CN102718597B

CN102718597B - 一种油污染环境生物修复用亲油肥料及制备方法

Info

Publication number: CN102718597B
Application number: CN2012101864897A
Authority: CN
Inventors: 罗群; 沈先荣; 侯登勇; 何颖; 张建国; 刘琼; 王庆蓉
Original assignee: Navy Medicine Research Institute of PLA
Current assignee: Navy Medicine Research Institute of PLA
Priority date: 2012-06-07
Filing date: 2012-06-07
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2032-06-07
Also published as: CN102718597A

Abstract

本发明涉及石油污染环境治理技术领域，具体涉及一种生物修复用亲油肥料及制备方法。亲油肥料的组成为卵磷脂、油酸、氮磷溶液及醇类组成。具体制备方法为，按比例将卵磷脂与醇类混合后加热超声溶解，加入一定量的油酸和氮磷溶液，涡旋振荡至形成油包水型微乳，即得产品，密封保存。该亲油肥料与石油污染物接触后，能够使石油污染物形成细小油滴并聚集，亲油肥料附着于油滴上，提供石油降解微生物生长所需要的氮、磷源，可以显著提高生物修复效果。

Description

一种油污染环境生物修复用亲油肥料及制备方法

1技术领域

本发明涉及石油污染环境治理技术领域，具体涉及一种生物修复用亲油肥料及制备方法。该肥料与石油污染物接触后，能够使油膜形成细小油滴并聚集，而亲油肥料附着与油滴外围，提供石油降解菌生长所需要的氮、磷源，可以显著提高生物修复效果。

2背景技术

随着石油工业的迅速发展，石油对环境的破坏也越来越引起人们的重视。尤其对于海洋环境，层出不穷的各类石油泄漏事故对海洋的生态系统造成了严重危害，制约人类社会和环境的可持续发展。石油污染的生物修复技术被认为是石油污染治理最为有效的途径之一，具有高效、经济和无二次污染等优点。生物修复法是一种环境友好的治理技术，它主要是通过人工采取措施来利用生物的代谢活动，促进石油污染物的自然生物降解，从而去除或消除环境污染。

目前，应用生物修复石油污染所具有的潜在优势得到了广泛认可，其应用前景看好，正受到世界各国的普遍重视，相关研究也十分活跃。生物修复过程一般包括生物促进和生物强化两种途径。生物强化是指通过添加能够降解石油的微生物；生物促进是指通过添加N、P等营养刺激污染环境中的土著石油降解菌的生长以达到降解石油污染物的目的。石油污染环境中本身就存在能降解石油的微生物，而且石油一旦泄露，还能刺激石油降解微生物的生长和繁殖，石油中含有微生物能利用的大量碳源，但是N、P等营养的缺乏往往是影响细菌生长繁殖的主要原因，实验室和现场的研究均表明添加N、P等营养能有效促进石油的生物降解。

由于天然水体(海洋、湖泊、地下水等)是一个开放的环境，利用水溶性营养盐作为N、P营养生物修复石油污染往往容易被周围水体稀释或是潮汐和海浪冲刷而流失。同时，无机营养盐(尤其是氨)的投加也容易导致富营养化。

利用亲油性的N、P等营养克服了水溶性肥料容易流失的缺点，由于石油污染物的降解往往发生在油水交界面，添加的亲油肥料能够将营养盐溶解在油相中，在油水界面提供营养盐促进微生物的生长和代谢，而不需要增加水相中营养盐，同时也避免了由于无机营养盐的投加而导致的富营养化。

目前，用于油污染环境生物修复用亲油肥料主要是固体状的，例如朱生风等人发明的油污染环境生物修复用亲油肥料，不适用于水体特别是海洋、湖泊等大面积水域的生物修复。而利用含氮、磷水溶液、卵磷脂、醇及油酸，按一定比例混合形成油包水微乳体系，制备亲油肥料，能将氮、磷包裹在油相内层，与石油污染物接触后，能够使油膜形成细小油滴并聚集，而亲油肥料附着于油滴外围，提供石油降解菌生长所需要的氮、磷源，可以显著提高生物修复效果。

3发明内容

本发明旨在提供一种石油污染环境生物修复用亲油肥料及制备方法。该肥料与石油污染物接触后，能够使油膜形成细小油滴并聚集，而亲油肥料附着与油滴外围，提供石油降解菌生长所需要的氮、磷源，可以显著提高生物修复效果。采用对环境无危害的氮、磷源，能够很快被微生物降解，不会对环境造成二次污染。

本发明提供一种石油污染环境生物修复用亲油肥料及制备方法。该肥料中的各组分的质量比如下：卵磷脂：3～10％

醇类：10～50％

含氮、磷水溶液：10～30％

油酸：5～25％

亲油肥料氮、磷总质量比如下：

氮含量：13～16％

磷含量：1％～5％

所述的油污染环境生物修复用亲油肥料，其特征是所述的含氮、磷水溶液可以是尿素、硝酸盐、铵盐、磷酸盐中的一种或是几种组合。

所述的油污染环境生物修复用亲油肥料，其特征是所述的卵磷脂可以是大豆卵磷脂、蛋黄卵磷脂。

所述的油污染环境生物修复用亲油肥料，其特征是可单独使用也可与石油降解微生物共同作用于油污染的环境，包括原油、柴油、汽油污染的环境。

所述的油污染环境生物修复用亲油肥料，其特征是生物修复的油污染环境可以是海洋、湖泊、地下水、湿地、土壤、海滩。

所述的油污染环境生物修复用亲油肥料，其特征是所述的醇类是可作为助乳化剂和溶解磷脂的醇类，可以是乙醇、异丙醇、正丁醇。

本发明制备上述油污染环境生物修复用亲油肥料的方法步骤如下：

按比例将卵磷脂与醇类混合后75℃加热和超声溶解，加入一定量的油酸后涡旋振荡15min，再加入氮磷溶液，涡旋振荡10min，然后静置30min左右平衡至形成油包水型微乳，即得产品，密封保存。

本发明与已有技术相比，具有如下显著特征：

(1)亲油肥料的组分采用的是对环境无害且易被微生物利用的氮、磷源及助乳化剂，不对环境造成二次污染。

(2)亲油肥料采用有机物尿素及磷脂作为氮、磷源时，其仅能被能降解石油的微生物利用。

(3)亲油肥料能附着于油上，同时能使油膜形成小油滴而聚集，能有效的消除油膜，提高石油污染物的生物可利用性。

(4)亲油肥料为液体状，而且密度低于水的密度，所以不仅可以用于土壤、海滩、地下水等环境的石油污染的生物修复，还可以利用于湖泊、海洋等开放环境。

(5)实验室模拟及现场实验均表明，亲油肥料单独或与石油降解菌一起使用能够显著地促进石油污染的生物修复。

4附图说明

图1亲油肥料附着于油并使油膜形成小油滴而聚集的效果图(A：加亲油肥料B：不加亲油肥料)。

图2亲油肥料与柴油不同比例条件下的柴油降解率。

图3亲油肥料中不同的卵磷脂／乙醇质量比值(Km值)条件下的柴油降解率。

5具体实施方式

以下结合具体实施例，进一步阐明本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件。

实施例1以尿素为氮源的亲油肥料的制备

按照质量比(Km值)为1：2制备大豆卵磷脂与助乳化剂的混合物，75℃加热10min，涡旋混合2min，超声溶解10min后，按照3：7的质量比称取油酸与该混合物2g，涡旋15min混合均匀。加入600μl尿素饱和溶液，涡旋混合10min，然后静置30min左右至平衡，至形成油包水型微乳。密封保存即得产品。

实施例2将亲油肥料加至油污染海水中显微镜观察油状态

取50ml海水样品于150ml的锥形瓶中，分别加入0.5ml柴油，一瓶加入实施例1中制备的亲油肥料100μl，另一瓶不加，同时在100rpm转速下振荡12h后，取样品在显微镜下观察，在放大100倍情况下，柴油状态如图1所示，亲油肥料使油膜形成小油滴而聚集，同时附着于油上。

实施例3亲油肥料对菌株降解柴油的促进

将四株从石油污染海水中分离获得的柴油降解菌在LB培养基中过夜培养后，收集菌体，接种至装有50ml海水样品的150ml锥形瓶中，分别加入0.5ml柴油，一瓶加入实施例1中制备的亲油肥料100μl，另一瓶不加，于摇床中30℃，180rpm培养4d后，测得柴油降解率。在不加亲油肥料的情况下柴油降解率仅为8％，而加亲油肥料条件下的柴油降解率达到64％。

实施例4亲油肥料与柴油不同比例对柴油降解的促进

将四株从石油污染海水中分离获得的柴油降解菌在LB培养基中过夜培养后，收集菌体，接种至50ml灭菌海水中，加入0.5ml柴油后，分别加入25、50、75、100、150、200μl实施例1中制备的亲油肥料，于摇床中30℃，180rpm培养4d后，测得柴油降解率如图2所示。

实施例5不同Km值的亲油肥料对柴油降解的促进

按照质量比(Km值)为1：2、1：1、2：1、3：1制备大豆卵磷脂与助乳化剂乙醇的混合物，75℃加热10min，涡旋混合2min，超声溶解10min后，按照3：7的质量比称取油酸与该混合物2g，置于西林瓶中，涡旋15min混合均匀。加入600μl尿素饱和溶液涡旋混合10min，然后静置30min左右至平衡，制成不同Km值的亲油肥料。将四株从石油污染海水中分离获得的柴油降解菌在LB培养基中过夜培养后，收集菌体，接种至50ml灭菌海水中，加入0.5ml柴油后，分别加入75μl不同Km值的亲油肥料，于摇床中30℃，180rpm培养4d后，测得柴油降解率如图3所示。

本发明提出的油污染环境生物修复用亲油肥料及制备方法，本领域技术人员可通过借鉴本文，明显能不脱离本发明内容、精神和范围内，适当改变原料、工艺等来实现本产品。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动，都被视为在本发明精神、范围和内容中。

Claims

1.一种油污染环境生物修复用亲油肥料，组分为卵磷脂、油酸、氮磷溶液及醇类，以含氮、磷水溶液作为氮、磷源，卵磷脂作为磷源及乳化剂，醇类作为助乳化剂，油酸作为油相，其特征是各组分的质量比如下：

卵磷脂：3～10％

醇类：10～50％

氮磷水溶液：10～30％

油酸：5～25％；

亲油肥料的氮、磷总质量比如下：

氮含量：13～16％

磷含量：1％～5％。

2.如权利要求1所述的油污染环境生物修复用亲油肥料，其特征是所述的含氮、磷水溶液可以是尿素、硝酸盐、铵盐、磷酸盐中的一种或是几种组合。

3.如权利要求1所述的油污染环境生物修复用亲油肥料，其特征是所述的卵磷脂可以是大豆卵磷脂、蛋黄卵磷脂。

4.如权利要求1所述的油污染环境生物修复用亲油肥料，其特征是可单独使用也可与石油降解微生物共同作用于油污染的环境，包括原油、柴油、汽油污染的环境。

5.如权利要求1所述的油污染环境生物修复用亲油肥料，其特征是生物修复的油污染环境可以是海洋、湖泊、地下水、湿地、土壤、海滩。

6.如权利要求1所述的油污染环境生物修复用亲油肥料，其特征是所述的醇类是可作为助乳化剂和溶解卵磷脂的醇类，可以是乙醇、异丙醇、正丁醇。

7.一种权利要求1的油污染环境生物修复用亲油肥料的制备方法，其特征是步骤如下：

按比例将卵磷脂与醇类混合后75℃加热和超声溶解，加入一定量的油酸后涡旋振荡15min，再加入氮磷溶液，涡旋振荡10min，然后静置30min左右平衡，形成油包水型微乳，即得产品，密封保存。