專利名稱：生物表面活性劑及多環(huán)芳烴降解菌強化堆肥處理污染泥土的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于污染泥土異位生物修復(fù)技術(shù)，是利用在受污染土壤中添加有機質(zhì)，生 物表面活性劑或其生產(chǎn)菌以及多環(huán)芳烴降解菌促進堆肥化處理多環(huán)芳烴類污染物污染泥 土修復(fù)的技術(shù)。
2.
背景技術(shù)：
多環(huán)芳烴(PAHs)是指含有2個或2個以上苯環(huán)的稠環(huán)化合物，是土壤中廣泛存在 的一類污染物。多環(huán)芳烴水溶性差，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，且具有強致癌癥、致突變、致畸作用，長 期以來如何有效清除多環(huán)芳烴造成的土壤污染是世界性的研究熱點與難題。目前，對于多 環(huán)芳烴降解的研究雖然比較多，但是均存在降解效率低，速度慢等缺點。中國專利200610134071. 6及200610134208. 8介紹了多環(huán)芳烴污染土壤的理化修 復(fù)方法，包括多環(huán)芳烴紫外光降解法以及納米Ti02催化下紫外光降解法。該法的修復(fù)效果 較多依賴于污染土壤的條件。且某些多環(huán)芳烴的光降解產(chǎn)物相比其自身而言毒性更大，例 如，苯并[a]芘經(jīng)光氧化產(chǎn)生的苯并[a]芘醌是一種直接致突變物，它可引起人體基因的突 變，同時也會引起人類紅細胞溶血及大腸桿菌的死亡。中國專利200610037639. 2介紹了多環(huán)芳烴污染土壤的植物修復(fù)方法，包括在多 環(huán)芳烴復(fù)合污染土壤上種植豆科植物，生長及刈割。但植物生長需要較長時間，因而應(yīng)用此 法從土壤中去處多環(huán)芳烴速度較慢。堆肥是由群落結(jié)構(gòu)演替的多個微生物群體共同作用而實現(xiàn)固體廢物資源化、無害 化的動態(tài)過程。堆肥中堆肥物料的溫度可上升到50-70攝氏度，溫度的升高有利于提高微 生物活性和促進有機物分解。自上世紀八十年代以來對污染土壤堆肥的研究表明，大多數(shù) 多環(huán)芳烴化合物在堆肥過程中的降解均較明顯。堆肥能有效去除土壤中蒽、菲、芘的污染。 研究表明，多環(huán)芳烴的毒性隨著其分子量的增加而顯著增強。然而，在土壤修復(fù)過程中，分 子中含五個苯環(huán)或以上的大分子多環(huán)芳烴很難被土著微生物降解。例如苯并[a]芘，其生 物降解所需處理時間較長，需要數(shù)十天甚至上百天。由于堆制原料中的土著微生物對于多 環(huán)芳烴類污染物的降解活性較低，研究中則常采用接種高效多環(huán)芳烴降解菌株的方法來縮 短微生物適應(yīng)期限，以提高有機污染物的生物降解速率。目前，此領(lǐng)域申請的專利包括中國專利200710031821. 1介紹了一種多環(huán)芳烴高效降解菌系。該菌系可以在 好氧條件下高效降解小分子多環(huán)芳烴(芘)。中國專利200610034169. 4介紹了一株多環(huán) 芳烴降解菌GY2B。該菌為鞘氨醇單胞菌屬(拉丁名Sphingomonas sp.)，可在好氧條件 下降解小分子多環(huán)芳烴，例如菲。中國專利03101920.X介紹了一株赤紅球菌(拉丁名 Rhodococcus ruber)Em CGMCC No. 0868菌株，該菌株可降解蒽、菲、芘等多環(huán)芳烴。然而，并 無記載說明上述菌株可降解苯并[a]芘等大分子多環(huán)芳烴。美國專利5427944介紹了一種多環(huán)芳烴降解菌系，該菌系包括無色桿菌屬(拉丁 名Achromobacter sp.)和分枝桿菌(拉丁名Mycobacterium sp.)。該菌系可用于包括 苯并[a]芘的多環(huán)芳烴污染土壤的生物修復(fù)。然而，該菌株對于多環(huán)芳烴的降解速度較慢，在含苯并[a]芘0. 57毫克/升的培養(yǎng)基中培養(yǎng)時，5星期僅能去除80. 7%的苯并[a]芘， 其降解速度僅為0. 016毫克/升/天。中國專利CN101104177A，介紹了一種生物質(zhì)強化石油污染土壤的原位修復(fù)技術(shù)。 包括在污染土壤中直接加入麥秸等生物質(zhì)，以及加入包括石油烴類降解菌以及表面活性劑 產(chǎn)生菌等復(fù)合菌劑。然而土壤原位修復(fù)方法的應(yīng)用受限于土壤和氣候條件而難以普及。并 且，該方法未能明確說明其在修復(fù)多環(huán)芳烴污染土壤方面的能力。大分子多環(huán)芳烴在生物修復(fù)中極低的降解速率是由于它們的生物可利用度很低。 此類大分子多環(huán)芳烴在水中溶解度極低，很多都被強烈吸附在土壤上，因此降低了它們的 生物可利用度。使用表面活性劑能增加此類憎水性有機物的親水性，促進其從土壤吸附位 點上釋放從而改善生物可利用性。然而，在堆肥中使用合成表面活性劑時可能抑制微生物 活性，且在環(huán)境中引入新的化學(xué)品污染。堆肥過程中加入生物表面活性劑能釋放污染物，增 加微生物與污染物接觸幾率，提高微生物降解多環(huán)芳烴的能力。目前，已從多種微生物中分 離到生物表面活性劑并且應(yīng)用于堆肥領(lǐng)域。中國專利03118040. X及03118039. 6介紹了產(chǎn)自枯草芽孢桿菌的復(fù)合生物表面活 性劑及其在生活垃圾堆肥中的應(yīng)用。中國專利03118042. 6介紹了一種產(chǎn)自銅綠假單孢菌 (拉丁名fseudomonas aeruginosa)的鼠李糖脂類生物表面活性劑及其在生活垃圾中的 應(yīng)用。然而，以上專利介紹的技術(shù)均未涉及生物表面活性劑在生物修復(fù)污染土壤方面的應(yīng)用。美國專利4883757介紹了一種由醋酸不動桿菌在常溫培養(yǎng)下產(chǎn)生的生物表面活 性劑，其乳化能力較鼠李糖脂類生物表面活性劑強。然而，該專利并無涉及該生物表面活性 劑在污染土壤修復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用。為克服現(xiàn)有土壤污染處理技術(shù)對有機污染物降解速度慢，處理時間長的問題，本 發(fā)明提供一種多環(huán)芳烴污染泥土異位生物修復(fù)技術(shù)，該技術(shù)利用醋酸不動桿菌BU03 (拉丁 名Acinetobacter calcoaceticus BU03，已于2009年10月洸日送中國微生物菌種保藏管 理季員會普通微生物中心保藏，保藏號為CGMCC No. 3364)產(chǎn)生生物表面活性劑提高污染物 在土壤中的生物可利用度，并且接種多環(huán)芳烴降解菌株枯草桿菌BU-M(拉丁名=Bacillus subtilis B-UM,已于2009年10月沈日送中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中 心保藏，保藏號為CGMCC No. 3363)提高多環(huán)芳烴降解速度，從而促進多環(huán)芳烴污染土壤的 生物修復(fù)。同上述專利相比本發(fā)明有以下不同及改善1.本專利是一種異位土壤修復(fù)技術(shù)，不易受土壤和氣候條件的限制。2.本專利在污染土壤中添加有機物，例如豬糞，牛糞，馬糞，提高其有機質(zhì)含量和 微生物活性，使含有機質(zhì)較少的污染土壤能夠進行高溫堆肥處理。3.本專利可應(yīng)用不同的生物表面活性劑生產(chǎn)菌及其產(chǎn)生的生物表面活性劑于污 染土壤的異位修復(fù)過程，提高土壤中污染物的生物可利用度。4.本專利在污染土壤修復(fù)過程中引入多環(huán)芳烴降解菌，使其同生物表面活性劑產(chǎn) 生菌或其產(chǎn)生的生物表面活性劑共同作用，有效提高土壤中污染物的降解速度。
3.

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有多環(huán)芳烴污染土壤堆肥化處理技術(shù)對含五個苯環(huán)或以上大分子多環(huán)芳烴降解速度慢，處理時間長，且在處理過程中引入新的化學(xué)品污染的問題，本發(fā)明提供一 種多環(huán)芳烴污染泥土異位生物修復(fù)技術(shù)，是利用在污染土壤中添加有機質(zhì)，生物表面活性 劑或其生產(chǎn)菌以及多環(huán)芳烴降解菌促進堆肥化處理多環(huán)芳烴類污染物污染泥土修復(fù)的技 術(shù)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是利用在污染土壤中添加有機質(zhì)提高 其有機物含量及微生物活性從而進行高溫對肥；利用生物表面活性劑產(chǎn)生菌或其產(chǎn)生的生 物表面活性劑提高污染土壤中多環(huán)芳烴的生物可利用度；以及利用多環(huán)芳烴降解微生物加 速多環(huán)芳烴在堆肥過程中的生物降解，從而加速多環(huán)芳烴污染泥土的堆肥化修復(fù)。本發(fā)明提供一種在土壤中降解多環(huán)芳烴的組合物，包含生物表面活性劑或者可產(chǎn) 生所述生物表面活性劑的第一種菌株，以及能夠降解多環(huán)芳烴的第二種菌株，其中生物表 面活性劑可以增強多環(huán)芳烴的生物分解。其中所述第一種菌株是醋酸鈣不動桿菌BU03，第二種菌株是枯草桿菌B-UM。其中利用所述第一種菌株產(chǎn)生所述生物表面活性劑的方法，步驟如下(a)離心過濾上述菌株的培養(yǎng)液，得到上清液；(b)上清液中加入有機溶劑進行萃??；(c)蒸發(fā)去除溶劑，得到殘余物；(d)冷凍干燥；(e)把水加入到殘余物中；(f)過濾，得到生物表面活性劑。其中所述有機溶劑是正己烷，步驟(f)中不溶物用0. 45微米濾膜過濾。本發(fā)明的組合物，還含有豬糞、馬糞或牛糞，碎木塊。本發(fā)明還提供一種土壤中降解多環(huán)芳烴的方法，步驟如下
(a)把糞肥，水和土壤混合；(b)加入碎木塊到步驟(a)中，混勻；(c)在步驟(b)中加入能夠降解多環(huán)芳烴的第二種菌株和生物表面活性劑，或者 加入能夠降解多環(huán)芳烴的第二種菌株和能夠產(chǎn)生生物表面活性劑的第一種菌株；(d)在50-70攝氏度下往步驟(c)中加水并翻動。其中第一種菌株是醋酸鈣不動桿菌BU03，第二種菌株是枯草桿菌B-UM。其中糞肥 來自豬糞、馬糞或牛糞。其中多環(huán)芳烴以3.2-4.9mg/kg/day速度被降解。本發(fā)明技術(shù)所采用的技術(shù)路線為(1)微生物培養(yǎng)基上培養(yǎng)表面活性劑生產(chǎn)菌株。(2)從表面活性劑產(chǎn)生菌培養(yǎng)液中分離提取生物表面活性劑。其提取方法是表 面活性劑生產(chǎn)菌的培養(yǎng)液離心10-20分鐘。收集不含細胞的離心上清液，以一定比例在上 清液中加入有機溶劑(正己烷)進行萃取。連續(xù)三次萃取后收集合并乳化相(中間相)在 50-70攝氏度下進行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除殘余的正己烷，之后在負20攝氏度下進行冷凍干燥，而 后溶于蒸餾水制備成生物表面活性劑溶液，非溶解物質(zhì)以0. 45微米濾膜過濾除之。(3)在微生物培養(yǎng)基上培養(yǎng)多環(huán)芳烴降解菌株。其培養(yǎng)方法是接種降解微生物 于微生物培養(yǎng)基，該培養(yǎng)基以萘作為碳源。已接種培養(yǎng)基在搖床上連續(xù)培養(yǎng)M-72小時，培 養(yǎng)溫度為30-70攝氏度。培養(yǎng)液經(jīng)20分鐘離心濃縮后制備成懸浮菌液備用。
5
(4)多環(huán)芳烴污染土壤的堆肥化修復(fù)，其方法是受多環(huán)芳烴污染的土壤同有機 質(zhì)，例如豬糞以一定干重比(10 1至1 1)混合均勻，并以水調(diào)節(jié)混合物的水分含量在 混合物持水能力的50-80%并且加入碎木塊作為蓬松劑。在上述堆肥物料中接種入多環(huán)芳 烴降解菌至其在土壤中的濃度為IO7-IO9菌落形成單位/公斤，并且加入生物表面活性劑至 其在土壤中的濃度為0. 15-3克/公斤，或者接種生物表面活性劑生產(chǎn)菌株至其在土壤中的 濃度為IO7-IO9菌落形成單位/公斤。堆肥物料準備好后進行堆制，定期翻動加水以促進其 成熟。本發(fā)明的原理在于生物表面活性劑生產(chǎn)菌株在土壤中生長并產(chǎn)生生物表面活性 劑。生物表面活性劑可使土壤微粒釋放出吸附的多環(huán)芳烴，尤其是大分子多環(huán)芳烴，從而提 高其生物可利用度，而直接加入生物表面活性劑也可取得相似功效。多環(huán)芳烴生物可利用 度的提高一方面加快了其生物降解速度，另一方面又促進了接種的降解菌株生長，從而加 快了土壤去污染進程，改善了土壤修復(fù)的效果。本發(fā)明的有益效果在于(1)本發(fā)明提供了一種異位修復(fù)技術(shù)，綜合利用多環(huán)芳烴降解菌和生物表面活性 劑及其生產(chǎn)菌，在高溫堆肥中可快速修復(fù)多環(huán)芳烴污染泥土。(2)在堆肥處理多環(huán)芳烴污染土壤中利用生物表面活性劑及其生產(chǎn)菌株輔助生物 修復(fù)過程，對土著微生物的生長無抑制，且未在環(huán)境中引入新的化學(xué)污染。(3)綜合利用了多環(huán)芳烴降解菌和生物表面活性劑及其生產(chǎn)菌的活性，從而提高 降解菌株活性、提高了多環(huán)芳烴的生物可利用度、加快了多環(huán)芳烴的降解進程、減少堆肥處 理時間。
4.


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。圖1、技術(shù)流程簡2、堆肥處理多環(huán)芳烴污染土壤中微生物活性的變化堆肥處理多環(huán)芳烴污染土壤中微生物活性的變化。圖例表示不同處理■對照組， 未添加有機質(zhì)的污染土壤；〇實驗組1，污染土壤添加豬糞，接種多環(huán)芳烴降解菌株枯草桿 菌B-UM及加入BU03生物表面活性劑；▲實驗組2，污染土壤添加豬糞，接種多環(huán)芳烴降解 菌株枯草桿菌B-UM及生物表面活性劑產(chǎn)生菌BU03;·實驗組3，污染土壤添加豬糞，接種多 環(huán)芳烴降解菌群落及P-CG3生物表面活性劑；Δ實驗組4，污染土壤添加豬糞，接種多環(huán)芳 烴降解菌群落及生物表面活性劑產(chǎn)生菌P-CG3。圖3、堆肥處理多環(huán)芳烴污染土壤中可降解多環(huán)芳烴微生物活性的變化堆肥處理多環(huán)芳烴污染土壤中可降解多環(huán)芳烴微生物活性的變化。圖例表示不同 處理■對照組，未添加有機質(zhì)的污染土壤；〇實驗組1，污染土壤添加豬糞，接種多環(huán)芳烴 降解菌株枯草桿菌B-UM及加入BU03生物表面活性劑；▲實驗組2，污染土壤添加豬糞，接 種多環(huán)芳烴降解菌株枯草桿菌B-UM及生物表面活性劑產(chǎn)生菌BU03 ；·實驗組3，污染土壤 添加豬糞，接種多環(huán)芳烴降解菌群落及P-CG3生物表面活性劑；Δ實驗組4，污染土壤添加 豬糞，接種多環(huán)芳烴降解菌群落及生物表面活性劑產(chǎn)生菌P-CG3。圖4、堆肥處理多環(huán)芳烴污染土壤中菲濃度的變化
堆肥處理多環(huán)芳烴污染土壤中菲濃度的變化。圖例表示不同處理■對照組，未 添加有機質(zhì)的污染土壤；〇實驗組1，污染土壤添加豬糞，接種多環(huán)芳烴降解菌株枯草桿菌 B-UM及加入BU03生物表面活性劑；▲實驗組2，污染土壤添加豬糞，接種多環(huán)芳烴降解菌株 枯草桿菌B-UM及生物表面活性劑產(chǎn)生菌BU03;·實驗組3，污染土壤添加豬糞，接種多環(huán)芳 烴降解菌群落及P-CG3生物表面活性劑；Δ實驗組4，污染土壤添加豬糞，接種多環(huán)芳烴降 解菌群落及生物表面活性劑產(chǎn)生菌P-CG3。圖5、堆肥處理多環(huán)芳烴污染土壤中苯并[a]芘濃度的變化堆肥處理多環(huán)芳烴污染土壤中苯并[a]芘濃度的變化。圖例表示不同處理■對 照組，未添加有機質(zhì)的污染土壤；〇實驗組1，污染土壤添加豬糞，接種多環(huán)芳烴降解菌株 枯草桿菌B-UM及加入BU03生物表面活性劑；▲實驗組2，污染土壤添加豬糞，接種多環(huán)芳 烴降解菌株枯草桿菌B-UM及生物表面活性劑產(chǎn)生菌BU03;·實驗組3，污染土壤添加豬糞， 接種多環(huán)芳烴降解菌群落及P-CG3生物表面活性劑；Δ實驗組4，污染土壤添加豬糞，接種 多環(huán)芳烴降解菌群落及生物表面活性劑產(chǎn)生菌P-CG3。
5.
具體實施例方式為更好的理解本發(fā)明，通過以下實例予以進一步說明，但并非對本發(fā)明的限定。實施例1 從土壤中富集培養(yǎng)生物表面活性劑生產(chǎn)菌株從天津大港油田采油廠上廢舊油井周圍的原油污染土壤中采集土壤樣品。實驗室 中取土壤樣品5克懸浮于95毫升無機鹽-萘培養(yǎng)基中。該培養(yǎng)物于50-70攝氏度搖床培 養(yǎng)7-14天，然后取10毫升培養(yǎng)液接種相同新鮮培養(yǎng)基，按同樣培養(yǎng)條件連續(xù)馴化3-5次 后，在瓊脂平板上劃線分離單菌落并于溫箱中培養(yǎng)。待形成單菌落后，觀察菌落形態(tài)及細胞 顯微形態(tài)區(qū)分各不同菌株。經(jīng)分離的菌株分別接種于肉湯培養(yǎng)基中于50-70攝氏度搖床 培養(yǎng)，培養(yǎng)液經(jīng)表面張力儀測定其液-氣界面表面張力并且以乳化能力檢驗法檢測上清液 的乳化能力。選取其培養(yǎng)液可令液-氣界面表面張力下降且乳化能力強的菌株。其中醋 酸不動桿菌BU03等6株菌培養(yǎng)液的乳化能力較強，每毫升無細胞上清液可達到150-703. 7 乳化能力單位。將表面活性劑生產(chǎn)菌株，包括醋酸不動桿菌BU03，綠膿桿菌P-CG3 (拉丁 名Pseudomonas aeruginosa P-CG3)，以及綠膿桿菌 ATCC 9027 (拉丁名Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027)等接種于微生物培養(yǎng)基，該培養(yǎng)基以葡萄糖作為碳源。已接種培養(yǎng) 基在搖床上連續(xù)培養(yǎng)36-72小時，培養(yǎng)溫度為30-70攝氏度。實施例2 生物表面活性劑的分離制備方法從表面活性劑產(chǎn)生菌培養(yǎng)液中提取生物表面活性劑。其提取方法是表面活性劑 生產(chǎn)菌株經(jīng)離心分離細胞，收集不含細胞的上清液以正己烷進行萃取。收集合并乳化相并 在40-70攝氏度下進行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，之后在負20攝氏度下進行冷凍干燥，而后溶于蒸餾水制 備成生物表面活性劑溶液。經(jīng)此提取步驟可得到粗制生物表面活性劑。實施例3 多環(huán)芳烴降解菌群落以及多環(huán)芳烴降解菌株的富集培養(yǎng)本發(fā)明可以使用多種多環(huán)芳烴降解菌，包括降解菌群落以及經(jīng)分離純化的降解菌 株增強生物修復(fù)污染土壤，以下分別詳述之。多環(huán)芳烴降解菌群落的富集培養(yǎng)包括采集受 多環(huán)芳烴污染的土壤樣品，例如香港青衣修船廠舊址附近的土壤。取土壤樣品5克懸浮于 95毫升無機鹽-萘培養(yǎng)基中。該培養(yǎng)物于50-70攝氏度搖床培養(yǎng)7-14天，然后取10毫升培養(yǎng)液接種相同新鮮培養(yǎng)基。按同樣培養(yǎng)條件連續(xù)馴化3-5次后，形成多環(huán)芳烴降解菌群 落。該群落接種于含萘微生物培養(yǎng)基中置于搖床上連續(xù)培養(yǎng)對-72小時，培養(yǎng)溫度為50-70 攝氏度。培養(yǎng)液經(jīng)離心收集菌體后以蒸餾水稀釋制備成懸浮菌液備用。在微生物培養(yǎng)基上 培養(yǎng)多環(huán)芳烴降解菌株，其培養(yǎng)方法是接種降解菌株，例如枯草桿菌B-UM于含萘微生物 培養(yǎng)基中。已接種培養(yǎng)基在搖床上連續(xù)培養(yǎng)M-72小時，培養(yǎng)溫度為30-70攝氏度。培養(yǎng) 液經(jīng)離心收集菌體后加入蒸餾水，制備成懸浮菌液備用。實施例4 多環(huán)芳烴污染土壤的堆肥化修復(fù)此項實驗包括四個實驗處理組，每個處理組中，受多環(huán)芳烴污染的土壤同有機質(zhì)， 例如豬糞以一定比例混合均勻，使其有機物含量為干重的20-40%。并加水調(diào)節(jié)混合物的水 分含量在其持水能力的60-80%。然后加入碎木塊作為堆肥填充料。在上述堆肥物料中接 種入多環(huán)芳烴降解菌株枯草桿菌B-UM(實驗組1和幻，或者富集自泥土的多環(huán)芳烴降解菌 群落(實驗組3和4)。并且在實驗組1和3中加入不同的生物表面活性劑(實驗組1 產(chǎn) 自醋酸不動桿菌BU03的生物表面活性劑；實驗組3 產(chǎn)自綠膿桿菌P-CG3的生物表面活性 劑)，實驗組2和4中接種不同的表面活性劑生產(chǎn)菌株(實驗組2 醋酸不動桿菌BU03 ；實 驗組4 綠膿桿菌P-CG;3)。堆肥物料準備好后維持50-70攝氏度進行堆肥處理，定期翻動加 水以促進其成熟。為觀察本技術(shù)對于多環(huán)芳烴污染土壤生物修復(fù)的促進作用，另設(shè)對照處理。對照 組為受多環(huán)芳烴污染的土壤同碎木塊混合并調(diào)節(jié)水分含量后進行堆肥處理。對照組中未加 入多環(huán)芳烴降解菌株或生物表面活性劑及生產(chǎn)菌株。在堆肥過程中各處理分別按時測定各處理中土壤中微生物活性的變化、土壤中可 降解多環(huán)芳烴微生物活性的變化、土壤中菲濃度的變化以及土壤中苯并[a]芘濃度的變 化。圖2顯示了堆肥物料中總微生物濃度的變化。沒有經(jīng)本發(fā)明處理的對照組中微生 物濃度極低，約為2-3X108菌落形成單位/克干重。而實驗組中微生物濃度顯著提高。在 堆制進程中，微生物濃度由40 X IO8菌落形成單位/克干重大幅提高到超過400 X IO8菌落 形成單位/克干重(第7天)，而后逐漸下降。說明本發(fā)明可以提高堆肥物料中微生物活性 從而有益于有機物的分解。此活性提高是由于以下三點原因1、有機質(zhì)例如豬糞，牛糞，馬 糞的加入提供了微生物生長所必需的養(yǎng)料；2、有機質(zhì)例如豬糞，牛糞，馬糞中的土著微生物 提高了堆肥物料中微生物的初始濃度。以及3、加入多環(huán)芳烴降解菌直接提高了土壤中的微 生物活性。圖3顯示了堆肥過程中多環(huán)芳烴降解微生物的濃度變化。同其對總微生物濃度的 影響相仿，本發(fā)明不僅可以有效提高多環(huán)芳烴降解微生物的初始濃度，而且促進了降解微 生物種群的生長。在堆制進程中，多環(huán)芳烴降解微生物一般于第7-10天達到最大值，而后 逐漸下降。這是由于1、加入多環(huán)芳烴降解菌可提高該類微生物的初始濃度；以及2、生物 表面活性劑或其產(chǎn)生菌的加入可以提高堆肥物料中多環(huán)芳烴的生物可利用度，從而促進該 類微生物的生長。圖4顯示了堆肥過程中菲的降解。對照組中，菲在42天堆制過程中的降解率為 71%。而實驗組中，由于多環(huán)芳烴降解菌活性以及多環(huán)芳烴生物利用度的提高，菲的降解率 顯著提高到97-100%。在本發(fā)明的技術(shù)框架下，加入不同的多環(huán)芳烴降解菌以及不同的生
8物表面活性劑或其生產(chǎn)菌均可加快堆制過程中菲的降解速度，而各實驗組無顯著差別。圖5顯示了堆肥過程中苯并[a]芘的降解。苯并[a]芘為大分子多環(huán)芳烴，其生 物可利用度極低，因此其生物降解極其緩慢。對照組1中，苯并[a]芘在42天堆制過程中 的降解率僅為17%。在實驗組中，苯并[a]芘的42天降解率為55. 4-83. 8%不等。在本發(fā) 明的技術(shù)框架下，加入不同的多環(huán)芳烴降解菌以及不同的生物表面活性劑或其生產(chǎn)菌均可 加快堆制過程中苯并[a]芘的降解速度，并且顯著提高其降解率。其中，同時接種枯草桿菌 B-UM以及醋酸不動桿菌BU03 (實驗組2)更可將苯并[a]芘降解率提高至83. 8%。同對照 組比較，苯并[a]芘在處理過程中的降解速度提高了 2. 25-3. 92倍，達3. 23-4. 9毫克/公 斤/天，遠高于所知其他土壤修復(fù)技術(shù)的水平。從本實施例中可知本發(fā)明可加快多環(huán)芳烴污染土壤高溫堆肥修復(fù)時大分子多環(huán) 芳烴的降解，并提高其降解率。
權(quán)利要求
1.一種在土壤中降解多環(huán)芳烴的組合物，包含生物表面活性劑或者產(chǎn)生所述生物表面 活性劑的第一種菌株，以及能夠降解多環(huán)芳烴的第二種菌株，其中生物表面活性劑可以增 強多環(huán)芳烴的生物分解。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述第一種菌株是醋酸鈣不動桿菌 BU03，第二種菌株是枯草桿菌B-UM0
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的組合物，其特征在于，所述產(chǎn)生生物表面活性劑的第一種 菌株的方法，步驟如下(a)離心過濾上述菌株的培養(yǎng)液，得到上清液；(b)上清液中加入有機溶劑進行萃?。?c)蒸發(fā)萃去除溶劑，得到殘余物；(d)冷凍干燥；(e)把水加入到殘余物中；(f)過濾，得到生物表面活性劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的組合物，其特征在于所述有機溶劑是正己烷，步驟(f)中不 溶物用0. 45微米濾膜過濾。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的組合物，其特征在于還含有豬糞、馬糞或牛糞。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組合物，其特征在于還含有碎木塊。
7.一種土壤中降解多環(huán)芳烴的方法，其特征在于步驟如下(a)把糞肥，水和土壤混合；(b)加入碎木塊到步驟(a)中，混勻；(c)在步驟(b)中加入能夠降解多環(huán)芳烴的第二種菌株和生物表面活性劑，或者加入 能夠降解多環(huán)芳烴的第二種菌株和生物表面活性劑產(chǎn)生的第一種菌株；(d)在50-70攝氏度下往步驟(c)中加水并翻動。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，第一種菌株是醋酸鈣不動桿菌BU03，第二 種菌株是枯草桿菌B-UM。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，其中糞肥來自豬糞、馬糞或牛糞。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，其中多環(huán)芳烴以3.2-4. 9mg/kg/day速度 被降解。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生物表面活性劑及多環(huán)芳烴降解菌強化堆肥處理污染泥土修復(fù)的技術(shù)，生物表面活性劑生產(chǎn)菌株產(chǎn)生生物表面活性劑，該生物表面活性劑經(jīng)提取分離用于土壤修復(fù)，修復(fù)過程為受多環(huán)芳烴污染的土壤同有機質(zhì)混合均勻以提高其有機物含量便于堆肥化處理，并調(diào)節(jié)混合物的水分含量，在上述堆肥物料中接種入多環(huán)芳烴降解菌，并且接種入生物表面活性劑生產(chǎn)菌株，或者加入該生產(chǎn)菌株所產(chǎn)生的生物表面活性劑，以提高多環(huán)芳烴的生物可利用度，經(jīng)上述處理42天后小分子多環(huán)芳烴(菲)的去除率可達100％；而大分子多環(huán)芳烴(苯并[a]芘)在處理過程中的降解速度提高了392％，達4.9毫克/公斤/天，遠高于其他土壤修復(fù)技術(shù)的水平。
文檔編號B09C1/08GK102125929SQ20101000282
公開日2011年7月20日 申請日期2010年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月18日
發(fā)明者趙震勇, 黃煥忠 申請人:香港浸會大學(xué)