一种修复酚类污染土壤及地下水的功能菌群的制备方法技术

本发明专利技术提供一种修复酚类污染土壤及地下水的功能菌群的制备方法，属于生化环保技术领域，主要包括如下步骤：(1)菌源采样；(2)功能菌群构建；(3)混合发酵；(4)发酵后处理，进而制备一种高效降解酚类污染物的功能菌群，用于酚类污染土壤及地下水的修复。利用本发明专利技术制备的功能菌群对各种酚类污染土壤及地下水具有广泛适用性，功能菌群的构建基于原污染环境土著微生物，菌群组成随污染环境动态变化，对所修复的目标环境适应性和针对性强，投加后可快速起效且稳定持久，无需长期持续投加。本发明专利技术工艺合理，成本低廉，易于推广实施，具有良好的环境效益、经济效益和社会效益。

A preparation method of functional bacteria for remediation of phenolic contaminated soil and groundwater

The invention provides a preparation method of functional microflora for repairing phenolic contaminated soil and groundwater, which belongs to the field of biochemical environmental protection technology. It mainly includes the following steps: (1) bacterial source sampling; (2) functional microflora construction; (3) mixed fermentation; (4) post-fermentation, and then a functional microflora for efficiently degrading phenolic pollutants is prepared for the remediation of phenolic contaminated soil and groundwater. The functional microflora prepared by the invention has wide applicability to various phenolic polluted soil and groundwater. The construction of functional microflora is based on indigenous microorganisms in the original polluted environment. The composition of the microflora changes with the polluted environment, and has strong adaptability and pertinence to the target environment. After adding, the functional microflora can be quickly effective, stable and lasting without long-term sustained addition. The invention has reasonable process, low cost, easy popularization and implementation, and good environmental, economic and social benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种修复酚类污染土壤及地下水的功能菌群的制备方法
本专利技术属于生化环保
，提供了一种修复酚类污染土壤及地下水的功能菌群的制备方法。
技术介绍
随着石化、焦化、农化等行业的迅速发展，各类工业含酚废弃物的产生也相应增多，含酚废水、废渣排入环境，对土壤及地下水造成严重污染。酚类化合物是一类有毒物质，对几乎所有生物均有毒害作用，因此，酚类污染土壤及地下水的修复工作刻不容缓。目前，酚类污染土壤及地下水的修复方法主要有热脱附、化学氧化、淋洗和生化处理等。传统的物理、化学方法处理成本较高，易产生二次污染，对某些中间产物降解不彻底。相比之下，生化法具有经济、高效、处理彻底、无二次污染等优点，在酚类污染土壤及地下水修复领域具有良好的发展前景。生物强化是土壤及地下水生物修复领域中的一类重要技术，通过向土壤和地下水中投加从自然界中筛选的优势菌种或通过基因组合技术产生的高效菌种，以去除某一种或某一类有害物质。目前为止，国内外研究热点在于寻找或构建高效降解菌种，通过单一菌种或其相互间的复配制备生物菌剂，用于环境修复。国内外已有较为成熟的生物菌剂产品投入市场，但类似产品均为外源菌种，且菌种组成较为单一，对特定的土壤及地下水环境适应性和针对性较差，在待修复场地中难以成为优势菌种，需长期持续投加，加之高效菌种的分离、构建难度大，研发周期长，因此菌剂产品大多价格昂贵，运行成本高昂，并且外源菌种的投加还有可能因与土著菌种生态位重叠而造成生物安全性问题。另外，依靠目前生物技术仅能分离自然界1％左右的菌种，多数菌种无法分离，因此生态环境中土著微生物对污染物降解的巨大潜力尚未充分发掘。从已有的研究成果来看，以待修复污染土壤及地下水土著微生物为菌种来源，制备具有针对性的降酚功能菌群，用于原酚类污染场地环境修复的技术方法和工程实例尚不多见。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足，本专利技术提供一种修复酚类污染土壤及地下水的功能菌群的制备方法，以待修复污染场地的土著微生物为菌源，通过功能菌群构建、菌群混合发酵和适当的后处理措施，定向制备对特定污染场地有针对性的酚类污染物降解功能菌群，用于高效修复酚类污染土壤及地下水。本专利技术所述方法制备的功能菌群对各种酚类污染土壤及地下水具有广泛适用性，所构建的功能菌群克服了上述单一菌种和外源菌种存在的不足，功能菌群的构建基于原污染环境土著微生物，菌群组成随污染环境动态变化，对所修复的目标环境适应性和针对性强，投加后可快速起效且稳定持久，无需长期持续投加。本专利技术工艺合理，成本低廉，易于推广实施，具有良好的环境效益和社会效益。本专利技术的主要内容是提供了一套完整的功能菌群制备方法，针对于不同环境下的土著微生物具有极佳的效果，不需对微生物的菌种等条件进行限定，具有广泛的应用价值。本专利技术提供一种修复酚类污染土壤及地下水的功能菌群的制备方法，具体步骤如下：(1)菌源采样：在待修复的污染场地采集受酚类物质污染的土壤，即为功能菌群构建的土著微生物菌源；之所以选择待修复污染场地的酚类污染土壤作为菌源采样点，主要原因在于该土壤中含有大量土著微生物，种类丰富，且已具备一定的耐酚降酚能力，易于强化培养，功能菌群制备完毕后再投加回原污染场地，菌群适应能力强，可快速起效并形成优势菌种，无需长期持续投加，且不会因生态位重叠造成不良影响；(2)功能菌群构建：A.配制培养液：培养液配方为：0.1-1.2％w/v基础无机盐培养基、10-60％v/v待修复污染场地的酚类污染地下水、0.2-2％w/v无机载体、余量为自来水；将以上成分在布有曝气设施的培养容器中混合均匀，培养液体积为预计总培养体积的30-50％(计划通过本专利技术方法所要配制的功能菌群溶液的体积)；B.接种：在上述培养液中添加混合酚并混合均匀，使培养液酚浓度达到100-200mg/L，调节pH至6-8，将上述步骤(1)中采集的土著微生物菌源接入培养容器中，使接种后土著微生物菌源浓度以污泥干质量计为3-12g/L；C.菌群构建：对上述接种后的培养液进行曝气培养，控制DO：2-4mg/L，温度：15-37℃，每8-24h检测培养液酚含量；酚去除率达到90％以上后，补充混合酚至200-400mg/L；继续培养至酚去除率达到90％以上后，补充混合酚至400-800mg/L；继续培养至酚去除率达到90％以上后，将培养液静置，弃去培养液体积10-50％的上层清液，按步骤A所述配方配制新鲜培养液并补充到培养容器中，使培养液体积达到预计总体积，补充混合酚至400-800mg/L，继续培养；此后酚去除率每达到90％以上，补充混合酚至400-800mg/L，连续培养10-14d，功能菌群构建完成，一般经过上述培养后培养液降酚速率不低于400mg/(L.d)；其中所述基础无机盐培养基成分组成及相对重量比例份数如下：NH4NO36-14份、K2HPO43-7份、KH2PO43-7份、CaCl20.6-1.4份、NaCl1.5-2.5份、MgSO40.6-1.4份、MnSO40.02-0.18份、FeSO40.02-0.18份。采用这种组成的基础无机盐培养基可以解决菌群构建过程中使用的污染地下水成分单一的问题，为土著菌群的强化培养提供必要的营养物质，加快功能菌群的构建。其中所述无机载体为沸石粉、硅藻土、活性炭、碳酸钙等常用无机载体中的一种或几种的组合，当采用多种组合时，相互质量配比没有限制。无机载体的添加可为微生物附着生长提供场所，从而提高菌群浓度。在构建功能菌群时待修复污染场地的酚类污染地下水的投加为关键步骤，通常情况下待修复场地的污染物组成较为复杂，如果功能菌群的构建脱离原场地环境，则菌群的适应性和有效性难以保证，待修复污染场地的酚类污染地下水的投加可使功能菌群的构建过程始终处于待修复场地环境条件下，使功能菌群对待修复场地保持良好的适应性，有助于定向制备对特定污染场地具有针对性的酚类污染物降解功能菌群，使其分别适应其所对应的应用环境。在B步骤的接种过程中，需要向培养液中添加混合酚，所述加入的混合酚为重量分数为60-90％苯酚和10-40％待修复场地酚类污染物，所述的待修复场地酚类污染物包括甲苯酚、萘酚、氯酚、二氯酚、三氯酚、硝基苯酚中的一种或几种的组合，当待修复场地酚类污染物为多种组合时，添加的组合污染物的质量配比没有特别规定。经研究，对苯酚有良好降解能力的菌种均可降解绝大多数其他酚类物质，因此，所采用的混合酚以苯酚为主，但为使菌群的构建更有针对性，还应根据待修复场地具体污染特点适量添加待修复场地酚类污染物，包含但不仅限于上述列出的物质以提高本专利技术所述方法的通用性，使之针对不同性质的酚类污染场地都有很好的适用性。在步骤C.菌群构建中，采用了酚含量梯度增加的方式进行，目的在于逐步将培养环境转变为高含酚环境，淘汰无法适应高酚环境的杂菌，使能够耐受并降解高含量酚类物质的菌种逐步适应高酚环境，并成为优势菌群，提高适应能力和处理能力；在菌群构建过程中，有弃去培养液体积10-50％的上层清液的步骤，该步骤的原因在于经过长时间的培养，培养液中可能积累了大量对微生物生长有抑制作用的代谢产物，需要将其排出培养液；对于某一特定污染场地而言，菌群构建的过程其菌种组成随培养时间保持优胜劣汰的动态平衡状态，最终形成相对稳定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种修复酚类污染土壤及地下水的功能菌群的制备方法，其特征在于：以待修复污染场地的土著微生物为菌源，通过构建原场地污染条件下的功能菌群、菌群混合发酵和后处理措施，定向制备对特定污染场地有针对性的酚类污染物降解用功能菌群。

【技术特征摘要】
1.一种修复酚类污染土壤及地下水的功能菌群的制备方法，其特征在于：以待修复污染场地的土著微生物为菌源，通过构建原场地污染条件下的功能菌群、菌群混合发酵和后处理措施，定向制备对特定污染场地有针对性的酚类污染物降解用功能菌群。2.根据权利要求1所述修复酚类污染土壤及地下水的功能菌群的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：(1)菌源采样：在待修复的污染场地采集受酚类物质污染的土壤，即为功能菌群构建的土著微生物菌源；(2)功能菌群构建：A.配制培养液；B.接种；C.菌群构建；(3)混合发酵：A.发酵条件准备；B.接种发酵；C.培养基流加；D.发酵终点控制；(4)发酵后处理：A.菌体收集；B.固体菌粉制备。3.根据权利要求2所述修复酚类污染土壤及地下水的功能菌群的制备方法，其特征在于：所述(2)功能菌群构建具体为：A.配制培养液：所述培养液配方为：0.1-1.2％w/v基础无机盐培养基、10-60％v/v待修复污染场地的酚类污染地下水、0.2-2％w/v无机载体、余量为自来水；将以上成分在布有曝气设施的培养容器中混合均匀，培养液体积为预计总培养体积的30-50％；B.接种：在培养液中添加混合酚并混合均匀，使培养液中酚浓度达到100-200mg/L，调节pH至6-8，将采集的土著微生物菌源接入培养容器中，使接种后土著微生物菌源浓度以污泥干质量计为3-12g/L；C.菌群构建：对接种后的培养液进行曝气培养，控制DO：2-4mg/L，温度：15-37℃，每8-24h检测培养液酚含量，酚去除率达到90％以上后，补充混合酚至200-400mg/L，继续培养至酚去除率达到90％以上后，补充混合酚至400-800mg/L，继续培养至酚去除率达到90％以上后，将培养液静置，弃去培养液体积10-50％的上层清液，配制新鲜培养液并补充到培养容器中，使培养液体积达到预计总体积，补充混合酚至400-800mg/L，继续培养；此后酚去除率每达到90％以上，补充混合酚至400-800mg/L，连续培养10-14d，功能菌群构建完成。4.根据权利要求3所述修复酚类污染土壤及地下水的功能菌群的制备方法，其特征在于：所述无机载体为沸石粉、硅藻土、活性炭、碳酸钙等常用无机载体中的一种或几种的组合。5.根据权利要求3所述修复酚类污染土壤及地下水的功能菌群的制备方法，其特征在于：所述混合酚为重量分数为60-90％苯酚和10-40％待修复场地酚类污染物，所述的待修复场地酚类污染物包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕正勇，秦森，朱湖地，宋登慧，苗竹，范吉强，魏丽，李淑彩，
申请(专利权)人：北京高能时代环境技术股份有限公司，北京高能时代环境修复有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11