[发明专利]用于修复石油污染土壤的微生物的固定化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于修复石油污染土壤的微生物的固定化方法，该方法属于微生物固定化技术，具体地说是一种用于修复石油污染土壤的固定化微生物的固定化方法。

背景技术

石油污染土壤是石油及石化企业的重要污染之一，其中的石油污染物对人体及环境具有很高的毒害作用。国内外石油污染土壤的处理方法主要有：焚烧法、填埋法、堆放法以及生物修复法等。

微生物修复技术的核心是高效降解菌对石油污染物的降解作用，降解过程使污染物的成分趋向于更复杂，一些次生代谢物和中间降解产物的毒性更大，游离微生物修复作用的不足就逐渐显现出来，如单位体积内有效降解菌浓度低、与土著菌竞争处于弱势、抗毒性侵害能力差等。而微生物固定化技术可以克服这些缺点和弊端，使修复效果得到大大改善。

微生物固定化技术是20世纪80年代兴起的一种新型生物技术，是指将游离的细胞(微生物)或酶定位于限定的空间区域内，并使其保持活性且能反复使用的技术。尽管微生物固定化技术被广泛用于修复受污染的流体介质(如废水)和半流体介质(如泥浆)环境中，但将其应用于修复受石油污染的非流体介质（如土壤）的研究，国内外报道较少。

限制固定化微生物在土壤修复中应用的主要原因是土壤非流体介质本身所具有的复杂性和特殊性，给该技术提出了许多不同于在流体介质中应用固定化技术时所面临的科学问题，如固定化技术本身存在着不足，如未开发出适用于非流体介质的固定化技术，未开发出广谱性的固定化技术，尚未解决混合菌的固定化问题，而且缺乏对固定化颗粒的环境安全性评价和对固定化过程中环境因子调控的系统研究；固定化微生物颗粒的载体选择，如何克服在土壤中固定化颗粒的不可回收性和污染物浓度的非均质性对固定化颗粒造成的冲击；如何保证吸附法制备的固定化微生物的菌浓度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提出一种用于修复石油污染土壤的微生物的固定化方法，以解决目前土壤修复过程中的高成本低效率、菌浓不足、引入二次污染这些不足；且天然植物材料可以作为土壤的疏松剂、为微生物修复土壤提供营养物质，为废弃材料的资源化利用提供一条有效的途径。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：用秸秆材料做载体，在最佳吸附时间、温度、载体量的条件下，将微生物吸附在秸秆载体上进行固定化，具体按以下步骤实现：

1．筛选高效石油降解菌从受石油污染的土壤中筛选石油降解菌，得到一株降解率为23％的单菌SM-3，该菌为杆状菌，测定该菌的生长曲线，该菌株的对数生长期为5-16h，稳定期为16-25h；

2．以胜利原油为反应底物，测定该原油的标准曲线，用以计算降解率；

3．选择秸秆材料为固定化载体，将秸秆粉碎，过80目筛。

4．取粉碎后的秸秆材料3％-5％（V/V）压实后装入一定体积的反应釜中，用121℃高压水蒸汽灭菌20min，然后将用牛肉膏蛋白胨液体培养基活化16h后的密度为1×10¹⁰-5×10¹⁰个/mL的菌液SM-3按20％（V/V）接到反应釜中，于30～40℃恒温固定12～24h；

固定化所用到的菌为SM-3，将该菌用牛肉膏蛋白胨液体培养基培养至对数生长期和稳定期交界点（16h），其游离状态下对原油的降解率为23％；

所述牛肉膏蛋白胨液体培养基的配方为：NaCl 1％（m/m），蛋白胨1％（m/m），牛肉膏0.5％（m/m）和一定体积的蒸馏水混合均匀，以pH试纸为指示，用NaOH或盐酸调节调节pH7.0，121℃水蒸气灭菌20min。

5．把固定了菌的3％-5％（V/V）载体连带未被固定的菌液一起转移到离心杯中，在1000r/min下离心10min，倒掉上层菌液，将下层载体无菌操作完全转移至事先准备好的原油培养基中，30℃恒温降解7d，降解率可达到60％，比游离菌提高近40％；