[发明专利]一种同时治理地下水中汽油与三氯乙烯复合污染的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境有机污染物生物处理技术领域，具体涉及一株细菌利用汽油作为生长基质，共代谢降解三氯乙烯在污染地下水生物处理和环境污染修复中的应用。

技术背景

三氯乙烯(trichloroethylene，TCE)是一种广泛应用的氯代有机溶剂，可用作清洗剂、脱脂剂、萃取剂等；另外，TCE还作为杀虫剂、铁路、汽车、食品加工、纺织、医药和有机化工的原料而广泛应用。随着现代工业的迅速发展，三氯乙烯对环境造成了严重污染，严重影响生态平衡和人类健康。动物实验表明，TCE具有三致效应；流行病学调查表明TCE对人的中枢神经具有强烈的抑制作用。由于TCE的毒害作用，许多国家都已将其列入优先控制污染物黑名单，而且环境标准相当严格。但是由于认识和控制措置的滞后性，土壤和地下水中TCE的污染广泛存在。受TCE污染的土壤和地下水的修复技术主要包括物理方法、化学方法和微生物方法，其中物理方法仅将污染物转移到另外一相，没有将污染物清除；化学方法虽可以彻底分解有机物，但易导致生态环境遭到破坏，如利用零价铁还原可以彻底分解TCE，但是存在着铁格栅容易造成地下水pH值升高，需要长年管理和维护等缺点；微生物方法因其具有处理效率高、费用低、降解彻底和适宜现场处理等特点，一直受到广泛关注。由于氯的取代，TCE的降解主要在厌氧条件下发生，但是厌氧代谢具有降解不完全，产生毒性更大的中间降解产物等缺点。在好氧条件下，TCE必须通过共代谢进行降解。Dalton和Stirling将共代谢定义为：必须在生长基质和其他可转化化合物存在下，微生物对非生长基质的转化。TCE共代谢主要的底物有甲烷、丙烷、戊烷等脂肪族化合物和甲苯、苯酚、苯、甲苯酚等芳香族化合物。汽油是地下水中另外一种常见的污染物，在汽油中，脂肪碳占42-64％，而芳香化合物苯、甲苯、乙苯和二甲苯(BTEX)则可占到10-59％。因此，汽油从理论上可作为TCE的共代谢底物，可达到两种污染物同时去除的目的。将汽油作为TCE共代谢底物的研究尚无报道。

发明内容

本发明的目的是从治理复合污染的理念出发，利用实际环境中经常存在的污染物作为TCE的共代谢基质，可达到同时治理两类污染物，或者以废治废的更高境界，增加技术的实用性。

本发明选取真养产碱杆菌(Ralstonia eutropha)作为TCE共代谢降解菌。菌株培养条件：恒温摇床30℃，150r/min，培养17h，测定菌悬液吸光度OD₆₀₀＝2.580。分别取18mL无机盐培养基、2mL菌悬液、一定体积的共代谢底物(苯、甲苯、苯酚、93^#汽油)与TCE的混合标准储备液于43mL样品瓶中，固定TCE最终浓度为1mg/L，调节底物的浓度；迅速旋紧瓶盖，摇匀，同时做空白对照；置于培养箱中，30℃培养若干小时。用注射器刺透样品瓶旋盖的PTFE/硅胶胶垫，将20mL正己烷注入样品瓶中萃取，吸取1.5mL萃取液于进样瓶中，进行气相色谱分析。通过改变共代谢底物、底物与TCE浓度比、无机盐培养基组成、pH值和盐度，确定最佳降解条件。

附图说明

图1底物对TCE共代谢降解的影响

图2不同浓度汽油共存时TCE共代谢降解动力学

图3无机盐培养基对TCE共代谢降解的影响

图4盐度对TCE共代谢降解的影响

图5pH值对TCE共代谢降解的影响

具体实施方式

下面结合实施对本发明进一步详细的描述，但发明的实施方式不限于此。

实施例：Ralstonia eutropha对TCE共代谢降解的优化条件研究

分别选取不同浓度(10、50、100、500和1000mg/L)的苯、甲苯、苯酚、93^#汽油作为共代谢底物，调节底物与TCE的浓度比，优化不同无机盐培养基、pH值和盐度，测定TCE降解残留率。

由图1可见，当共代谢底物为汽油时，TCE的降解效果明显优于共代谢底物为苯、甲苯、苯酚时的情况，TCE的残留率最低。

以苯、甲苯、苯酚为共代谢底物时，TCE的最大降解率发生在底物浓度为500mg/L；而以汽油为共代谢底物时，TCE的最大降解率发生在底物浓度为10mg/L。这是因为，在降解过程中，相对于单一底物而言，汽油中丰富的组分诱导微生物产生了多种多样的非特异性酶，而这些酶对TCE的降解起到了积极的作用，故在TCE浓度一定的条件下，汽油的最佳浓度低于其它底物的最佳浓度。