植物-固体菌剂联合修复石油污染土壤的基础研究

发布时间：2020-01-30 10:20

【摘要】：以高效石油降解菌N_2、KB为目的菌种,玉米粉、麸皮和锯末为载体制备固体菌剂,并测定了这3种载体的饱和持水量、pH值和吸菌量。以吸菌量为评价指标,结合经济性综合选择最优载体,同时还考察了温度、pH值和料水比对最优载体吸菌量的影响。通过测定微生物数量和石油降解率的变化,考察了植物微生物联合修复效果。结果表明,与玉米粉和麸皮相比,锯末饱和持水量更大、吸菌量较大。锯末是木材厂的下脚料,可以实现高价值资源化利用。在温度30℃,pH为7,料水比1∶1.5的最适培养条件下,固体菌剂中N_2和KB两种细菌的活菌数量分别高达1.00×109CFU·g~(-1)和1.58×109CFU·g~(-1)。采用生物菌剂和柳枝稷对石油污染土壤进行植物-微生物联合修复实验,100 d后石油降解率可达到50.5%。
【图文】：

煌嗑嘌云浣鈉辛嗽ご鐚怼?具体结果如表1所示。表1载体的性质及预处理Table1Natureofcarrierandpretreatment载体名称载体性质载体预处理饱和持水量/(mL·100g－1)水浸液pH值离子代换液pH值菌剂含水量/%载体重/g预加水量/mL缓冲液/mLNaOH/mL麦麸97．36．736．212530052．5玉米粉976．315．822830054锯末2865．284．58553017582．1．2不同载体的吸菌量3种载体经过上述预处理后，分别接入5%(mL·g－1)活化好的菌液，30℃培养7d。分别在第1、3和7天不同时间取样测定各种载体的吸菌量，结果见图1。图1载体种类对吸菌量的影响Fig．1Influenceofcarriertypeonnumberoflivingbacterium由图1可知，一周后3种载体的含菌量基本相同，并且保持了较高的含菌量。但以锯末和玉米粉为载体的菌剂吸菌量随着时间的增加而增大，麦麸载体在3d后出现了菌落数减少的情况，分析原因可能是麦麸的持水量较少，在菌剂保存过程中失水变干，不利于细菌的生长繁殖。玉米粉和锯末的吸菌量都较大，但是两者相比较而言，以玉米粉为载体的固体菌剂的生产成本更高，而锯末是木材厂的废弃物，属于资源回收再利用。锯末为有机载体，在细菌的培养过程中可以为微生物提供充足的营养物质;从载体的通气性考虑，锯末结构较为疏松，可以为细菌生长提供充足的氧气;在后续的土壤修复过程中，锯末可以保证土壤的高持水性，并且其疏松结构可确保石油污染物与微生物充分接触，提高污染物的去除效率;作为生物有机质，锯末在土壤中施加较长时间后，可以生物降解，不会对土壤造成二次污染。因此，我们选择锯末作为石油烃降解菌固体菌剂的最佳载体。2．2不同因素对载体吸菌量的影响微生物都有适合自身生存、生长的温度和pH范围，对于保持菌剂中

环境工程学报第10卷图2温度对锯末吸菌量的影响Fig．2Theinfluenceoftemperatureonthenumberoflivingbacterium长出了白色霉菌，而加入NaOH溶液调节pH后，锯末中未见霉菌生长。每份载体中加入不同体积的NaOH溶液，调节成不同pH值的载体，接种无机盐培养基中培养的菌液，在30℃中培养2d，测得两种菌的生长情况见图3。图3pH对锯末中活菌数的影响Fig．3InfluenceofpHonnumberoflivingbacterium由图3可知，不同pH的锯末对菌种生长有较大差异，锯末的自然pH值为5，显酸性。在此pH范围内N2、KB菌的生长均受到抑制，其中对KB菌的抑制作用最明显，菌落数只有105，所以在制备固体菌剂的过程中必须加入碱液调节酸碱度。两种菌在7～10的范围内生长状况良好，但在pH为7的环境中菌体浓度均最大，所以将7作为锯末的最佳吸附pH。2．2．3料水比对锯末中活菌数的影响水是微生物细胞的主要组分，也是微生物生命活动的基本条件之一。以锯末为载体，控制不同的料水比，在30℃和pH为7的条件下培养2d，结果见图4。由图4可知，料水比为1∶1．5时，两种菌的活图4载体料水比对活菌数的影响Fig．4Influenceofwatercontentonnumberoflivingbacterium菌数都达到最大值，此时载体的水分含量为60%;在料水比为1∶1时菌落生长情况较1∶1．5的差，这是因为水分不充足，不能维持较多微生物的生长代谢，故含菌量相应减少。而料水比为1∶3时，两种菌的活菌数的数量级只有104～105，这是因为过多水分限制了培养基中空气的流通，对菌体生长不利，所以菌落数显著降低。另外，若固体载体需长期放置，水分含量太多会使载体发霉，，其他杂菌的繁殖会影响KB菌和N2菌的吸附。综上所述，料水比为1∶1．5时，锯末最适合两种石油降解菌的吸附。2．3植物-?

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