CN111440741A - 一种适用于直流电场阳极区中石油污染土壤修复的功能菌及应用 - Google Patents

一种适用于直流电场阳极区中石油污染土壤修复的功能菌及应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于土壤环境修复领域，进一步的说是有机污染物电动修复与微生物修复协同处理技术，具体涉及一种适用于直流电场阳极区中石油污染土壤修复的功能菌株及应用。菌株为贪噬菌属JWLB3(Variovorax sp.JWLB3)，已于2019年10月11日保藏于中国典型培养物保藏中心，其保藏登录号为CCTCC NO：M 2019811。所述贪噬菌属JWLB3用于与电动修复技术联合，在直流电场施加的各区域内，特别是在电场的阳极区污染土壤内进行石油污染土壤修复。当保持相对适当含水条件时，该功能菌在电动修复阳极区的高酸性条件、高可溶性盐离子条件、高氯含量条件、高氧化还原电位条件及强电流强度的条件下保持较高的生物活性，并保持较好的石油烃降解能力。

Description

一种适用于直流电场阳极区中石油污染土壤修复的功能菌及 应用
技术领域
本发明属于土壤环境修复领域，进一步的说是有机污染物电动修复与微生物修复协同处理技术，具体涉及一种适用于直流电场阳极区中石油污染土壤修复的功能菌株及应用。
背景技术
随着石油工业的不断发展，石油化石燃料的开采与需求量日益增大，随之而来的石油污染问题不断凸显。石油污染土壤已成为环境领域的热点与难点问题，针对石油污染土壤的修复目前已开发出多种技术形式，但各有优势与不足。兼顾修复成本、经济效益、生态安全与修复效果等多方面综合考虑，微生物修复技术仍然被认为是最有效、可行的修复技术。然而，其较缓慢的修复效率也制约其广泛的应用。目前，多种强化的生物修复技术手段得到开发，如外源营养物质强化刺激、生物放大调控等。近几年来，随着电动修复技术的不断发展，目前已成为一种强效的修复技术手段。该技术目前已在有机、无机污染土壤的修复中试及示范工程中的得到较广泛的应用。然而，针对大规模的修复场地应用，电动修复技术作为主导修复手段仍然有其高效修复过程难以长久维持的不足。故而，电动强化微生物修复技术应运而生，并逐步得到发展与优化。电动强化微生物修复技术可有效提高微生物的修复活性，乃至达到电动与微生物协同修复的效果。但是，并非所有的石油降解功能微生物都能够适应直流恒定场强方向的电场条件，特别是在电动修复区域的阳极区，存在极酸与高氧化还原电势的环境，同时，由于电动修复所采用的直流电恒定场强方向的原因，导致极区的可溶性无机离子含量逐渐积累增多，乃至达到盐渍土的水平，而某些特殊离子如氯离子等经阳极区氧化作用所产生的氧化产物具有一定的微生物生长抑制作用，这些因素都对于阳极区的微生物丰度与活性产生明显的不良影响，从而一定程度上削弱了电动强化微生物修复技术的整体修复效率。
发明内容
本发明目的在于提供一种适用于直流电场阳极区中石油污染土壤修复的功能菌株及应用。
为实现上述目的本发明采用的技术方案为：
一种适用于直流电场阳极区中石油污染土壤修复的功能菌，菌株为贪噬菌属JWLB3(Variovorax sp.JWLB3)，已于2019年10月11日保藏于中国典型培养物保藏中心，地址中国武汉大学，其保藏登录号为CCTCC NO：M 2019811。
所述的贪噬菌属JWLB3(Variovorax sp.JWLB3)，根据其形态、生理生化特性及16SrRNA的分子生物学鉴定分析证实属于贪噬菌属，将其命名为贪噬菌属JWLB3(Variovoraxsp.JWLB3)。该菌属革兰氏染色阴性菌，菌体细胞呈轻微弯曲的棒状，菌落较小，中部隆起，边缘较齐整，表面光滑湿润，不产芽孢，属好氧细菌，化能异养，最适生长温度为30℃±2℃，最适生长pH为6.5，能利用果糖、葡萄糖，能使明胶水解。
功能菌的应用，所述功能菌贪噬菌属JWLB3(Variovorax sp.JWLB3)在电动修复污染土壤中阳极区的石油污染物降解中的应用。
所述菌株加入至污染土壤，在待修复土壤两侧施加直流电场，施加电压为100-850mV，并调节施加电场阳极区土壤pH在3.0-9.5。
功能菌的应用，所述功能菌贪噬菌属JWLB3(Variovorax sp.JWLB3)与普通石油降解功能菌混合在电动修复石油污染土壤中的应用。
一种修复直流电场阳极区的石油污染土壤的方法，所述菌株加入至污染土壤，在待修复土壤两侧施加直流电场，施加电压为100-850mV，并调节施加电场阳极区土壤pH在3.0-9.5，即可实现待修复土壤阳极区的石油污染物的降解。
所述施加直流电场区域内土壤pH在3.0-9.5，土壤氧化还原电位在100-850mV，土壤可溶盐总量在≤2.0％(g/g,w/w)，土壤氯离子含量在≤0.1％(g/g,w/w)，电流强度在≤200mA。
所述菌株在土壤中的施用量为不小于107CFU·g-1干土，具体的实施剂量依据土壤中石油污染物的组分构成及初始浓度而定。
一种修复石油污染土壤的菌剂，所述功能菌贪噬菌属JWLB3与普通石油降解功能菌中的一种或几种混合。
所述普通石油降解功能菌为荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)、蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)、地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)、分枝杆菌(Mycobacterium)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、红球菌(Rhodococcus)中的一种或几种。
所述菌剂中各菌株在土壤中的施用量为不小于107CFU·g-1干土，具体的实施剂量依据土壤中石油污染物的组分构成及初始浓度而定。
本发明所具有的优点包括：
1)本发明中所述的贪噬菌属JWLB3(Variovorax sp.JWLB3)具有良好的石油降解功能，并能适应直流电场条件，参与电动-微生物的联合修复技术应用，且可被电流刺激激活而提高其生长活性并增强针对石油烃的降解活性；
2)本发明中针对电场阳极区的极端环境，该贪噬菌属JWLB3(Variovoraxsp.JWLB3)具有良好的生存与适应能力，特别当保持相对适当的含水率时，能在高酸性条件下、高盐条件下、高氧化还原电势条件下及一定范围的电流强度刺激条件下繁殖生存并发挥石油代谢降解功能；
3)本发明中的贪噬菌属JWLB3(Variovorax sp.JWLB3)的应用可有效弥补阳极区的功能微生物不足的缺陷，进一步提高电动-微生物的应用效率，实现直流电场恒定场强条件下电动修复区域内的微生物修复全域覆盖。
附图说明
图1为本发明实施例提供的贪噬菌属JWLB3(Variovorax sp.JWLB3)的16S rDNA序列的系统进化分析结果。
图2为本发明实施例提供的贪噬菌属JWLB3(Variovorax sp.JWLB3)在直流电恒定场强方向电动修复模式下土壤各处理区pH随处理时间的动态变化图。
图3为本发明实施例提供的贪噬菌属JWLB3(Variovorax sp.JWLB3)在直流电恒定场强方向电动修复模式下土壤各处理区含水率随处理时间的动态变化图。
图4为本发明实施例提供的贪噬菌属JWLB3(Variovorax sp.JWLB3)在直流电恒定场强方向电动修复模式下土壤各处理区总离子含量随处理时间的动态变化图。
图5为本发明实施例提供的贪噬菌属JWLB3(Variovorax sp.JWLB3)在直流电恒定场强方向电动修复模式下土壤各处理区的氯离子含量随处理时间的动态变化图。
图6为本发明实施例提供的贪噬菌属JWLB3(Variovorax sp.JWLB3)在直流电恒定场强方向电动修复模式下土壤各处理区氧化还原电位随处理时间的动态变化图。
图7为本发明实施例提供的贪噬菌属JWLB3(Variovorax sp.JWLB3)在直流电恒定场强方向电动修复模式下土壤各处理区电流强度随处理时间的动态变化图。
图8为本发明实施例提供的贪噬菌属JWLB3(Variovorax sp.JWLB3)在直流电恒定场强方向电动修复模式下土壤各处理区微生物丰度随处理时间的动态变化图。
图9为本发明实施例提供的贪噬菌属JWLB3(Variovorax sp.JWLB3)在直流电恒定场强方向电动修复模式下土壤各处理区脱氢酶活性的动态变化图。
图10为本发明实施例提供的贪噬菌属JWLB3(Variovorax sp.JWLB3)在直流电恒定场强方向电动修复模式下土壤各处理区石油烃含量随处理时间的动态变化图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
本发明针对在电动强化微生物修复技术应用中的不足之处，提供一株可适应电动修复过程中阳极区土壤微生态环境条件的石油烃降解功能菌株，可在直流电恒定场强方向的阳极区保持其丰度与活性，从而更好的实现电动修复阳极区的电动强化微生物的修复过程，并达到协同修复的效果，以提高整体的电动强化微生物修复效率。
本发明将贪噬菌属JWLB3用于与电动修复技术联合，在直流电场施加的各区域内，特别是在电场的阳极区污染土壤内进行石油污染土壤修复。当保持相对适当含水条件时，该功能菌在电动修复阳极区的高酸性条件、高可溶性盐离子条件、高氯含量条件、高氧化还原电位条件及强电流强度的条件下保持较高的生物活性，并保持较好的石油烃降解能力。在电动-微生物联合修复石油污染土壤过程中，贪噬菌属JWLB3菌株可弥补电动-微生物联合修复在阳极区微生物修复功能不足的缺陷，以实现直流电场所形成的电动修复区内微生物修复功能的全覆盖。
实施例1贪噬菌属JWLB3(Variovorax sp.JWLB3)的分离、筛选及鉴定
功能菌株的菌源样品来自于某油田区的油井周边长期受石油污染的土壤，土壤样品经采集后进行直流电场驯化，驯化过程在一个长26cm、宽12cm、高10cm的盒子里完成，盒子土壤内通入24V电压差的直流电，驯化过程中定期在直流电场的阳极区进行水分补给，土壤中的石油烃初始浓度达到68g·kg-1。驯化周期达45天，经过直流电场驯化的石油污染土壤内微生物在无机盐筛选培养基内筛选培养10d，其中，培养基内的石油总含量为10g·L-1。筛选培养后的培养物在含1g/L的无机盐固体培养基上进行划线分离，挑选长势良好的独立菌株菌落进行三次重复划线纯化，以保证获得单一纯菌株，并将纯化获得的菌株在斜面培养基上进行划线保存。
所述的无机盐筛选液体培养基的组成为：0.5g·L-1NaCl，0.2g·L-1MgSO4，1.0g·L-1NH4NO3，1.5g·L-1K2HPO4，0.5g·L-1KH2PO4，0.01g·L-1CaCl2，0.02g·L-1FeSO4，石油烃含量为10g·L-1，pH值3-3.5，121℃灭菌30min。
将分离所得单菌株进行以石油烃为底物的降解功能验证：将纯菌株接种于含有5g·L-1石油烃的液体无机盐培养基中，30±1℃震荡培养10天，测定总石油残留量。结果表明，所分离的单一菌株即JWLB3菌对石油烃的代谢具有较高的降解活性，摇瓶体系培养10天后石油烃的降解率达到41.6％。
所分离的单一菌株即为JWLB3菌株，已于2019年10月11日保藏于中国典型微生物保藏中心，其保藏登录号为CCTCC No：M 2019811。该菌属革兰氏染色阴性菌，菌体细胞呈轻微弯曲的棒状，菌落较小，中部隆起，边缘较齐整，表面光滑湿润，不产芽孢，属好氧细菌，化能异养，最适生长温度为30℃±2℃，最适生长pH为6.5，能利用果糖、葡萄糖，能使明胶水解。
对所分离的上述菌株进行分子生物学鉴定：提取上述菌株JWLB3的总基因组DNA，进行16S rDNA的PCR扩增反应，采用细菌扩增通用引物：8f：5’-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3’及1492r：5’-TACGGHTACCTTGTTACGACTT-3’。PCR反应条件为：94℃5min，94℃1min，55℃1min，72℃3min，35个循环，72℃10min。PCR产物的测序结果经与Genbank数据库blast比对分析可知，序列长度为1448bp，系统进化分析表明(图1)，所得菌株与贪噬菌属具有较高同源性。
Bacillus cereus strain W1 16S ribosomal DNA gene(KT970711)
ATGACGGTGCTATAATGCAAGTCGAGCGAATGGATTAAGAGCTTGCTCTTATGAAGTTAGCGGCGGACGGGTGAGTAACACGTGGGTAACCTGCCCATAAGACTGGGATAACTCCGGGAAACCGGGGCTAATACCGGATAACATTTTGAACCGCATGGTTCGAAATTGAAAGGCGGCTTCGGCTGTCACTTATGGATGGACCCGCGTCGCATTAGCTAGTTGGTGAGGTAACGGCTCACCAAGGCAACGATGCGTAGCCGACCTGAGAGGGTGATCGGCCACACTGGGACTGAGACACGGCCCAGACTCCTACGGGAGGCAGCAGTAGGGAATCTTCCGCAATGGACGAAAGTCTGACGGAGCAACGCCGCGTGAGTGATGAAGGCTTTCGGGTCGTAAAACTCTGTTGTTAGGGAAGAACAAGTGCTAGTTGAATAAGCTGGCACCTTGACGGTACCTAACCAGAAAGCCACGGCTAACTACGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGTAGGTGGCAAGCGTTATCCGGAATTATTGGGCGTAAAGCGCGCGCAGGTGGTTTCTTAAGTCTGATGTGAAAGCCCACGGCTCAACCGTGGAGGGTCATTGGAAACTGGGAGACTTGAGTGCAGAAGAGGAAAGTGGAATTCCATGTGTAGCGGTGAAATGCGTAGAGATATGGAGGAACACCAGTGGCGAAGGCGACTTTCTGGTCTGTAACTGACACTGAGGCGCGAAAGCGTGGGGAGCAAACAGGATTAGATACCCTGGTAGTCCACGCCGTAAACGATGAGTGCTAAGTGTTAGAGGGTTTCCGCCCTTTAGTGCTGAAGTTAACGCATTAAGCACTCCGCCTGGGGAGTACGGCCGCAAGGCTGAAACTCAAAGGAATTGACGGGGGCCCGCACAAGCGGTGGAGCATGTGGTTTAATTCGAAGCAACGCGAAGAACCTTACCAGGTCTTGACATCCTCTGACAACCCTAGAGATAGGGCTTCTCCTTCGGGAGCAGAGTGACAGGTGGTGCATGGTTGTCGTCAGCTCGTGTCGTGAGATGTTGGGTTAAGTCCCGCAACGAGCGCAACCCTTGATCTTAGTTGCCATCATTTAGTTGGGCACTCTAAGGTGACTGCCGGTGACAAACCGGAGGAAGGTGGGGATGACGTCAAATCATCATGCCCCTTATGACCTGGGCTACACACGTGCTACAATGGACGGTACAAAGAGCTGCAAGACCGCGAGGTGGAGCTAATCTCATAAAACCGTTCTCAGTTCGGATTGTAGGCTGCAACTCGCCTACATGAAGCTGGAATCGCTAGTAATCGCGGATCAGCATGCCGCGGTGAATACGTTCCCGGGCCTTGTACACACCGCCCGTCACACCACGAGAGTTTGTAACACCCGAAGTCGGTGGGGTAACCTTTTGGAGCCAGCTCCTAGAGTTGCCCTCA
实施例2贪噬菌属JWLB3(Variovorax sp.JWLB3)在直流电场条件下对石油烃污染土壤的修复
将贪噬菌属JWLB3(Variovorax sp.JWLB3)接种于牛肉干蛋白胨培养基中，培养基pH调节到3.5，在30℃、180rpm条件下恒温振荡培养3天，8000rpm离心以收集菌体，采用磷酸缓冲液针对菌体进行清洗，采用前述无机盐培养基将菌体重悬，制备成贪噬菌属JWLB3(Variovorax sp.JWLB3)菌的菌悬液。将待处理的石油污染土壤进行高温高压蒸汽灭菌，以消灭土壤内的土著微生物。将贪噬菌属JWLB3(Variovorax sp.JWLB3)的菌悬液接种于含油量达4.6％的已灭菌处理后的污染土壤中，接种后的待处理土壤内细菌微生物丰度达3.54×108CFU/g干土。混入功能菌株的石油污染土壤分成两份，一份用于施加直流电场进行电动修复处理，处理装置由长26cm×宽12cm×高10cm的电动修复处理盒子、电压输出设备及电流强度监控器构成，采用石墨电极进行电流供给，石墨电极间距为24cm，两电极间电压差为24V，电压梯度为1V·cm；另一份石油污染土壤用于作为对照试验进行微生物修复处理(CK)。与此同时，选取普通石油降解功能菌剂(最适pH为7.5)作为对照进行直流电场下的电动修复与微生物修复联合处理试验，试验操作设置与贪噬菌属JWLB3(Variovoraxsp.JWLB3)的试验设置相同。试验周期为90天，每处理3.5天根据实时土壤含水率状态在直流电场处理的阳极区进行一次水分补给，每处理15天分别在通有直流电的电动修复联合贪噬菌属JWLB3(Variovorax sp.JWLB3)(EK-Bio-)及普通功能菌剂(CK-)区域内的阳极区(EK-Bio-阳极、CK-阳极)、中间区(EK-Bio-中间、CK-中间)、阴极区(EK-Bio-阴极、CK-阴极)以及微生物修复对照处理组(CK)进行样品采集；具体相关参数设置见表1，同时测定处理土壤各处理区在菌株的作用下的不同效果变化(参见图2-10)。
表1
Figure BDA0002438307920000061
测定结果表明：在直流电场施加的电动修复石油污染土壤处理中，随着处理时间的延长，直流电场阳极区内土壤pH呈现显著的酸化现象，处理90天后的土壤pH值达到3.01，土壤阳极区含水率维持在18％，阳极区的土壤可溶性盐离子总量达到1.6％(g/g)，其中，在处理进行到15天时阳极区的氯离子含量达到0.063％，同时处理90天后阳极区的氧化还原电位达到605mV，最大电流强度出现在处理的第15天，达到190mA。在上述的土壤阳极区条件下，90天后对照电动修复处理组中的微生物丰度达到3.35×105CFU/g干土，相应的脱氢酶活性达到12.34μg TPH·g-1 24h-1，石油烃降解率达到36.42％，而贪噬菌属JWLB3(Variovorax sp.JWLB3)施加的电动修复处理组在处理90天之后土壤中微生物丰度达到1.05×107CFU/g干土，相应的脱氢酶活性达到30.34μg TPH·g-1 24h-1，石油烃降解率49.01％。由此可见，贪噬菌属JWLB3(Variovorax sp.JWLB3)在高酸度、高盐度、高氧化还原电位及高电流强度条件下，较普通石油降解菌相比具有更好的环境适应能力，即具有更高的微生物丰度，特别是在具有高氯离子条件下(处理第15天时)，含有贪噬菌属JWLB3(Variovorax sp.JWLB3)的处理中微生物丰度保持在3.03×108CFU/g，而普通石油降解菌株的微生物丰度仅为7.74×107CFU/g。此外，贪噬菌属JWLB3(Variovorax sp.JWLB3)菌株针对石油烃的降解率在第90天时是普通功能菌株的1.35倍，从而表明，贪噬菌属JWLB3(Variovorax sp.JWLB3)在保持相对适当的土壤含水率条件下，菌株具有良好的在直流电场阳极区进行石油污染土壤修复的能力。再有，贪噬菌属JWLB3(Variovorax sp.JWLB3)在直流电场的电动修复区域阴极区在处理90天后微生物丰度达到1.09×107CFU/g，虽然低于普通石油降解功能菌对照组的丰度(5.45×107CFU/g)，但一定程度上也可以满足微生物修复的需要，特别是当贪噬菌属JWLB3(Variovorax sp.JWLB3)与其他普通微生物功能菌株构建混合菌剂进行微生物修复时，即使在高pH条件的阴极区也能实现较好的微生物活性及其代谢降解能力。由此，贪噬菌属JWLB3(Variovorax sp.JWLB3)的应用一定程度上弥补了电动-微生物联合修复在阳极区微生物修复功能不足的缺陷，以实现直流电场电动修复区的微生物修复功能全覆盖。
实施例3贪噬菌属JWLB3(Variovorax sp.JWLB3)与其他功能菌剂的联合应用在直流电场条件下对石油烃污染土壤的修复
按实施例2和现有技术中的培养方式的记载分别针对贪噬菌属JWLB3(Variovoraxsp.JWLB3)、荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)、蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)及地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)进行培养，待用。
将贪噬菌属JWLB3(Variovorax sp.JWLB3)菌液混入占实验装置总长1/3的阳极区土壤中，将荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)、蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)及地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)同时混入占实验装置总长2/3的中间区及阴极区土壤中。
污染土壤的含油量达4.2％，菌剂混入后的阳极区土壤微生物数量达4.68×108CFU/g，中间区及阴极区土壤微生物数量达到4.34×108CFU/g(其中3种菌株的用量可按任意比例混合，总数达到标准即可)，土壤初始pH达6.8，含水率达18％，电压梯度设置为1V/cm。经电动修复处理90天后，土壤阳极区微生物数量达中2.68×107CFU/g，中间及阴极区微生物数量达3.75×107CFU/g，阳极区石油烃降解率达到38.9％，中间及阴极区石油烃降解率达36.2％。由此表明，本发明中的贪噬菌属JWLB3(Variovorax sp.JWLB3)可与其他普通石油降解功能菌株进行联合应用，针对电场条件下的不同区域进行特异性施加菌剂，功能菌株在污染土壤的自然状态下(未灭菌条件下)具有良好的生存和代谢降解能力，并未受到土壤内土著微生物的干扰，石油烃污染土壤也具有较好的修复效果。
序列表
<110> 中国科学院沈阳应用生态研究所
<120> 一种适用于直流电场阳极区中石油污染土壤修复的功能菌及应用
<160> 1
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 1448
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 1
atgacggtgc tataatgcaa gtcgagcgaa tggattaaga gcttgctctt atgaagttag 60
cggcggacgg gtgagtaaca cgtgggtaac ctgcccataa gactgggata actccgggaa 120
accggggcta ataccggata acattttgaa ccgcatggtt cgaaattgaa aggcggcttc 180
ggctgtcact tatggatgga cccgcgtcgc attagctagt tggtgaggta acggctcacc 240
aaggcaacga tgcgtagccg acctgagagg gtgatcggcc acactgggac tgagacacgg 300
cccagactcc tacgggaggc agcagtaggg aatcttccgc aatggacgaa agtctgacgg 360
agcaacgccg cgtgagtgat gaaggctttc gggtcgtaaa actctgttgt tagggaagaa 420
caagtgctag ttgaataagc tggcaccttg acggtaccta accagaaagc cacggctaac 480
tacgtgccag cagccgcggt aatacgtagg tggcaagcgt tatccggaat tattgggcgt 540
aaagcgcgcg caggtggttt cttaagtctg atgtgaaagc ccacggctca accgtggagg 600
gtcattggaa actgggagac ttgagtgcag aagaggaaag tggaattcca tgtgtagcgg 660
tgaaatgcgt agagatatgg aggaacacca gtggcgaagg cgactttctg gtctgtaact 720
gacactgagg cgcgaaagcg tggggagcaa acaggattag ataccctggt agtccacgcc 780
gtaaacgatg agtgctaagt gttagagggt ttccgccctt tagtgctgaa gttaacgcat 840
taagcactcc gcctggggag tacggccgca aggctgaaac tcaaaggaat tgacgggggc 900
ccgcacaagc ggtggagcat gtggtttaat tcgaagcaac gcgaagaacc ttaccaggtc 960
ttgacatcct ctgacaaccc tagagatagg gcttctcctt cgggagcaga gtgacaggtg 1020
gtgcatggtt gtcgtcagct cgtgtcgtga gatgttgggt taagtcccgc aacgagcgca 1080
acccttgatc ttagttgcca tcatttagtt gggcactcta aggtgactgc cggtgacaaa 1140
ccggaggaag gtggggatga cgtcaaatca tcatgcccct tatgacctgg gctacacacg 1200
tgctacaatg gacggtacaa agagctgcaa gaccgcgagg tggagctaat ctcataaaac 1260
cgttctcagt tcggattgta ggctgcaact cgcctacatg aagctggaat cgctagtaat 1320
cgcggatcag catgccgcgg tgaatacgtt cccgggcctt gtacacaccg cccgtcacac 1380
cacgagagtt tgtaacaccc gaagtcggtg gggtaacctt ttggagccag ctcctagagt 1440
tgccctca 1448

Claims (8)

1.一种适用于直流电场阳极区中石油污染土壤修复的功能菌，其特征在于：菌株为贪噬菌属JWLB3(Variovorax sp.JWLB3)，已于2019年10月11日保藏于中国典型培养物保藏中心，其保藏登录号为CCTCC NO：M 2019811。
2.按权利要求1所述的功能菌的应用，其特征在于：所述权利要求1的功能菌在电动修复污染土壤中阳极区的石油污染物降解中的应用。
3.按权利要求2所述应用，其特征在于：所述菌株加入至污染土壤，在待修复土壤两侧施加直流电场，施加电压为100-850mV，并调节施加电场阳极区土壤pH在3.0-9.5。
4.按权利要求1所述的功能菌的应用，其特征在于：所述权利要求1的功能菌与普通石油降解功能菌混合在电动修复石油污染土壤中的应用。
5.一种修复直流电场阳极区的石油污染土壤的方法，其特征在于：所述权利要求1所述的菌株加入至污染土壤，在待修复土壤两侧施加直流电场，施加电压为100-850mV，并调节施加电场阳极区土壤pH在3.0-9.5，即可实现待修复土壤阳极区的石油污染物的降解。
6.按权利要求5所述的方法，其特征在于：所述施加直流电场区域内土壤pH在3.0-9.5，土壤氧化还原电位在100-850mV，土壤可溶盐总量在≤2.0％(g/g,w/w)，土壤氯离子含量在≤0.1％(g/g,w/w)，电流强度在≤200mA。
7.一种修复石油污染土壤的菌剂，其特征在于：权利要求1所述功能菌贪噬菌属JWLB3与普通石油降解功能菌中的一种或几种混合。
8.按权利要求7所述的修复石油污染土壤的菌剂，其特征在于：所述普通石油降解功能菌为荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)、蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)、地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)、分枝杆菌(Mycobacterium)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、红球菌(Rhodococcus)中的一种或几种。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112251373A (zh) * 2020-10-12 2021-01-22 中国科学院沈阳应用生态研究所 一种用于石油烃降解的菌-酶复合制剂的制备及其应用
CN113000595A (zh) * 2021-03-05 2021-06-22 广东工业大学 一种用于降解污染物的组合物及其制备方法和在降解土壤污染物的应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6110372A (en) * 1996-12-17 2000-08-29 Perriello; Felix Anthony Bioremediation of petroleum pollutants with alkane-utilizing bacteria
WO2009091168A2 (ko) * 2008-01-16 2009-07-23 Sewavision Co., Ltd. 무기질 다공체를 이용한 오염토양 복원 방법
CN104588405A (zh) * 2015-01-19 2015-05-06 中国科学院沈阳应用生态研究所 一种石油污染土壤的微生物-电动两段式修复方法
CN107828684A (zh) * 2017-11-13 2018-03-23 中国科学院沈阳应用生态研究所 适用于电动‑微生物协同修复石油烃污染土壤中混合菌剂及其制备和应用
CN108587935A (zh) * 2017-11-13 2018-09-28 中国科学院沈阳应用生态研究所 适用于电场条件下石油污染土壤修复菌剂及其制备和应用

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6110372A (en) * 1996-12-17 2000-08-29 Perriello; Felix Anthony Bioremediation of petroleum pollutants with alkane-utilizing bacteria
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
WO2009091168A2 (ko) * 2008-01-16 2009-07-23 Sewavision Co., Ltd. 무기질 다공체를 이용한 오염토양 복원 방법
CN104588405A (zh) * 2015-01-19 2015-05-06 中国科学院沈阳应用生态研究所 一种石油污染土壤的微生物-电动两段式修复方法
CN107828684A (zh) * 2017-11-13 2018-03-23 中国科学院沈阳应用生态研究所 适用于电动‑微生物协同修复石油烃污染土壤中混合菌剂及其制备和应用
CN108587935A (zh) * 2017-11-13 2018-09-28 中国科学院沈阳应用生态研究所 适用于电场条件下石油污染土壤修复菌剂及其制备和应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ACUNA,A.J.等: "《New technologies in the oil and gas industry》", 31 October 2012 *
LEAR,G.等: "The effect of electrokinetics on soil microbial communities", 《SOIL BIOLOGY & BIOCHEMISTRY》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112251373A (zh) * 2020-10-12 2021-01-22 中国科学院沈阳应用生态研究所 一种用于石油烃降解的菌-酶复合制剂的制备及其应用
CN112251373B (zh) * 2020-10-12 2022-05-31 中国科学院沈阳应用生态研究所 一种用于石油烃降解的菌-酶复合制剂的制备及其应用
CN113000595A (zh) * 2021-03-05 2021-06-22 广东工业大学 一种用于降解污染物的组合物及其制备方法和在降解土壤污染物的应用

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