CN109746264A - 土壤修复组合物和应用以及土壤生物修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及环保领域，具体涉及土壤修复组合物和应用以及土壤生物修复方法。所述土壤修复组合物含有保水剂、土质调节剂、营养物质、β‑环糊精和混合菌剂，所述混合菌剂为细菌和真菌的混合菌剂。所述应用为所述的土壤修复组合物在修复土壤中的应用。所述方法包括使用如上所述的土壤修复组合物对土壤进行修复。通过向土壤中引入可降解石油烃的微生物菌剂(细菌和真菌)，并同时引入对土壤土质具有改良作用的组分(如土质调节剂、营养物质、β‑环糊精和保水剂等)以促进微生物菌剂在土壤中繁殖，促使土壤中的污染物被降解，从而获得较好的土壤修复效果。本发明的土壤修复组合物不会造成土壤二次污染，也不会破坏土壤环境，且成本低，操作简单。
Description
技术领域
本发明涉及环保领域，具体地，涉及土壤修复组合物和应用以及土壤生物修复方法。
背景技术
在石油勘探、开采、运输、提炼等过程中，由于操作不当或者事故泄漏，部分石油洒落到土壤中，造成土壤的石油烃污染。全世界每年通过落地原油及事故泄漏等途径排入到环境中的石油污染物约为8×106t，石油烃污染已成为世界关注的焦点。20世纪80年代，美国出现了严重的石油烃土壤污染问题，其45万块棕色土地中有一半左右存在石油烃污染，同期加拿大石油烃污染的场地高达60％，英国许多地区和工厂也存在严重的油类污染，德国、荷兰、英国等国家已制定了相关的修复工程计划，强化石油烃污染土壤的修复与治理。
我国自1978年跻身于世界十大产油国以来，越来越多的油气藏和油气田被勘探与开发，石油企业增多，每年约开采70万吨原油，其中约十分之一进入了土壤环境，致使我国每年新增的受污染土壤达到了10万吨左右。土壤石油烃污染的形势严峻，阻碍了我国可持续发展的进程。
石油烃污染物进入土壤后，会改变土壤结构和有机质的组成，石油烃易与土粒粘连，堵塞土壤孔隙，影响土壤透水性、透气性，限制营养元素从土壤颗粒进到土壤溶液，使土壤肥力下降；并且石油烃中含有的大量有机碳会使土壤的碳、氮、磷比例严重失调。另外，石油烃在土壤中的代谢中间产物具有一些特征官能团，能吸收和络合重金属离子，从而影响重金属在土壤/植物系统中的迁移转化。同时，某些不能被土壤吸附的烃类组分会渗入地下水，造成地下水的污染，为人类生活用水带来潜在危害。
自然界中土壤对石油烃污染有一定的自净能力，但当进入土壤的石油烃超过环境的自净能力时，就会引起石油烃在土壤中累积和污染。现有的修复石油烃污染土壤的方法主要有物理修复法、化学修复法、生物修复法以及多种修复技术联用等。
微生物是土壤生态系统中的重要成员，在土壤以及生物圈的物质循环和能量流动中起关键性作用。自然界中许多微生物能以石油烃为唯一碳源和能源，通过代谢作用降解环境中的石油烃污染物，最终将石油污染物转化为无害的二氧化碳和水。在有氧条件下：
石油烃+微生物+O2+营养物质→CO+H2O+副产物+微生物细胞生物量。
能降解石油烃的微生物分布广泛，但主要存在于受污染地区，因为自然微生物群落结构或种群并不适合石油污染环境，当环境被石油污染后，适者生存，使得能适应石油污染的种群得到发展，其他微生物种群生长受到抑制或被淘汰。微生物修复一般是指利用土壤中的土著微生物或向污染环境补充经驯化的高效降解微生物，在优化的环境条件下，加速分解有机污染物，修复被污染的土壤，其可以分为原位生物修复(将受石油烃污染的土壤在原地进行处理的方法)和异位生物修复(将石油烃污染土壤挖出，在污染场地以外或运送至专门的修复场地进行处理的方法)。
相比物理和化学方法，微生物修复方法具有成本低、处理效果好、无二次污染、应用范围广、不破坏土壤环境等优点，适宜于广泛应用于处理石油烃污染土壤。我国在污染场地土壤修复技术、工程化应用和设备研发等方面起步较晚，目前尚处于低水平徘徊阶段。
石油烃污染土壤修复技术方面，研究工作往往以实验室或中试规模为主，现场石油烃污染修复案例鲜见。石油烃污染土壤修复设备方面，多停留在科研装备开发或实验样机中试阶段，修复设备的产业化应用甚少。因此，筛选出对石油烃污染物具有高效降解作用的菌株，并配合适宜的促进技术，对石油烃污染土壤的生物修复具有十分重要的研究价值。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术使用生物修复的方法对石油烃污染的土壤修复效果差的缺陷，提供一种土壤修复组合物和土壤生物修复方法，按照本发明所述的方法可以获得较好的土壤修复效果，且本发明的组合物和方法特别适用于石油烃污染土壤的修复，尤其适用于难降解石油烃污染土壤修复以及深层石油烃污染土壤的修复。
为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种土壤修复组合物，该土壤修复组合物含有保水剂、土质调节剂、营养物质、β-环糊精和混合菌剂；其中，所述混合菌剂为细菌和真菌的混合菌剂。
优选的，所述细菌选自寡养单胞菌(Stenotrophomonas)、迪茨氏菌(Dietzia)、藤黄微球菌(Micrococcus luteus)和不动杆菌(Acinetobacter)中的至少一种。
本发明的另一方面提供如上所述的土壤修复组合物在修复土壤(特别是石油烃污染的土壤)中的应用。
本发明的再一方面提供一种土壤生物修复方法，该方法包括使用本发明的土壤修复组合物对土壤进行修复。
在本发明所述的土壤生物修复方法中，通过向土壤中引入可降解土壤中污染物(如石油烃)的微生物菌剂(细菌和真菌的混合菌剂)，并通过引入对土壤土质具有改良作用的组分(如土质调节剂、营养物质、β-环糊精和保水剂等)以促进微生物菌剂在土壤中繁殖，促使土壤中的污染物被降解，从而获得较好的土壤修复效果。
此外，采用本发明所述的土壤修复组合物进行土壤修复，不会造成二次污染，也不会破坏土壤环境，而且成本低，操作简单。且本发明的土壤修复组合物特别适用于石油烃污染土壤的修复，尤其适用于难降解石油烃污染土壤修复以及深层石油烃污染土壤的修复。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
一方面，本发明提供了一种土壤修复组合物，该土壤修复组合物含有保水剂、土质调节剂、营养物质、β-环糊精和混合菌剂；其中，所述混合菌剂为细菌和真菌的混合菌剂。
根据本发明，所述土壤为本领域公知含义上的土壤，是矿物质、有机质、活的有机体以及水分和空气等的混合体。优选的，按重量计，矿物质占到固相部分(土壤干重)的90-95％或更多，有机质约占1-10％，可见土壤成分以矿物质为主。土壤有机质就是土壤中以各种形态存在的有机化合物。除此之外还有土壤溶液，它是土壤水分及其所含的溶解物质和悬浮物质的总称。土壤溶液是植物和微生物从土壤中吸收营养物的媒介，也是污染物在土壤中迁移的主要途径。
在本发明所述的土壤修复组合物中，不含有会破坏土壤环境的组分，因此，在修复土壤的同时不会造成二次污染。
本发明的发明人在研究的过程中发现，石油烃降解菌随意组合得到的混合菌未必能够提升石油烃的降解率，有的还会使土壤石油烃的降解效果变差。但本发明的发明人发现，通过将能够降解石油烃的细菌和能够降解石油烃的真菌组合能够表现出优异的协同共生效果，从而可以高效率的对石油烃尤其是难降解石油烃进行降解。其中，所述细菌和真菌可以为现有技术中能够用于石油烃降解的细菌和真菌。但本发明的发明人进一步发现，寡养单胞菌(Stenotrophomonas)、迪茨氏菌(Dietzia)、藤黄微球菌(Micrococcus luteus)、不动杆菌(Acinetobacter)、酵母菌(Yeast)均对原油，正构烷烃，支链烷烃和芳烃等成分具有高效的降解活性，且如上的细菌和酵母菌的共生和协同效应比较明显。因此，基于不同微生物对石油烃降解的过程或者方式差异，将如上不同的石油烃降解菌单菌混合(细菌特别是寡养单胞菌、迪茨氏菌、藤黄微球菌和不动杆菌与真菌特别是酵母菌混合)，可以在土壤中构建一个石油烃降解微生物菌群，菌群之间能够起到明显的共生和协同的作用，从而可以明显提高石油烃的降解效率。
其中，在所述土壤修复组合物中，细菌和真菌的含量并没有特别的限制，只要所述土壤修复组合物中同时包括如上的细菌和真菌即可实现本发明的目的。在优选的情况下，以CFU计，所述细菌和真菌的含量比为1:0.01-100，更优选为1:0.02-50，进一步优选为1:0.05:20；再进一步优选为1:0.1-10。
其中，寡养单胞菌(Stenotrophomonas)属于严格的非发酵型好氧革兰氏阴性杆菌，营养要求不高。本发明的发明人经研究发现，寡养单胞菌具有独特的生物化学活性和代谢特性，可降解苯、甲苯、乙苯和苯胺。
其中，海迪茨氏菌(Dietzia)是一种具有降解原油和长链烷烃类能力的菌种，且具有在高盐环境下降解石油烃的能力。此外，本发明的发明人在研究的过程中还发现，该菌在降解石油烃过程中，会产生表面活性物质，有利于微生物对石油烃的直接接触利用。
其中，藤黄微球菌(Micrococcus luteus)，属专性好氧的革兰阳性细菌，生存条件要求宽松。本发明的发明人在研究的过程中发现，该菌对石油组分中的正构烷烃、异构烷烃及环烷烃的降解效果较好。
其中，不动杆菌(Acinetobacter)为非发酵菌，该菌在有氧条件下通过末端氧化途径降解饱和烃，其生长能力强，繁殖迅速。
其中，酵母菌(Yeasts)是以芽殖为主，形态结构简单的一类真菌。酵母菌像细菌一样有一套胞内和胞外酶系统，用以将大分子物质分解成细胞新陈代谢易利用的小分子物质，属于异养生物。酵母菌是兼性厌氧生物，在有氧环境和无氧环境都能生存。像细菌一样，酵母菌必须有水才能存活，但酵母需要的水分比细菌少，适应性更强。发明人研究发现，酵母菌，尤其是长期经过石油烃驯化的酵母菌，对高碳环境(石油烃污染土壤等)、高渗透压环境(低含水土壤等)、贫氧环境(深层土壤等)等具有较强的适应性，且酵母菌在分解污染物时会放出二氧化碳，可以增加土壤透气性，利于其他微生物的生长。发明人进一步研究发现，酵母菌中的假丝酵母菌(Candida)可利用菌丝体可作为细菌迁移的通道，便于细菌在土壤中的迁移，酵母菌对难降解有机物、对微生物有毒性有机物的降解效果较其他微生物好。因此，本发明的酵母菌优选为假丝酵母菌(Candida)。
其中，长期经过石油烃驯化的酵母菌可以通过将酵母菌优选为假丝酵母菌在目标污染物作为唯一碳源的培养基中进行培养以富集可耐受石油烃的菌种。
根据本发明，土壤中固体颗粒的粒度级配或粒度组合称为土壤的机械组成，又称土壤质地。根据土壤的机械组成可对土壤进行分类。土壤的质地是影响土壤肥力高低、可耕性好坏以及污染物容量大小的基本因素之一。发明人研究发现，土质调节剂可以调节土壤固体颗粒粒度，使土壤粒度更均匀，含氧量更高，能够打破土壤板结、疏松土壤、提高土壤透气性、降低土壤容重，促进土壤微生物活性、加强微生物与污染物的接触、增强土壤肥水渗透力。因此，本发明的土质调节剂可以为现有技术中具有如上功能的物质，优选的，所述土质调节剂可以选自锯末、秸秆和沸石粉中的一种或多种。
根据本发明，所述保水剂又称高吸水性聚合物，能吸收相当于自身重量几百倍至数千倍的去离子水和数十倍到百倍以上的含盐水分，吸水膨胀后形成凝胶物质，在干燥条件下又能将水分缓慢释放。发明人研究发现，保水剂使用得当,能显著提高土壤的含水量、体积膨胀率、液相百分率、总孔隙度和毛管孔隙度百分率，改善土壤结构，缓和地温变化，促进微生物活动，提高土壤肥力以刺激和维持微生物生长。因此，本发明的保水剂可以为现有技术中具有如上功能的物质，优选的，所述保水剂选自丙烯酸聚合物、丙烯酰胺聚合物和淀粉-丙烯酸共聚物中的一种或多种。
在本发明中，所述营养物质可以为含有氮元素和磷元素的土壤营养物质。优选地，所述营养物质为尿素和/或玉米浆。
根据本发明，β-环糊精是环糊精的衍生物，其疏水空腔可与有机物形成生成包络物，稳定、固定有机污染物，降低有机污染物的挥发性。β-环糊精还可增加疏水性有机污染物的溶解，使其从土壤表面进入到土壤溶液中，促进微生物对其更好的降解和利用。
将以上几种物质(保水剂、土质调节剂、营养物质、β-环糊精和混合菌剂)以适宜的组成加入到石油烃污染土壤中，各组分之间有机结合形成一个整体以发挥协同配伍的作用，从而可有效修复石油烃污染的土壤。
根据本发明，在所述土壤修复组合物中各组分的含量可以在较宽的范围内进行变化，优选情况下，在所述土壤修复组合物中，基于100重量份的所述保水剂，所述土质调节剂的含量为100-1500重量份，更优选为300-1250重量份(例如，300重量份、500重量份、700重量份、900重量份、1100重量份、1250重量份，以及这些点值中的任意两个所构成的范围内的任意值)；所述营养物质的含量为10-500重量份，更优选为10-360重量份(例如，10重量份、20重量份、30重量份、40重量份、50重量份、80重量份、120重量份、150重量份、180重量份、200重量份、250重量份、280重量份、300重量份、330重量份、360重量份，以及这些点值中的任意两个所构成的范围内的任意值)；所述β-环糊精的含量为500-3000重量份，更优选为600-2500重量份(例如，600重量份、800重量份、1000重量份、1200重量份、1500重量份、1800重量份、2000重量份、2300重量份、2500重量份，以及这些点值中的任意两个所构成的范围内的任意值)；所述混合菌剂的含量为107-1012CFU，优选为108-1011CFU，例如(108CFU、109CFU、1010CFU、1011CFU，以及这些点值中的任意两个所构成的范围内的任意值)。
其中，CFU为菌落形成单位，定义为将稀释后的一定量的菌液通过浇注或涂布的方法，让其内的微生物单细胞一一分散在培养基平板上，待培养后，每一活细胞就形成一个菌落。
第二方面，本发明提供了如上所述的土壤修复组合物在修复土壤中的应用。
根据如上的描述，本发明的土壤修复组合物特别适用于对石油烃污染的土壤进行修复。
其中，石油烃是指在原油中发现的含有碳氢化合物的混合物。石油烃是目前环境中广泛存在的有机污染物之一，包括汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡和沥青等，是多种烃类(正烷烃、支链烷烃、环烷烃、芳烃)和少量其它有机物，如硫化物、氮化物、环烷酸类等的混合物。
第三方面，本发明提供了一种土壤的生物修复方法，该方法包括：使用如上所述的土壤修复组合物对土壤进行修复。
本发明的发明人在此需要说明的是，将如上的土壤修复组合物与土壤接触以对土壤进行修复时，所述土壤修复组合物中的各组分可以分别加入到土壤中，也可以配比在一起一同加入到土壤中。如论以何种形式将如上各组分加入到土壤中，均视为是使用的土壤修复组合物对土壤进行修复。
根据本发明，基于100重量份的待修复的土壤，所述保水剂的用量可以为0.01-1重量份，优选为0.1-0.3重量份，具体地，例如可以为0.1、0.15、0.2、0.25、0.3重量份以及这些点值中的任意两个所构成的范围内的任意值。
根据本发明，基于100重量份的待修复的土壤，所述土质调节剂的用量可以为0.1-5重量份，优选0.5-2.5重量份，具体地，例如可以为0.5、0.8、1.1、1.4、1.7、2.0、2.3、2.5重量份以及这些点值中的任意两个所构成的范围内的任意值。
根据本发明，微生物细胞的化学组成和营养类型决定了细胞的营养需求，石油降解菌主要是化能异养菌，对石油烃污染土壤进行微生物处理时，石油烃为系统中微生物提供可利用的大量碳底物，但石油烃提供的主要是碳、氢元素，其他元素的缺乏可能使微生物难以降解土壤中的石油烃。发明人研究发现，补加氮磷等营养物质，使土壤中C\N\P之比接近微生物体内元素之比，可有效促进微生物的大量繁殖。由于氨态氮(NH4 +-N)类营养物质在弱碱性条件下即可转化为氨气而扩散到空气中，造成氮类营养物质的流失。而磷类营养物质在土壤中相对较稳定，不易流失。因此本发明主要考虑氮类营养物质的添加量对降解效果的影响。在本发明所述的方法中，优选地，所述营养物质的用量使得土壤中碳氮质量比C：N为(5-15):1，具体地，例如可以为5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、11:1、12:1、13:1、14:1、15:1以及这些比例中的任意两个所构成的比值范围中的任意其他比例。其中，C的含量按照土壤中石油烃总质量的90％计算。当所述营养物质为尿素和/或玉米浆时，N的含量按照尿素总质量的46.67％或者玉米浆总重的3.5％计算。
根据本发明，基于100重量份的待修复的土壤，所述β-环糊精的用量可以为1-5重量份，具体地，例如可以为1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5重量份以及这些点值中的任意两个所构成的范围内的任意值。
根据本发明，优选地，基于100重量份的待修复的土壤，所述混合菌剂的用量可以109-1011CFU，具体地，例如可以为1×109、5×109、1×1010、5×1010、1×1011、5×1011CFU以及这些点值中的任意两个所构成的范围内的任意值。
根据本发明，优选地，修复过程中保持土壤水含量为15-25％。
根据本发明，所述土壤优选为石油烃污染土壤，尤其是难降解石油烃(例如，苯酚)污染土壤修复以及深层石油烃污染土壤的修复。
实施例
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
1、以下实施例和对比例中所用材料
聚丙烯酸购自常州春江化学有限公司公司，货号为SL-324；
聚丙烯酰胺购自沈阳安瑞祥化工五金有限公司公司，货号为聚丙烯酰胺-03；
淀粉-丙烯酸聚合物购自拓智宏科技有限公司公司；
沸石粉购自灵寿县华伟矿产品加工厂公司；
尿素购自济南鑫宏化工有限公司公司；
玉米浆购自山东弘兴玉米开发有限公司公司；
不动杆菌购自中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏号CGMCC1.10395T；
迪茨氏菌购自中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏号CGMCC1.6332T；
藤黄微球菌购自中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏号CGMCC1.10554；
寡养单胞菌购自中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏号CGMCC1.6393；
假丝酵母菌购自中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏号CGMCC2.1709；
苯酚购自阿拉丁公司，货号为P100770。
土壤均为250℃下灭菌24h的干燥土壤。
2、土壤石油烃污染生物修复效果评价
①将菌剂在目标污染物作为唯一碳源的无机盐培养基中富集；②离心分离，得到富集菌剂；③将混合菌剂与保水剂、土壤调节剂、营养物质、β-环糊精一起投入到土壤中；④在土壤中加入目标污染物；⑤定期检测土壤石油烃含量及土壤微生物总数，计算石油烃的降解效果。
具体操作步骤为：
(1)取1.5mL细菌菌液和1.5mL酵母菌菌液分别加入装有150mL无机盐培养基的三角瓶中，再加入目标污染物，150r/min振荡7天，分别得到富集菌液。
(2)将得到的富集培养液8000r/min离心固液分离，弃去上层培养基溶液，加入无机盐培养基100mL充分振荡后再次8000r/min离心固液分离，弃去上层溶液，留底层固体备用。
(3)将保水剂、土壤调节剂、营养物质、β-环糊精和底层固体加入到土壤中，充分搅拌，同时加入去离子水，使土壤含水量维持在某一范围。
(4)向土壤中加入目标污染物，搅拌均匀。
(5)每周检测土壤石油烃含量以及土壤微生物总数。
(6)每两天补一次水，保持土壤含水量在某一范围，每周翻土3次。
无机盐培养基：NH4Cl为0.67g、Na2CO3为1.06g、MgSO4·7H2O为0.1g、CaCl2为0.1g、K2HPO4·3H2O为1.5g、KH2PO4为0.5g、FeCl3.6H2O为0.1g、去离子水为1L，pH值7.0-7.5。
3、土壤中石油烃含量测定
采用无水硫酸钠干燥新鲜的土壤样品，以四氯化碳为提取液，振荡提取土壤样品中的石油类物质，测定石油类的浓度。石油类的含量由波数分别为2930cm-1(CH2基团中C-H键的伸缩振动)、2960cm-1(CH3基团中C-H键的伸缩振动)和3030cm-1(芳香环中C-H键的伸缩振动)谱带处的吸光度进行计算。
具体测定步骤为：
(1)将采集好的土壤样品去除砂砾、植物根系等杂物，充分混合均匀。
(2)准确称取10.000g土壤样品，加入10g无水硫酸钠，充分混匀，放置30min，固化后压碎。
(3)将已干燥的土壤样品，全部转移至50ml离心管中，加入25ml四氯化碳，充分混合，置于超声振荡器中，震荡10min。
(4)将震荡后的离心管8000r/min离心固液分离，收集上层四氯化碳。
(5)向离心管剩余的底层土壤固体中再次加入25ml四氯化碳，充分混合，置于超声振荡器中，震荡10min。
(6)将震荡后的离心管8000r/min离心固液分离，收集上层四氯化碳，与之前收集的上层四氯化碳混合，待测。
(7)按照GB 7172的相关规定，测定土壤样品中水分的含量ww。
土壤中石油类的含量ω(mg/kg)，按照以下公式进行计算。
式中：
ω——土壤中石油类的含量，mg/kg；
ρ1——标准曲线上查得的试样石油类浓度，mg/L；
ρ0——标准曲线上查得的空白试样石油类浓度，mg/L；
D——提取液的稀释倍数；
V——提取液定容体积，50ml；
ms——取样量，g；
ww——土壤含水率，％。
本方法的测定范围为50-500mg/kg，如待测土壤石油烃含量超出此范围，应稀释后测定。
对修复前的土样进行上述测定，开始修复后，每周对土样进行上述测定，统计石油烃含量，其中石油烃含量的单位为mg/kg。
4、土壤微生物总数测定
测定方法：平板培养菌落计数法
具体测定步骤为：
称取10g土壤样品，放入盛有90mL无菌去离子水的三角瓶中，置于摇床上以160次/min的速度室温振荡4h，使土样与水充分混合，将土壤中的微生物细胞充分分散，从土壤中分离出来。此为10-1土壤悬液，吸取1mL此土壤悬液于9mL含8.5g/L NaCl的无菌水中，用无菌吸管吹吸3次混匀，制成10-2土壤悬液。以此类推依次制成10-3、10-4、10-5、10-6、10-7、10-8不同稀释度的土壤悬液。选择适当的稀释度后通过结合平板计数法测定土壤悬液的微生物总数。
土壤中微生物总数x(CFU/g)，按照以下公式进行计算。
式中：
x——土壤微生物总数，CFU/g；
e——土壤悬液的微生物总数，CFU/ml；
V——土壤悬液的体积，ml；
m——取样量，g；
w——土壤含水率，％。
肉膏蛋白胨培养基：NaCl为10g、蛋白胨为10g、牛肉膏为5g、琼脂为18g，去离子水为1L，pH值7.2-7.4。
对修复前的土样进行上述测定，开始按照实施例或实验例的方法进行修复后，每周对土样进行上述测定，统计土样微生物总数(单位为106CFU/g)。
以下实施例和对比例均采用以下试验方法。试验所用土壤为250℃灭菌24h的干燥土壤。将菌液离心分离，取固体部分加入去离子水充分混合，加入到土壤中。
实施例1
称取6g聚丙烯酸溶于200g去离子水中，得到水溶液1；称取0.96g尿素溶于100g去离子水中，得到水溶液2；取寡养单胞菌和假丝酵母菌(1:1)混于300g去离子水中，得到水溶液3；称取45g锯末，90gβ-环糊精混于2400g土壤中，将水溶液1、2、3加入土壤中，混合均匀，其中，寡养单胞菌和假丝酵母菌的用量使得土壤中微生物总数见表2。然后向混合均匀的土壤中加入18.4g苯酚，混合均匀。每两天补一次水，保持土壤含水量在15-25重量％，每周翻土3次。每周检测土壤石油烃含量以及土壤菌体总数，结果分别见表1和表2。
实施例2
称取3.6g聚丙烯酰胺溶于200g去离子水中，得到水溶液1，称取12.86g玉米浆溶于100g去离子水中，得到水溶液2，取迪茨氏菌和假丝酵母菌(1:2)混于300g去离子水中，得到水溶液3，称取45g秸秆，90gβ-环糊精混于2400g土壤中，将水溶液1、2、3加入土壤中，混合均匀，其中，其中，迪茨氏菌和假丝酵母菌的用量使得土壤中微生物总数见表2。向混合均匀的土壤中加入18.4g苯酚，混合均匀。每两天补一次水，保持土壤含水量在15-25重量％，每周翻土3次。每周检测土壤石油烃含量以及土壤菌体总数，结果分别见表1和表2。
实施例3
称取8.4g淀粉-丙烯酸聚合物溶于200g去离子水中，得到水溶液1，称取0.96g尿素溶于100g去离子水中，得到水溶液2，取藤黄微球菌和假丝酵母菌(2:1)混于300g去离子水中，得到水溶液3，称取45g沸石粉，90gβ-环糊精混于2400g土壤中，将水溶液1、2、3加入土壤中，混合均匀，其中，藤黄微球菌和假丝酵母菌的用量使得土壤中微生物总数见表2。向混合均匀的土壤中加入18.4g苯酚，混合均匀。每两天补一次水，保持土壤含水量在15-25重量％，每周翻土3次。每周检测土壤石油烃含量以及土壤菌体总数，结果分别见表1和表2。
实施例4
称取6g聚丙烯酸溶于200g去离子水中，得到水溶液1，称取0.96g尿素溶于100g去离子水中，得到水溶液2，取不动杆菌和假丝酵母菌(1:10)混于300g去离子水中，得到水溶液3，称取18g锯末，90gβ-环糊精混于2400g土壤中，将水溶液1、2、3加入土壤中，混合均匀，其中，不动杆菌和假丝酵母菌的用量使得土壤中微生物总数见表2。向混合均匀的土壤中加入18.4g苯酚，混合均匀。每两天补一次水，保持土壤含水量在15-25重量％，每周翻土3次。每周检测土壤石油烃含量以及土壤菌体总数，结果分别见表1和表2。
实施例5
称取6g聚丙烯酰胺溶于200g去离子水中，得到水溶液1，称取12.86g玉米浆溶于100g去离子水中，得到水溶液2，取迪茨氏菌和假丝酵母菌(10:1)混于300g去离子水中，得到水溶液3，称取72g秸秆，90gβ-环糊精混于2400g土壤中，将水溶液1、2、3加入土壤中，混合均匀，其中，迪茨氏菌和假丝酵母菌的用量使得土壤中微生物总数见表2。向混合均匀的土壤中加入18.4g苯酚，混合均匀。每两天补一次水，保持土壤含水量在15-25重量％，每周翻土3次。每周检测土壤石油烃含量以及土壤菌体总数，结果分别见表1和表2。
实施例6
称取6g聚丙烯酸溶于200g去离子水中，得到水溶液1，称取1.92g尿素溶于100g去离子水中，得到水溶液2，取寡养单胞菌和假丝酵母菌(1:10)混于300g去离子水中，得到水溶液3，称取45g沸石粉，90gβ-环糊精混于2400g土壤中，将水溶液1、2、3加入土壤中，混合均匀，其中，寡养单胞菌和假丝酵母菌的用量使得土壤中微生物总数见表2。向混合均匀的土壤中加入18.4g苯酚，混合均匀。每两天补一次水，保持土壤含水量在15-25重量％，每周翻土3次。每周检测土壤石油烃含量以及土壤菌体总数，结果分别见表1和表2。
实施例7
称取6g聚丙烯酸溶于200g去离子水中，得到水溶液1，称取0.29g尿素溶于100g去离子水中，得到水溶液2，取不动杆菌和假丝酵母菌(1:1)混于300g去离子水中，得到水溶液3，称取45g锯末，90gβ-环糊精混于2400g土壤中，将水溶液1、2、3加入土壤中，混合均匀，其中，不动杆菌和假丝酵母菌的用量使得土壤中微生物总数见表2。向混合均匀的土壤中加入18.4g苯酚，混合均匀。每两天补一次水，保持土壤含水量在15-25重量％，每周翻土3次。每周检测土壤石油烃含量以及土壤菌体总数，结果分别见表1和表2。
实施例8
称取6g聚丙烯酸溶于100g去离子水中，得到水溶液1，称取0.96g尿素溶于80g去离子水中，得到水溶液2，取藤黄微球菌、迪茨氏菌和假丝酵母菌(1:1:1)混于300g去离子水中，得到水溶液3，称取45g锯末，90gβ-环糊精混于2520g土壤中，将水溶液1、2、3加入土壤中，混合均匀，其中，藤黄微球菌、迪茨氏菌和假丝酵母菌的用量使得土壤中微生物总数见表2。向混合均匀的土壤中加入18.4g苯酚，混合均匀。每两天补一次水，保持土壤含水量在15-25重量％，每周翻土3次。每周检测土壤石油烃含量以及土壤菌体总数，结果分别见表1和表2。
实施例9
称取6g聚丙烯酸溶于200g去离子水中，得到水溶液1，称取0.96g尿素溶于200g去离子水中，得到水溶液2，取假丝酵母菌、迪茨氏菌、寡养单胞菌和藤黄微球菌(1:1:1:1)混于320g去离子水中，得到水溶液3，称取45g锯末，90gβ-环糊精混于2280g土壤中，将水溶液1、2、3加入土壤中，混合均匀，其中，假丝酵母菌、迪茨氏菌、寡养单胞菌和藤黄微球菌的用量使得土壤中微生物总数见表2。向混合均匀的土壤中加入18.4g苯酚，混合均匀。每两天补一次水，保持土壤含水量在15-25重量％，每周翻土3次。每周检测土壤石油烃含量以及土壤菌体总数，结果分别见表1和表2。
实施例10
称取6g聚丙烯酸溶于200g去离子水中，得到水溶液1；称取0.96g尿素溶于100g去离子水中，得到水溶液2；取假丝酵母菌、不动杆菌、迪茨氏菌(1:1:1)混于300g去离子水中，得到水溶液3；称取45g锯末，144gβ-环糊精混于2400g土壤中，将水溶液1、2、3加入土壤中，混合均匀，其中，假丝酵母菌、不动杆菌、迪茨氏菌的用量使得土壤中微生物总数见表2。然后向混合均匀的土壤中加入18.4g苯酚，混合均匀。每两天补一次水，保持土壤含水量在15-25重量％，每周翻土3次。每周检测土壤石油烃含量以及土壤菌体总数，结果分别见表1和表2。
实施例11
称取6g聚丙烯酸溶于200g去离子水中，得到水溶液1；称取0.96g尿素溶于100g去离子水中，得到水溶液2；取寡养单胞菌、不动杆菌、假丝酵母(1:1:1)混于300g去离子水中，得到水溶液3；称取45g锯末，36gβ-环糊精混于2400g土壤中，将水溶液1、2、3加入土壤中，混合均匀，其中，寡养单胞菌、不动杆菌、假丝酵母的用量使得土壤中微生物总数见表2。然后向混合均匀的土壤中加入18.4g苯酚，混合均匀。每两天补一次水，保持土壤含水量在15-25重量％，每周翻土3次。每周检测土壤石油烃含量以及土壤菌体总数，结果分别见表1和表2。
对比例1
按照实施例5的方法对石油烃进行降解，不同的是，不添加土质调节剂。
对比例2
按照实施例5的方法对石油烃进行降解，不同的是，不添加营养物质。
对比例3
按照实施例5的方法对石油烃进行降解，不同的是，不添加β-环糊精。
对比例4
按照实施例5的方法对石油烃进行降解，不同的是，不添加任何菌剂。
对比例5
按照实施例5的方法对石油烃进行降解，不同的是，不添加保水剂。
对比例6
按照实施例9的方法对石油烃进行降解，不同的是，所述菌剂为不动杆菌、迪茨氏菌、寡养单胞菌和藤黄微球菌。
表1
注：石油烃含量单位为mg/kg土壤。
表2
| 初始 | 7d | 14d | 21d | 28d | 35d | 42d | 49d | |
| 实施例1 | 24 | 136 | 868 | 1342 | 1087 | 697 | 271 | 206 |
| 实施例2 | 25 | 101 | 542 | 826 | 697 | 421 | 127 | 83 |
| 实施例3 | 21 | 149 | 898 | 1690 | 1272 | 1057 | 644 | 309 |
| 实施例4 | 21 | 83 | 454 | 722 | 594 | 345 | 107 | 56 |
| 实施例5 | 26 | 177 | 1048 | 2243 | 1819 | 1568 | 986 | 563 |
| 实施例6 | 18 | 156 | 908 | 1830 | 1418 | 1403 | 703 | 387 |
| 实施例7 | 17 | 100 | 518 | 746 | 636 | 387 | 111 | 69 |
| 实施例8 | 25 | 111 | 699 | 1133 | 987 | 552 | 141 | 141 |
| 实施例9 | 22 | 158 | 971 | 1989 | 1705 | 1474 | 873 | 541 |
| 实施例10 | 24 | 140 | 886 | 1449 | 1133 | 971 | 417 | 261 |
| 实施例11 | 24 | 141 | 616 | 902 | 812 | 565 | 241 | 198 |
| 对比例1 | 26 | 61 | 73 | 129 | 173 | 397 | 172 | 121 |
| 对比例2 | 28 | 62 | 74 | 173 | 293 | 438 | 328 | 263 |
| 对比例3 | 21 | 142 | 901 | 1879 | 1542 | 1289 | 736 | 418 |
| 对比例4 | 1 | 6 | 65 | 103 | 127 | 176 | 370 | 288 |
| 对比例5 | 25 | 51 | 84 | 190 | 331 | 455 | 369 | 314 |
| 对比例6 | 21 | 85 | 415 | 623 | 501 | 275 | 158 | 71 |
注：菌体总数单位为106CFU/g土壤。
通过以上表格可以看出，采用本发明的方案进行土壤修复时，微生物可以较快地达到生长曲线的顶峰，并对污染物进行降解。而采用对比例1-3和5中的方案进行修复时，土壤条件相对较差，微生物的生长决定了污染物的降解情况；相比采用对比例5的方案进行修复时，本发明的混合菌剂能够表现出更加优异的共生协同效应，微生物生长迅速，且土壤石油烃降解效果好；此外，采用对比例4中的方案进行修复时，由于没有添加额外的石油烃降解菌，石油烃初始降解速度较慢。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种土壤修复组合物，其特征在于，该土壤修复组合物含有保水剂、土质调节剂、营养物质、β-环糊精和混合菌剂；其中，所述混合菌剂为细菌和真菌的混合菌剂。
2.根据权利要求1所述的土壤修复组合物，其中，所述细菌选自寡养单胞菌(Stenotrophomonas)、迪茨氏菌(Dietzia)、藤黄微球菌(Micrococcus luteus)和不动杆菌(Acinetobacter)中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的土壤修复组合物，其中，所述真菌为酵母菌，优选为假丝酵母菌(Candida)。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的土壤修复组合物，其中，所述保水剂选自丙烯酸聚合物、丙烯酰胺聚合物和淀粉-丙烯酸共聚物中的一种或多种。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的土壤修复组合物，其中，所述土质调节剂选自锯末、秸秆和沸石粉中的一种或多种。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的土壤修复组合物，其中，所述营养物质为含有碳元素、氮元素和磷元素的土壤营养物质；
优选地，所述营养物质为尿素和/或玉米浆。
7.根据权利要求1-6中任意所述的土壤修复组合物，其中，基于100重量份的所述保水剂，所述土质调节剂的含量为100-1500重量份，所述营养物质的含量为10-500重量份，所述β-环糊精的含量为500-3000重量份，所述混合菌剂的含量为1010-1013CFU；
优选的，以CFU计，细菌和真菌的含量比为1：0.01-100。
8.权利要求1-7中任意一项所述的土壤修复组合物在修复土壤中的应用。
9.一种土壤的生物修复方法，其特征在于，该方法包括：使用权利要求1-7中任意一项所述的土壤修复组合物对土壤进行修复。
10.根据权利要求9所述的修复方法，其中，基于100重量份的待修复的土壤，所述土壤修复组合物的用量使得土壤中所述保水剂的含量为0.01-1重量份，所述土质调节剂的含量为0.1-5重量份，所述营养物质的含量以土壤中碳氮质量比计为C：N(5-15):1，所述β-环糊精的含量为1-5重量份，所述混合菌剂的含量为108-1012CFU。
11.根据权利要求9或10所述的修复方法，其中，修复过程中保持土壤水含量为15-25重量％；
优选的，所述土壤为石油烃污染土壤。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114084965A (zh) * | 2020-08-24 | 2022-02-25 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种炼油废水生物处理剂及其使用方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1347391A (zh) * | 1999-03-24 | 2002-05-01 | 费利克斯·安东尼·佩里罗 | 用利用烷烃的细菌对石油污染物的生物除污 |
| CN101947544A (zh) * | 2010-08-26 | 2011-01-19 | 胜利油田胜利勘察设计研究院有限公司 | 一种石油污染土壤修复的生物刺激方法 |
| CN102794296A (zh) * | 2012-08-01 | 2012-11-28 | 中国石油天然气股份有限公司 | 修复黄土塬区石油污染土壤的微生物复合菌剂及修复方法 |
| CN102994431A (zh) * | 2012-12-20 | 2013-03-27 | 天津理工大学 | 一种用于修复石油污染的盐碱土壤的微生物菌剂及制备 |
| CN104031870A (zh) * | 2014-06-24 | 2014-09-10 | 西北民族大学 | 一种微生物复合菌剂及由其制备的土壤联合修复剂及二者的应用 |
| CN105505812A (zh) * | 2015-09-24 | 2016-04-20 | 中国科学院烟台海岸带研究所 | 一种石油降解菌株及分离方法、石油降解菌剂及其制备方法与应用 |
| CN105567604A (zh) * | 2016-02-16 | 2016-05-11 | 江苏中通生物科技有限公司 | 复合微生物菌剂及其制备方法 |
-
2017
- 2017-11-03 CN CN201711070763.3A patent/CN109746264A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1347391A (zh) * | 1999-03-24 | 2002-05-01 | 费利克斯·安东尼·佩里罗 | 用利用烷烃的细菌对石油污染物的生物除污 |
| CN101947544A (zh) * | 2010-08-26 | 2011-01-19 | 胜利油田胜利勘察设计研究院有限公司 | 一种石油污染土壤修复的生物刺激方法 |
| CN102794296A (zh) * | 2012-08-01 | 2012-11-28 | 中国石油天然气股份有限公司 | 修复黄土塬区石油污染土壤的微生物复合菌剂及修复方法 |
| CN102994431A (zh) * | 2012-12-20 | 2013-03-27 | 天津理工大学 | 一种用于修复石油污染的盐碱土壤的微生物菌剂及制备 |
| CN104031870A (zh) * | 2014-06-24 | 2014-09-10 | 西北民族大学 | 一种微生物复合菌剂及由其制备的土壤联合修复剂及二者的应用 |
| CN105505812A (zh) * | 2015-09-24 | 2016-04-20 | 中国科学院烟台海岸带研究所 | 一种石油降解菌株及分离方法、石油降解菌剂及其制备方法与应用 |
| CN105567604A (zh) * | 2016-02-16 | 2016-05-11 | 江苏中通生物科技有限公司 | 复合微生物菌剂及其制备方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 季志平等: "《毛乌素沙区无灌溉植被恢复技术》", 30 September 2010, 西北农林科技大学出版社 * |
| 安旭等: "《城市园林植物后期养护管理学》", 31 May 2013, 浙江大学出版社 * |
| 李永祺等: "《海洋污染生物学》", 31 August 1991, 海洋出版社 * |
| 繆铭: "《功能性变性淀粉》", 30 April 2010, 中国轻工业出版社 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114084965A (zh) * | 2020-08-24 | 2022-02-25 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种炼油废水生物处理剂及其使用方法 |
| CN114084965B (zh) * | 2020-08-24 | 2023-01-03 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种炼油废水生物处理剂及其使用方法 |
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