CN105290105A - 一种降解湿地中油污的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种降解湿地中油污的方法，其具体步骤为：在油污湿地的土壤中种植三棱草，待其适应后，在土壤中加入嗜油菌的菌悬液和降解促进剂小檗碱，在嗜油菌与植物根系的协同作用下，除去土壤中的油污；所述的种植三棱草的密度为300～800株/m2；所述的菌悬液与土壤的体积质量比为1～5:100ml/g；所述降解促进剂小檗碱的添加质量为土壤质量的万分之一至万分之五。本发明通过三棱草与嗜油菌联合作用来修复油污污染后的湿地土壤，通过添加小檗碱，进一步增强了二者的协同降解作用，降解能力显著提高。

Description

一种降解湿地中油污的方法
技术领域
本发明属于环境保护领域，具体涉及一种降解湿地中油污的方法。
背景技术
石油的大规模开采、冶炼、运输、使用和处理过程中，污染、遗漏、井喷、输油管道泄漏等事故频发，导致严重的土壤污染。我国石油污染的土壤和水体面积也不断扩大，污染程度日趋严重。船只突发性污染泄漏事故的风险较高，溢油事件时有发生，使滨海与一些湖泊附近湿地生态系统也受到了一定程度的污染。溢入水中的石油类污染物会逐渐发生物理风化(如蒸发、乳化、扩散、溶解、吸附和沉降)、化学风化(主要是光降解作用)和生物风化(主要是生物降解)等作用。溢油刚进入水体后，由于油膜很厚会迅速向四周扩展，当油层变薄和破裂为碎片后就加速了油层面积并加强了风化过程例如蒸发、溶解和乳化作用进程。江面上的石油类其中的低分子量的苯类和多环芳烃类致癌物质有极少部分可溶解于水中，其它组分在波浪作用及经过蒸发、乳化及吸附作用后而产生重质油或残油，这部分油会向岸边聚集，这些剩余部分形成致密的分散离子，聚合成沥青块，它们与江岸相互作用并被吸附，某些悬浮油滴及重质组分会附着在悬浮颗粒物质上而慢慢下沉到底部沉降下来进入沉积物中或漂浮于岸边的湿地中。
石油对土壤污染主要集中在20cm左右的表层，进入土壤后，会破坏土壤结构，分散土粒，使土壤透水性降低，其富含的反应基能与无机氮、磷结合并限制硝化作用和脱磷酸作用，从而使土壤有效氮、磷的含量减少。其中的多环芳烃等，因具有“三致”效应和通过食物链在生物体内富集。对生态环境、食品安全和人身健康构成严重威胁，成为困扰环境领域重要的社会与环境问题。在土壤中的石油含量较高时，对植物的生长有抑制作用。石油破坏土壤—植物—水分子之间的关系，对气体的排斥，引起厌氧条件的发生，使根不能正常呼吸和吸收水分。不同的植物受到石油类污染物的抑制效果是不一样的。近年来，国内外对于土壤中石油类污染物的降解研究较多，但针对湿地的石油污染生态修复研究，还处于薄弱环节。
利用自然界广泛存在的微生物对有机物很强的分解代谢能力对石油烃污染环境进行修复，具有其它方法不可替代的优势。生物修复中微生物的作用占优势，多种细菌和真菌都表现出利用石油烃的特性，被实践用来处理海洋溢油事件，废弃物处理，油的生物乳化等。因此获得优良的微生物，并研究其降解特性，对于成功实施环境修复十分重要。土著微生物相对于外源混合菌在石油污染土壤的生物修复中可以发挥更重要的作用。故主要是采用从石油污染土壤中筛选出各种嗜油微生物，然后将其投加到油污土壤中的生物修复方法。植物是一个有效的土壤污染处理系统，主要通过直接吸收石油污染物、释放分泌物和酶、刺激根区微生物的活性并强化生物转化作用。植物促进有机污染物的降解一方面是由于根际作用增加了微生物降解菌的数量，另一方面是因为植物分泌有机物为微生物共代谢提供了基质底物。微生物的活动也促进了根系分泌物的释放。另外，植物还可为微生物提供生存场所和可转移的氧气，使根区的好氧转化作用得以正常进行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种降解湿地中油污的方法，通过加入小檗碱，进一步提高了三棱草联合嗜油微生物降解湿地中油污的能力。
上述目的是通过如下技术方案得以实现的：
一种降解湿地中油污的方法，其具体步骤为：在油污湿地的土壤中种植三棱草，待其适应后，在土壤中加入嗜油菌的菌悬液和降解促进剂小檗碱，在嗜油菌与植物根系的协同作用下，除去土壤中的油污；所述的种植三棱草的密度为300～800株/m2；所述的菌悬液与土壤的体积质量比为1～5:100ml/g；所述降解促进剂小檗碱的添加质量为土壤质量的万分之一至万分之五。
进一步地，所述的嗜油菌的菌悬液的配制方法为：将嗜油菌在30℃下培养至对数期，离心后收集菌体，用生理盐水反复洗涤后悬浮在生理盐水中，调节吸光度OD660为1.5。
进一步地，所述的嗜油菌的菌悬液由假单胞菌HPM1、假单胞菌HPM3和产碱杆菌属HPM2组成的混合液。将假单胞菌HPM1、假单胞菌HPM3和产碱杆菌属HPM2分别在30℃下培养至对数期，离心后收集菌体，用生理盐水反复洗涤后悬浮在生理盐水中，调节吸光度OD660为1.5，再将三者按体积比1:1:1混合。
进一步地，所述湿地中油污的含量为2000～20000mg/kg。
进一步地，所述的油污包括汽油、柴油、重油、煤油或原油污染物。
本发明的优点：
本发明通过三棱草与嗜油菌联合作用来修复油污污染后的湿地土壤，通过添加小檗碱，进一步增强了二者的协同降解作用，降解能力显著提高。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明保护范围。尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
实施例1：三棱草与土著嗜油菌群的除油户外试验
试验用原始油污污染土壤取自黄浦江-长江口湿地土壤，并从中筛取出本实验所采用的三种嗜油菌株：假单胞菌HPM1、假单胞菌HPM3和产碱杆菌属HPM2。清洁土壤取自上海大学东区花坛，过2mm筛后，按沙土比2:3均匀混合，并配制成含有柴油的土壤，浓度为10000mg/kg。实验设置油污土(空白组)和油污土接种菌种入三棱草(实验组，土壤中含有万分之三重量的小檗碱)两组。接种菌悬液为：将嗜油菌在30℃下培养至对数期，离心后收集菌体，用生理盐水反复洗涤后悬浮在生理盐水中，调节吸光度(OD660)为1.5，菌悬液为三种菌株的1:1:1混合液。每千克土壤中菌悬液的加入量为30ml。根据土壤水分丰缺状况，不定期浇水，使土壤饱和含水。实验初期，由于土壤肥力低，将肥料溶于水，形成肥料溶液后喷洒于土壤中，每千克土壤中的肥料加入量为13.6g尿素，5g过磷酸钙。浇入菌液时利用小铁铲松动表土，松土时不要伤到三棱草(300株/m2)的根，从而保证菌液的均匀分布与土壤中氧气充足，利于三棱草和微生物的生长繁殖。
实验共历时六十天，实验结束后采取土样测定其中柴油含量。结果表明：三棱草对柴油污染物显示出了较强的耐受性，无表观毒害特征，植株均生长良好；在三棱草与嗜油菌的共同作用下，土壤中残油量大幅度降低(去除率94％)，可见三棱草与嗜油菌的联合作用确实对柴油污染物具有良好的去除效果。
实施例2：三棱草与土著嗜油菌群的除油户外试验
试验用原始油污污染土壤取自黄浦江-长江口湿地土壤，并从中筛取出本实验所采用的三种嗜油菌株：假单胞菌HPM1、假单胞菌HPM3和产碱杆菌属HPM2。清洁土壤取自上海大学东区花坛，过2mm筛后，按沙土比2:3均匀混合，并配制成含有汽油的土壤，浓度为20000mg/kg。实验设置油污土(空白组)和油污土接种菌种入三棱草(实验组，土壤中含有万分之五重量的小檗碱)两组。接种菌悬液为：将假单胞菌HPM1、假单胞菌HPM3和产碱杆菌属HPM2分别在30℃下培养至对数期，离心后收集菌体，用生理盐水反复洗涤后悬浮在生理盐水中，调节吸光度OD660为1.5，再将三者按体积比1:1:1混合得到菌悬液。每千克土壤中菌悬液的加入量为50ml。根据土壤水分丰缺状况，不定期浇水，使土壤饱和含水。实验初期，由于土壤肥力低，将肥料溶于水，形成肥料溶液后喷洒于土壤中，每千克土壤中的肥料加入量为13.6g尿素，5g过磷酸钙。浇入菌液时利用小铁铲松动表土，松土时不要伤到三棱草(800株/m2)的根，从而保证菌液的均匀分布与土壤中氧气充足，利于三棱草和微生物的生长繁殖。
实验共历时六十天，实验结束后采取土样测定其中汽油含量。结果表明：三棱草对汽油污染物显示出了较强的耐受性，无表观毒害特征，植株均生长良好；在三棱草与嗜油菌的共同作用下，土壤中残油量大幅度降低(去除率92％)，可见三棱草与嗜油菌的联合作用确实对汽油污染物具有良好的去除效果。
实施例3：三棱草与土著嗜油菌群的除油户外试验
试验用原始油污污染土壤取自黄浦江-长江口湿地土壤，并从中筛取出本实验所采用的三种嗜油菌株：假单胞菌HPM1、假单胞菌HPM3和产碱杆菌属HPM2。清洁土壤取自上海大学东区花坛，过2mm筛后，按沙土比2:3均匀混合，并配制成含有煤油的土壤，浓度为2000mg/kg。实验设置油污土(空白组)和油污土接种菌种入三棱草(实验组，土壤中含有万分之一重量的小檗碱)两组。接种菌悬液为：将嗜油菌在30℃下培养至对数期，离心后收集菌体，用生理盐水反复洗涤后悬浮在生理盐水中，调节吸光度(OD660)为1.5，菌悬液为三种菌株的1:1:1混合液。每千克土壤中菌悬液的加入量为10ml。根据土壤水分丰缺状况，不定期浇水，使土壤饱和含水。实验初期，由于土壤肥力低，将肥料溶于水，形成肥料溶液后喷洒于土壤中，每千克土壤中的肥料加入量为13.6g尿素，5g过磷酸钙。浇入菌液时利用小铁铲松动表土，松土时不要伤到三棱草(300株/m2)的根，从而保证菌液的均匀分布与土壤中氧气充足，利于三棱草和微生物的生长繁殖。
实验共历时六十天，实验结束后采取土样测定其中煤油含量。结果表明：三棱草对煤油污染物显示出了较强的耐受性，无表观毒害特征，植株均生长良好；在三棱草与嗜油菌的共同作用下，土壤中残油量大幅度降低(去除率91％)，可见三棱草与嗜油菌的联合作用确实对煤油污染物具有良好的去除效果。
另外，该方法对重油和原油污染物也具有明显的降解作用。
实施例4：小檗碱对于三棱草联合嗜油菌降解柴油污染物能力的影响
试验用原始油污污染土壤取自黄浦江-长江口湿地土壤，并从中筛取出本实验所采用的三种嗜油菌株：假单胞菌HPM1、假单胞菌HPM3和产碱杆菌属HPM2。清洁土壤取自上海大学东区花坛，过2mm筛后，按沙土比2:3均匀混合，并配制成含有柴油的土壤，浓度为10000mg/kg。实验设置油污土(空白组)、油污土接种菌种入三棱草(实验组，土壤中含有万分之三重量的小檗碱)和油污土接种菌种入三棱草(对比组，土壤中不含小檗碱)三组。接种菌悬液为：将嗜油菌在30℃下培养至对数期，离心后收集菌体，用生理盐水反复洗涤后悬浮在生理盐水中，调节吸光度(OD660)为1.5，菌悬液为三种菌株的1:1:1混合液。每千克土壤中菌悬液的加入量为30ml。根据土壤水分丰缺状况，不定期浇水，使土壤饱和含水。实验初期，由于土壤肥力低，将肥料溶于水，形成肥料溶液后喷洒于土壤中，每千克土壤中的肥料加入量为13.6g尿素，5g过磷酸钙。浇入菌液时利用小铁铲松动表土，松土时不要伤到三棱草(500株/m2)的根，从而保证菌液的均匀分布与土壤中氧气充足，利于三棱草和微生物的生长繁殖。
实验共历时六十天，实验结束后采取土样测定其中柴油含量。结果表明：三棱草对柴油污染物显示出了较强的耐受性，无表观毒害特征，植株均生长良好；含有小檗碱时，在三棱草与嗜油菌的共同作用下，土壤中柴油去除率为94％；不含有小檗碱时，在三棱草与嗜油菌的共同作用下，土壤中柴油去除率为58％，可见小檗碱能显著提高三棱草与嗜油菌联合降解油污的能力。
上述实施例的作用在于说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明的保护范围。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和保护范围。

Claims (5)

1.一种降解湿地中油污的方法，其特征在于其具体步骤为：在油污湿地的土壤中种植三棱草，待其适应后，在土壤中加入嗜油菌的菌悬液和降解促进剂小檗碱，在嗜油菌与植物根系的协同作用下，除去土壤中的油污；所述的种植三棱草的密度为300～800株/m2；所述的菌悬液与土壤的体积质量比为1～5:100ml/g；所述降解促进剂小檗碱的添加质量为土壤质量的万分之一至万分之五。
2.根据权利要求1所述的降解湿地中油污的方法，其特征在于所述的嗜油菌的菌悬液的配制方法为：将嗜油菌在30℃下培养至对数期，离心后收集菌体，用生理盐水反复洗涤后悬浮在生理盐水中，调节吸光度OD660为1.5。
3.根据权利要求2所述的降解湿地中油污的方法，其特征在于所述的嗜油菌的菌悬液由假单胞菌HPM1、假单胞菌HPM3和产碱杆菌属HPM2组成的混合液。
4.根据权利要求1所述的降解湿地中油污的方法，其特征在于所述湿地中油污的含量为2000～20000mg/kg。
5.根据权利要求1或4所述的降解湿地中油污的方法，其特征在于所述的油污包括汽油、柴油、重油、煤油或原油污染物。
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