CN103232960A - 一种应用于高盐环境下的石油降解复合菌及菌剂 - Google Patents

一种应用于高盐环境下的石油降解复合菌及菌剂 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种应用于高盐环境下的石油降解复合菌及菌剂，复合菌由菌W25和菌W33组成，菌W25（Ornithinimicrobium kibberense），命名为克伯村鸟氨酸微菌，其微生物保藏编号为CGMCC No.6844，菌W33（Gordonia alkanivorans），命名为食烷烃戈登氏菌，其微生物保藏编号为CGMCC No.6845，所述石油降解复合菌具有在高盐环境中降解石油的能力。实验证明，本发明的复合菌及菌剂对高盐环境下的石油污染清除速度快；对石油污染环境的盐度适应广泛，最高可用于8%NaCl的高盐环境；可以快速有效地治理石油污染盐渍化土壤、石油污染海水及石油污染废水等。

Description

一种应用于高盐环境下的石油降解复合菌及菌剂
技术领域
本发明属于环境修复技术领域，涉及一种应用于高盐环境下的石油降解菌剂及制备方法。
背景技术
随着人类石油勘探开发活动的不断增强，环境也承受着巨大的石油污染风险。大量的石油污染物通过意外事故等途径进入到环境中，造成石油污染。石油污染往往发生在高盐环境中，形成石油污染高盐环境，例如石油污染盐渍化土壤、石油污染高盐废水和石油污染海水。我国多个大型油田由于其所处的特殊地理位置，土壤都有不同程度地盐渍化。石油开采过程中的意外泄露极易造成石油污染，形成石油污染盐渍化土壤。此外，石油勘探开发过程中产生的采油废水不仅含有大量的多环芳烃和石油烃组分还含有大量NaCl和Na2SO4等成分。如果不能及时处理将会形成石油污染高盐废水。大型油轮的意外泄漏造成的海面溢油同样能够形成石油污染高盐环境。
石油污染盐渍化土壤、石油污染高盐废水和石油污染海水均具有盐度高、难以生物降解的特点。在低盐环境中，石油污染一旦发生，环境中的土著石油烃降解菌大量繁殖，在利用石油烃为碳源进行生长代谢的同时逐渐降解石油烃，最终消除石油污染。例如：中国专利（200910074535）公开了一种应用原生动物纤毛虫降解石油的方法；中国专利（201010550531）公开了一种采用绿脓杆菌、藤黄微球菌、枯草芽孢杆菌、琼氏不动杆菌降解井场含油污泥的方法。然而在高盐环境中，石油烃降解菌等微生物受到盐分胁迫，特别是石油烃降解代谢活动受到严重干扰，大大降低了石油烃的微生物降解速度，从而使得高盐环境下的石油烃难以生物降解。因此，传统的非耐盐石油烃降解菌剂应用于石油污染盐渍化土壤和石油污染海水等高盐环境中时，往往降解效率低，应用效果差。
耐盐菌可以适应较为广泛的盐分浓度，在高盐环境下仍能保持较高的生理代谢水平。特别是耐盐降解菌在高盐环境下仍可以高效地降解污染物。例如：中国专利（200910229167）公开了一种耐盐净污菌剂的制备方法及其用途，欧洲专利（EP0941137B1）公开了一种采用盐杆菌等嗜盐菌降解三氯苯酚等卤代烃的方法。采用耐盐降解菌降解高盐环境下的石油烃等污染物是一种有效的策略。然而，目前国内外并没有采用耐盐降解菌治理高盐环境下石油污染的相关专利。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，针对目前高盐环境下石油污染物难以生物降解的问题，提供一种应用于高盐环境下的石油降解复合菌。
本发明的的第二个目的是提供一种应用于高盐环境下的石油降解复合菌剂。
本发明的技术方案概述如下：
一种应用于高盐环境下的石油降解复合菌，由菌W25和菌W33组成，所述菌W25（Ornithinimicrobium kibberense），命名为克伯村鸟氨酸微菌，其微生物保藏编号为CGMCCNo.6844，所述菌W33（Gordonia alkanivorans），命名为食烷烃戈登氏菌，其微生物保藏编号为CGMCC No.6845，所述石油降解复合菌具有在高盐环境中降解石油的能力。
高盐为质量浓度为0.1%～8%的盐，盐包括NaCl和/或Na2SO4。
菌W25和菌W33的质量比优选为1～5:1～5，最好是1～2:1～2。
一种应用于高盐环境下的石油降解复合菌剂，是由菌W25、菌W33和载体组成，所述菌W25（Ornithinimicrobium kibberense），命名为克伯村鸟氨酸微菌，其微生物保藏编号为CGMCCNo.6844，所述菌W33（Gordonia alkanivorans），命名为食烷烃戈登氏菌，其微生物保藏编号为CGMCC No.6845，所述石油降解复合菌剂具有在高盐环境中降解石油的能力。
菌W25、菌W33和载体的质量比最好是1～5:1～5:1～20。
载体可以选自硅藻土、超细碳酸钙和海藻酸钠至少一种。
载体可以是质量比为：0.1～50:0.1～50:0.1～50的硅藻土、超细碳酸钙和海藻酸钠。
高盐为质量浓度为0.1%～8%的盐，盐包括NaCl和/或Na2SO4。
本发明以石油微生物学为理论依据，综合极端微生物学、环境微生物学和环境工程学的相关理论知识，针对高盐环境下的石油降解问题，设计高盐环境下的石油降解复合菌及其复合菌剂的配方。实验证明，本发明的一种应用于高盐环境下的石油降解复合菌及菌剂对高盐环境下的石油污染清除速度快；对石油污染环境的盐度适应广泛，最高可用于8%NaCl的高盐环境；所选用的菌种分离自高盐环境，活性高，适应性强。可以快速有效地治理石油污染盐渍化土壤、石油污染海水及石油污染废水等。
具体实施方式
本发明使用的菌株由发明人从石油污染盐渍化土壤中分离筛选得到，具有石油烃高效降解特征和耐盐特征。
菌株W25，分类命名：克伯村鸟氨酸微菌（Ornithinimicrobium kibberense）于2012年11月21日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区大屯路，中国科学院微生物研究所，邮编：100101，保藏编号为CGMCCNo.6844，并已存活。
菌株W33，分类命名：食烷烃戈登氏菌（Gordonia alkanivorans）于2012年11月21日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区大屯路，中国科学院微生物研究所，邮编：100101，保藏编号为CGMCCNo.6845，并已存活。
菌株W25（Ornithinimicrobium kibberense）具有以下微生物学特性：
1．形态学特性
在显微镜下观察，为短杆状，直径为0.5～0.8μm；在牛肉膏蛋白胨培养基上形成橘红色菌落。
2.培养学特性
在35℃下，在牛肉膏蛋白胨培养基中培养时，本发明的石油降解菌W25
（Ornithinimicrobium kibberense）菌株具有以下特性。
表面较光滑，干燥，边缘整齐规则，个体微小呈圆形，菌体呈橘红色。
3.生理特性
好氧条件下可利用石油烃生长的革兰氏阳性细菌，接触酶阳性、甲基红试验阳性、水解淀粉、液化明胶、不产生吲哚、生长pH值为6～10，生长温度25～40℃。
革兰氏 接触酶 甲基红 淀粉水解 明胶试验 吲哚试验 pH 温度
G+ + + + + — 6～10 25～40
根据上述微生物学特性，本发明的菌株命名为W25，分类命名为克伯村鸟氨酸微菌Ornithinimicrobium kibberense。
W33（Gordonia alkanivorans）具有以下微生物学特性：
1.形态学特性
在显微镜下观察，为杆状，直径为0.5～0.9μm；在牛肉膏蛋白胨培养基上形成鲜红色菌落。
2.培养学特性
在35℃下，在牛肉膏蛋白胨培养基中培养时，本发明的石油降解菌W33（Gordoniaalkanivorans）菌株具有以下特性。
表面较光滑，干燥，边缘整齐规则，个体微小呈圆形，菌体呈鲜红色。
4.生理特性
好氧条件下可利用石油烃生长的革兰氏阳性细菌，接触酶阴性、甲基红试验阴性、水解淀粉、不液化明胶、不产生吲哚、生长pH值为6～10，生长温度25～40℃。
革兰氏 接触酶 甲基红 淀粉水解 明胶试验 吲哚试验 pH 温度
G+ — — + — — 6～10 25～40
根据上述微生物学特性，本发明的菌株命名为W33，分类命名为食烷烃戈登氏菌Gordoniaalkanivorans。
以下通过具体实施例阐述本发明，目的在于帮助本领域的技术人员能够更好地理解本发明的精神实质，但不作为对本发明实施范围的进行任何限定。
实施例1
将Ornithinimicrobium kibberense W25和Gordonia alkanivorans W33菌种分别接入牛肉膏蛋白胨培养基（牛肉膏5g、蛋白胨10g、NaCl5g、水1000ml，pH7.0（也可以是7.1或7.2），121℃灭菌20分钟），32℃恒温摇床120r/min培养72小时。6000r/min离心5分钟，取下层菌体沉淀，pH7.0（也可以是7.1、7.2、7.3、7.4或7.5）磷酸盐缓冲液洗涤2次。将所得到的菌体沉淀按表1的配方进行混合，得到一种应用于高盐环境下的石油降解复合菌及该复合菌的菌剂。
表1、配方的组成及比例（各组份为重量份数）
W25 W33 硅藻土 超细碳酸钙 海藻酸钠
配方1 1 1
配方2 1 2
配方3 2 1
配方4 1 5
配方5 5 1
配方6 1 1 1
配方7 1 2 20
配方8 2 1 10
配方9 1 5 10
配方10 5 1 5
配方11 2 2 0.1 0.1 50
配方12 2 2 50 0.1 0.1
配方13 5 5 10 5 5
实施例2
实验组：用配方6制备得到的5g一种应用于高盐环境下的石油降解复合菌剂与200g石油污染盐渍化土壤混合均匀；
对照组：取200g与对照组相同的石油污染盐渍化土壤；
上述石油污染盐渍化土壤的含盐质量浓度为0.3%（经检测，其中，含有NaCl0.22%Na2SO40.04%）；室温黑暗处静置培养20天，实验组总石油烃含量由20.3mg/g降至9.3mg/g，石油烃降解率达54.2%，而对照组石油烃降解率为12.9%。
实施例3
实验组：用配方7制备得到的10g一种应用于高盐环境下的石油降解复合菌剂与200g石油污染盐渍化土壤混合均匀；
对照组：取200g与对照组相同的石油污染盐渍化土壤；
上述石油污染盐渍化土壤的含盐质量浓度为0.5%（经检测，其中，含有NaCl0.34%Na2SO40.11%）；室温黑暗处静置培养20天，实验组总石油烃含量由20.3mg/g降至7.2mg/g，石油烃降解率达64.5%，而对照组石油烃降解率为15.7%。
实施例4
实验组：用配方8制备得到的4g一种应用于高盐环境下的石油降解复合菌剂与200ml石油污染海水混合；
对照组：取与对照组相同的200ml石油污染海水；
上述石油污染海水的含盐质量浓度为2.9%（经检测，其中，含有NaCl2.31%Na2SO40.33%）；32℃恒温摇床120r/min培养10天，实验组总石油烃含量由12.1mg/g降至7.5mg/g，石油烃降解率达38.0%，而对照组石油烃降解率为11.4%。
实施例5
实验组：用配方11制备得到的5g一种应用于高盐环境下的石油降解复合菌剂与100ml石油污染废水混合；
对照组：取与对照组相同的100ml石油污染废水；
上述石油污染含盐的含盐质量浓度为8.0%（经检测，其中，含有NaCl6.32%Na2SO40.91%），32℃恒温摇床120r/min培养20天，实验组总石油烃含量由14.8mg/g降至10.3mg/g，石油烃降解率达30.4%。而对照组石油烃降解率为9.6%。
经实验证明，配方1、2、3、4或5的一种应用于高盐环境下的石油降解复合菌对石油污染的土壤、海水或废水中总石油烃进行降解，其降解率均比各自的对照组的降解率具有明显差异。
经实验证明，配方9、10、12或13的一种应用于高盐环境下的石油降解复合菌剂对石油污染的土壤、海水或废水中总石油烃进行降解，其降解率均比各自的对照组的降解率具有明显差异。

Claims (9)

1.一种应用于高盐环境下的石油降解复合菌，其特征是由菌W25和菌W33组成，所述菌W25（Ornithinimicrobium kibberense），命名为克伯村鸟氨酸微菌，其微生物保藏编号为CGMCC No.6844，所述菌W33（Gordonia alkanivorans），命名为食烷烃戈登氏菌，其微生物保藏编号为CGMCC No.6845，所述石油降解复合菌具有在高盐环境中降解石油的能力。
2.根据权利要求1所述的一种应用于高盐环境下的石油降解菌，其特征是所述高盐为质量浓度为0.1%～8%的盐，所述盐包括NaCl和/或Na2SO4。
3.根据权利要求1或2所述的一种应用于高盐环境下的石油降解复合菌，其特征是所述菌W25和菌W33的质量比为1～5:1～5。
4.根据权利要求3所述的一种应用于高盐环境下的石油降解复合菌，其特征是所述菌W25和菌W33的质量比为1～2:1～2。
5.一种应用于高盐环境下的石油降解复合菌剂，其特征是由菌W25、菌W33和载体组成，所述菌W25（Ornithinimicrobium kibberense），命名为克伯村鸟氨酸微菌，其微生物保藏编号为CGMCC No.6844，所述菌W33（Gordonia alkanivorans），命名为食烷烃戈登氏菌，其微生物保藏编号为CGMCC No.6845，所述石油降解复合菌剂具有在高盐环境中降解石油的能力。
6.根据权利要求5所述的一种应用于高盐环境下的石油降解复合菌剂，其特征是所述菌W25、菌W33和载体的质量比为1～5:1～5:1～20。
7.根据权利要求5或6所述的一种应用于高盐环境下的石油降解复合菌剂，其特征是所述载体为硅藻土、超细碳酸钙和海藻酸钠至少一种。
8.根据权利要求5或6所述的一种应用于高盐环境下的石油降解复合菌剂，其特征是所述载体为质量比为：0.1～50:0.1～50:0.1～50的硅藻土、超细碳酸钙和海藻酸钠。
9.根据权利要求5所述的一种应用于高盐环境下的石油降解复合菌剂，其特征是所述高盐为质量浓度为0.1%～8%的盐，所述盐包括NaCl和/或Na2SO4。
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