株（Ralstonia sp.）及其在石油污染盐碱土壤生物修复中的应用。

背景技术

在石油及其产品的生产和使用过程中不可避免地会带来土壤污染问题，如我国石油企业每年产生的落地原油约700 kt，经回收处理后，仍有70 kt进入土壤环境。石油及石油产品中普遍含有多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs)、苯、甲苯、乙苯、二甲苯和酚类等有毒有害物质，这些有毒有害物质中的大多被认为是具有“三致”（致癌、致畸、致突变）危害的物质，如何治理石油污染，特别是修复由多环芳烃造成的环境污染，已成为世界各国学者共同关注的课题。PAHs是一类持久性有机污染物，具有较强的致癌、致畸、致突变性，它给生态环境安全和人类健康带来了很大的威胁，世界上大多数国家都已将其列为优先控制污染物。环境中PAHs 绝大多数积累于土壤中，在适宜的情况下它们可能迁移到其他环境介质中，扩大污染范围并改变暴露途径，同时也可以通过生物链传递作用积累于人体内，直接危害人类的健康。所以说修复PAHs污染，尤其是修复被PAHs长期污染的土壤显得十分重要和迫切。

经过其他技术（如物理清除）处理后，总会留下大量不能完全清除的污染物。生物修复技术作用长期彻底，而且还具有价格低廉、无毒环保等诸多优势，所以采用生物技术促进有机物降解，是恢复生态环境的最佳途径。发展和推广有机物污染生物治理技术有着很广阔的应用前景。

土壤环境中持久性有机污染物的生物修复技术是国际污染环境修复领域研究的热点。其中，石油导致的土壤污染问题中PAHs 的生物修复技术是国际上研究的重点之一。PAHs在环境中的降解或消除途径主要包括挥发、光氧化、化学氧化、生物富集、土壤吸附及微生物降解等一些方式，微生物是自然环境中影响PAHs环境化学行为的关键因素之一，决定着PAHs的最终归宿。通常，PAHs污染土壤中存在大量可降解PAHs的微生物，微生物降解已成为PAHs污染土壤生物修复的重要技术手段。

PAHs污染土壤微生物修复技术的核心是选育PAHs高效降解微生物和充分发挥降解微生物的降解作用。被PAHs长期污染的土壤中存在PAHs高效降解菌，但由于土壤中残留PAHs浓度逐渐降低，且难以为生物所利用，高效降解菌数量少且活性低。因此，对于低浓度PAHs污染的土壤，可通过以下两种方法加强微生物对PAHs的降解：（1)改善微生物生存环境，保持微生物的长期活性；（2)提高污染物的生物可利用性。2004年，Xu和Obbard 对新加坡石油污染的海岸带进行了生物修复，发现45天以后在处理后的土壤中仅有9.3%的PHAs残留，在该区域中Alcanivorax borkumensis和Pseudomonas stutzeri 两株解烃菌始终是优势菌株。Robert 等使用白腐真菌(phanerochate chrysosporium) 处理受多环芳烃污染的土壤。起始土壤中多环芳烃为41g/kg。36 天后，低分子量多环芳烃的降解率为70％～100％，高分子量多环芳烃的降解率为50％～60％，土壤中多环芳烃降为18g/kg。

黄河三角洲地区拥有丰富的油气资源，这里油井分布广泛的同时污染也十分严重，一般井场污染范围在1000-2000 m² 之间。另外，近年来黄河断流影响了黄河三角洲湿地生态系统淡水水源的补给，破坏了湿地土壤中水盐的平衡，致使土壤的含盐量上升，土壤盐碱化现象日益严重。在高盐条件下，微生物既要忍受长期的高渗透压胁迫，又要承受短期的渗透冲击。当盐度>3%时，非嗜盐微生物的代谢会受到抑制，使其生物修复效率明显降低，甚至丧失修复能力。当盐度从0.5%升高至2%时，也会严重扰乱非嗜盐微生物的代谢活动。因此，传统的非嗜盐微生物并不适合对污染的高盐环境进行生物修复。盐碱地石油污染土壤治理给微生物修复技术带来了新的挑战。因此亟待找到一种耐盐碱菌对由石油污染的盐碱土壤进行生物修复。

嗜盐菌属于极端微生物中的一种，其结构与理化性质的研究受到国内外生物领域界的广泛关注。关于嗜盐菌的研究工作相对集中在自然环境嗜盐微生物方面，如崔恒林、潘海莲、柴丽红等人分别从新疆、内蒙古、青海等地的盐湖中，分离和研究了不同类群的嗜盐菌株。然而对人工环境中的嗜盐微生物，特别是嗜盐细菌的研究很少。