一种盐碱水体中石油污染物的降解方法

1.本发明属于生物技术领域，具体涉及一种盐碱水体中石油污染物的降解方法。


背景技术：

2.大庆油田湖泡多为碱性泡子，且盐分含量高；随着油田开采，湖泡受到落地油、漏油、溢油、钻井泥浆和洗井废水的污染，使本就呈现盐碱性的水体ph值更高，碱性更强了，并且cod、bod、do、t-n、t-p油等严重超标，许多水体的水质已经是超v类。被污染的盐碱水体中生物多样性逐渐减少，生态系统结构遭到破坏，鱼类逐年减少，个体越来越小。大庆油田湖泡的水源补给不稳定，并且水体流动性差、自我修复能力差，导致湿地水资源枯竭，湿地功能退化，水走盐留后，水体矿化度增大，向着光秃碱斑方向发展。
3.目前，水体中石油污染物的处理办法一般是采用泥炭进行吸附，但是泥炭对水体中表面弥漫性油层的吸附性能较好，但是对于少量可溶性烃的处理效果不行；研究人员采取泥炭联合使用石油降解菌摄取石油烃的方式进行处理，但是大部分石油降解菌适宜的ph近中性，有些还能适应一定的酸性环境，但是在盐碱水体中石油降解菌的繁殖受到抑制，代谢十分缓慢，甚至带来种群的消失，处理能力消失；另外高浓度石油烃的存在会在水体这形成油层，漂浮在水体中植被附件及岸边，导致水体中氧的缺乏，也会抑制石油降解菌的繁殖和代谢。
4.因此，以更具效果的生物措施对受石油污染的大庆油田湖泡进行修复，进而保护此地的湿地生态系统，将石油开发对生态的负面影响减小到最低程度，是石油区湖泡湿地的恢复目标。


技术实现要素：

5.本发明为了解决现有盐碱水体中石油降解菌的繁殖和代谢受到抑制，降解石油烃的能力下降甚至消失的问题，而提供一种盐碱水体中石油污染物的降解方法。
6.一种盐碱水体中石油污染物的降解方法，它按以下步骤实现：
7.一、取受石油污染的盐碱水体，进行分选，吸取单个鞭毛藻，于不同浓度盐胁迫及ph梯度上升的培养基中进行培养，获得绿色培养液，再转接于bg-11液体培养基中扩大培养，获得耐盐碱藻液；
8.二、6月中旬，测量待处理盐碱水体的水中溶解氧量，向待处理盐碱水体中心位置投加上述耐盐碱藻液；其中若水中溶解氧量为＜0.3mg/l，则耐盐碱藻液的投加量为0.6-0.8公斤/亩，若水中溶解氧量为0.3-1.0mg/l，投加量为0.2～0.5公斤/亩；
9.三、投加耐盐碱藻液3～5天后，投加石油烃降解菌株威尼斯不动杆菌lcl-1，加菌10～15天后投加泥鳅幼苗，投加量为30-50公斤/亩；
10.四、每隔30天检测水体，补投加耐盐碱藻液，即完成盐碱水体中石油污染物的降解。
11.本发明的优势：
12.1、受石油污染物的盐碱水体，大面积原油污染在前期已经被泥炭吸附沉降，但水体中石油烃难以去除，水体中生物量减少，而本发明中从受石油污染物的盐碱水体中快速选取鞭毛藻，但鞭毛藻在初始的盐碱水体中并没有形成优势藻群，经本发明胁迫后获得耐盐碱的藻，此藻为隐藻属，它对温度、光照适应性极强，也能忍受盐沼池的高盐水，投加后在环境中与其它土著微生物竞争并获得优势，它能捕获光能并高效地转移到中心的叶绿素分子上，转移到叶绿素分子上的能量还会转移到其它光捕获蛋白中，最终进入中心光系统实现能量的转换并产生氧气；将这种藻类复投入受石油污染物的盐碱水体中，在有机物和氮丰富的水体中形成优势藻群，为水体创造富氧环境，并提高n、p等营养盐的去除效率；
13.2、投加石油烃降解菌后，会形成藻菌共体，藻类光合作用释放的氧，供给石油烃降解菌进行代谢获得，从而对石油烃等有机污染物进行氧化分解，代谢产物co2又为藻类提供碳源，藻类生长有利于氮、磷等污染物的去除，并且投加的泥鳅以藻类为食，控制了藻类的过度繁殖，同时泥鳅于水体底部活动中使沉积物中的石油烃进入水中，能够被石油烃降解菌代谢掉，如此循环下去，水体得到净化。
14.3、本发明采用原位生物修复受石油污染物的盐碱水体，成本低，见效快，解决了石油降解菌的繁殖和代谢容易受到抑制的问题，为其提供了适宜的生存环境，加速大庆油田地区盐碱湿地湖泡的生态恢复速度。
具体实施方式
15.具体实施方式一：本实施方式的一种盐碱水体中石油污染物的降解方法，它按以下步骤实现：
16.一、取受石油污染的盐碱水体，进行分选，吸取单个鞭毛藻，于不同浓度盐胁迫及ph梯度上升的培养基中进行培养，获得绿色培养液，再转接于bg-11液体培养基中扩大培养，获得耐盐碱藻液；
17.二、6月中旬，测量待处理盐碱水体的水中溶解氧量，向待处理盐碱水体中心位置投加上述耐盐碱藻液；其中若水中溶解氧量为＜0.3mg/l，则耐盐碱藻液的投加量为0.6-0.8公斤/亩，若水中溶解氧量为0.3-1.0mg/l，投加量为0.2～0.5公斤/亩；
18.三、投加耐盐碱藻液3～5天后，投加石油烃降解菌株威尼斯不动杆菌lcl-1，加菌10～15天后投加泥鳅幼苗，投加量为30-50公斤/亩；
19.四、每隔30天检测水体，补投加耐盐碱藻液，即完成盐碱水体中石油污染物的降解。
20.本实施方式中扩大培养获得耐盐碱藻液，转移至bg-11固体培养基中进行平板稀释涂布，筛选单藻落，观察其微观形态，有鞭2条毛，略等长，自腹侧前端伸出或生于侧面，呈长椭圆形或卵形，具有色素体；经鉴定为隐藻属cryptomonas。
21.本实施方式步骤二中所述石油烃降解菌株威尼斯不动杆菌(acinetobacter venetianus)lcl-1，其保藏单位名称为中国典型培养物保藏中心，保藏号为cctcc no：m2015538。本发明中通过购买获得。
22.本实施方式步骤二中投加耐盐碱藻液时，选择6中旬的晴天的上午进行。
23.具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中所述分选是利用preci scs可视化单细胞分选仪进行分选。其它与具体实施方式一相同。
24.具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中所述不同浓度盐胁迫及ph梯度上升的培养基：培养基为k氏培养基；采用添加nacl进行不同浓度盐胁迫，浓度依次为900mm、1200mm、1500mm和1800mm，对应的ph梯度上升依次为ph9、ph9.5、ph10和ph10.5。其它与具体实施方式一相同。
25.具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中所述培养条件为温度25℃
±
2℃、震荡70rpm、光照强度1000～2000lux、光照时间为12h昼/12h夜交替；培养时间为每个盐浓度下培养3～5d。其它与具体实施方式一相同。
26.具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中所述扩大培养的条件为温度25℃
±
2℃、震荡50～100rpm、光照强度2000～4000lux、每日光照24h，培养时间为3～10d，期间每3天补充一次bg-11液体培养基。其它与具体实施方式一相同。
27.具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中所述bg-11液体培养基的组分：nano
3 1.5g/l，k2hpo4·
3h2o 0.04g/l，mgso4·
7h2o 0.075g/l，cacl2·
2h2o 0.036g/l，c6h8o70.006g/l，c6h8feno
7 0.006g/l，edta 0.001g/l，na2co
3 0.02g/l，微量元素0.0055g/l和余量的蒸馏水，naoh调节ph值至10.5。其它与具体实施方式一相同。
28.具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中所述耐盐碱藻液的细胞干重浓度为40～70g/l。其它与具体实施方式一相同。
29.具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤二中所述待处理盐碱水体：其中溶解氧浓度为0.1～1mg/l，ph9.5～11，碱度200～350mg/l，硬度﹥290mg/l，tph 0.06～0.1mg/ml，cod 190～240mg/l。其它与具体实施方式一相同。
30.具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤三中所述石油烃降解菌株威尼斯不动杆菌lcl-1的投加量为200～400l/亩，菌液浓度5000～1000cfu/ml。其它与具体实施方式一相同。
31.具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤四中每隔30天检测水体，当水中溶解氧量低于1mg/l，则补加耐盐碱藻液。其它与具体实施方式一相同。
32.本发明内容不仅限于上述各实施方式的内容，其中一个或几个具体实施方式的组合同样也可以实现发明的目的。
33.通过以下实施例验证本发明的有益效果：
34.实施例
35.一种盐碱水体中石油污染物的降解方法，它按以下步骤实现：
36.一、取受石油污染的盐碱水体，进行分选，吸取单个鞭毛藻，于不同浓度盐胁迫及ph梯度上升的培养基中进行培养，获得绿色培养液，再转接于bg-11液体培养基中扩大培养，获得耐盐碱藻液；
37.二、6月中旬，测量待处理盐碱水体的水中溶解氧量，向待处理盐碱水体中心位置投加上述耐盐碱藻液；其中若水中溶解氧量为＜0.3mg/l，则耐盐碱藻液的投加量为0.5公斤/亩，若水中溶解氧量为0.3-1.0mg/l，投加量为0.4公斤/亩；
38.三、投加耐盐碱藻液5天后，投加石油烃降解菌株威尼斯不动杆菌lcl-1，加菌13天后投加泥鳅幼苗，投加量为35公斤/亩；
39.四、每隔30天检测水体，补投加耐盐碱藻液，即完成盐碱水体中石油污染物的降解。
40.本实施例步骤一中所述分选是利用preci scs可视化单细胞分选仪进行分选。
41.本实施例步骤一中所述不同浓度盐胁迫及ph梯度上升的培养基：培养基为k氏培养基；采用添加nacl进行不同浓度盐胁迫，浓度依次为900mm、1200mm、1500mm和1800mm，对应的ph梯度上升依次为ph9、ph9.5、ph10和ph10.5。
42.本实施例步骤一中所述培养条件为温度25℃℃、震荡70rpm、光照强度2000lux、光照时间为12h昼/12h夜交替；培养时间为每个盐浓度下培养4d。
43.本实施例步骤一中所述扩大培养的条件为温度25℃、震荡100rpm、光照强度3000lux、每日光照24h，培养时间为7d，期间每3天补充一次bg-11液体培养基。
44.本实施例步骤一中所述bg-11液体培养基的组分：nano
3 1.5g/l，k2hpo4·
3h2o 0.04g/l，mgso4·
7h2o 0.075g/l，cacl2·
2h2o 0.036g/l，c6h8o70.006g/l，c6h8feno
7 0.006g/l，edta 0.001g/l，na2co
3 0.02g/l，微量元素0.0055g/l和余量的蒸馏水，naoh调节ph值至10.5。
45.本实施例步骤一中所述耐盐碱藻液的细胞干重浓度为50g/l。
46.本实施例步骤二中所述待处理盐碱水体：其中溶解氧浓度为1mg/l，ph9～10.5，碱度300mg/l，硬度﹥290mg/l，tph 0.1mg/ml，cod 220mg/l。
47.本实施例步骤二中投加耐盐碱藻液的5天后，水体中溶解氧6mg/l，ph9～10.5，碱度300mg/l，硬度﹥240mg/l，tph 0.098mg/ml，cod 170mg/l。
48.本实施例步骤三中每隔30天检测水体，当水中溶解氧量低于1mg/l，则补加耐盐碱藻液。
49.本实施例步骤一中取水样，取样地点为大庆市贴不贴泡的八个方向、出水口和进水口。
50.本实施例通过藻类、细菌和泥鳅的共体作用，60天后其盐碱水体中氨氮的去除率达到92％～98％。白天水体中的do浓度保持在8～15mg/l，ph值维持在9.5～11；夜间水体中的do浓度保持在6～10mg/l，ph值维持在10.5～11.5，cod为16～28mg/l，tph为0.005～0.026mg/ml；水体中从草履虫、漫游虫等低等原生动物逐步过渡到出现钟虫和轮虫等高度原生动物，并且裸藻数量增加，都标志着水质得到很好的改善，证明贴不贴湖泡的原位生物修复行之有效，距其成为自然原生态保护区的治理目标更进一步。
51.为了验证石油烃降解菌株威尼斯不动杆菌lcl-1、耐盐碱藻液与泥鳅的相互协同作用，提供以下实施例。
52.取大庆市贴不贴泡的水样和底部污泥，制作三个污水模拟池，分别记为p1、p2和p3，模拟池中溶解氧浓度为0.4mg/l，ph11，碱度250mg/l，硬度﹥290mg/l，tph 0.08mg/ml，cod 245mg/l。
53.向p1中加入耐盐碱藻液，投加量为0.4公斤/亩；投加耐盐碱藻液3天后测量水体溶解氧，待水中溶解氧量为1.8mg/l，投加石油烃降解菌株威尼斯不动杆菌lcl-1，加菌13天后投加泥鳅幼苗，投加量为35公斤/亩；30天后取样测量。
54.向p2中投加石油烃降解菌株威尼斯不动杆菌lcl-1，投加量为35公斤/亩；30天后取样测量。
55.向p3中加入耐盐碱藻液，投加量为0.4公斤/亩；投加耐盐碱藻液3天后测量水体溶解氧，待水中溶解氧量为1.8mg/l，投加石油烃降解菌株威尼斯不动杆菌lcl-1，30天后取样
测量。
56.测量可知，p1水体中氨氮的去除率达到94％～96％，水体中的do浓度12mg/l，ph值维持在9.5～11；cod为16mg/l；tph 0.005mg/ml；
57.p2水体中氨氮的去除率仅为10％，水体中的do浓度0.3mg/l，ph值维持在9.5～11；cod为220mg/l；tph 0.052mg/ml；
58.p3水体中氨氮的去除率达到94％～96％。水体中的do浓度12mg/l，ph值维持在9.5～11；cod为16mg/l；tph为0.098mg/ml。
59.由对照可知，本技术从受石油污染物的盐碱水体中快速选取鞭毛藻，进行胁迫培养，然后复投入受石油污染物的盐碱水体中，在有机物和氮丰富的水体中形成优势藻群，为水体创造富氧环境，并提高n、p等营养盐的去除效率；投加石油烃降解菌后，会形成藻菌共体，藻类光合作用释放的氧，供给石油烃降解菌进行代谢获得，从而对石油烃等有机污染物进行氧化分解，代谢产物co2又为藻类提供碳源，藻类生长有利于氮、磷等污染物的去除，并且投加的泥鳅以藻类为食，控制了藻类的过度繁殖，同时泥鳅于水体底部活动中使沉积物中的石油烃进入水中，能够被石油烃降解菌代谢掉，如此循环下去，水体得到净化。
60.p2石油烃降解菌受缺氧导致降解率降低，修复效果变差，这是由于高浓度石油烃的存在会在水体这形成油层，漂浮在水体中植被附件及岸边，导致水体中氧的缺乏，也会抑制石油降解菌的繁殖和代谢。p3中形成藻菌共体，藻类光合作用释放的氧，供给石油烃降解菌进行代谢获得，从而对石油烃等有机污染物进行氧化分解，代谢产物co2又为藻类提供碳源，藻类生长有利于氮、磷等污染物的去除，但随着时间的增长藻类过度繁殖，会使水中纤毛虫数量急剧增加，水体中溶解氧大幅度下降，水体发黑，因此本实施例在投加菌液后再投加泥鳅，有利于控制藻类的数量。