[发明专利]四氧化三铁改性生物炭固定化多环芳烃降解菌剂及其制备和应用

说明书

本发明涉及四氧化三铁改性生物炭固定化多环芳烃降解菌剂及其制备和应用，该降解菌剂包括Fe₃O₄改性生物炭材料，以及负载在Fe₃O₄改性生物炭材料上的菌株，所述菌株为中度嗜盐菌Martelella sp.AD‑3，其保藏编号为CCTCC M 2011218，于2011年6月30日保存于中国典型培养物保存中心。利用本发明可实现对多环芳烃高效降解，24h对200mg/L的菲去除率可达96.33％，相比于生物炭固定化菌剂的降解率84.51％提高了11.82％，且在20℃和4℃保存21d后24h对200mg/L的菲分别有74.18％和90.00％的降解率。在实际污染土壤中，本发明仍具有高效降解活性，当添加量为3％时对87.2mg/kg的菲污染土壤21d降解率可达77.0％。

技术领域

本发明属于微生物菌剂技术领域，涉及一种四氧化三铁改性生物炭固定化多环芳烃降解菌剂及其制备和应用。

背景技术

多环芳烃是一类环境中普遍存在的重要持久性有机污染物，其排放量大，常常在土壤中长期存在、大量积累，严重危害土壤生产和生态功能。其致癌、致畸、致突变的性质严重影响环境与公众健康，已被中国、美国等多个国家纳入优先控住污染物。石油开采常造成油田周边土壤PAHs污染，而石油开采污染土壤常呈现盐碱化，因此高盐碱条件下高效、绿色修复土壤PAHs污染已成为关注热点。

目前微生物修复技术由于其处理效果好、成本低、对土壤扰动小、无二次污染等优点，成为研究和应用最广泛的修复技术之一。中国专利CN 107881126A公开了一种高效降解多种多环芳烃的中度嗜盐菌及其应用，所述中度嗜盐菌从胜利油田污染盐碱土壤筛选，鉴定命名为Martelella sp.AD-3(CCTCC M 20111218),该菌在0.5-15％盐度、pH值6-10范围内高效降解联苯、苊烯、苊、芴、菲、蒽、荧蒽、苯并[a]蒽等多种污染物、36h内，对浓度为100mg/L芴的降解率达到100％。最佳条件下，对土壤中联苯、苊烯、芴、菲、蒽等有明显去除效果。

微生物固定化技术是微生物修复的一种，与自由细胞生物降解相比具有生物量高、不易流失、抗毒害能力强的优点，在PAHs污染环境修复中正受到广泛关注。该技术有忘克服修复现场降解菌生存能力弱，修复效果不佳的问题。生物炭是由农业废弃物等生物质热解产生的富碳固体，具有多孔结构和很大的比表面积，有利于微生物附着生长并抵御不良条件侵害，表面丰富的营养元素为微生物生长提供营养。因此将生物炭作为固定化载体负载降解菌用于PAHs修复中是一种绿色环保、且高效的修复技术。

中国专利CN111088187A公开了一种生物炭基固定多环芳烃高效降解菌剂及其制备方法与应用，该方法以生物炭为材料，将多环芳烃高效降解菌吸附固定在棉杆和稻壳生物炭上。制得的2种生物炭固定化菌剂16h对菲的去除率可分别达到93.08％、66.36％；游离菌剂7d后已失去降解活性，而生物炭固定化菌剂对菲去除率仍可达到71.78％、40.72％，可见生物炭可保持菌体活性、延长微生物存活时间。但是，上述生物炭固定化菌剂对菲等菌种的降解率还有待提高。

综合来看，目前鲜有利用Fe₃O₄改性生物炭固定化多环芳烃降解菌剂用于多环芳烃污染环境修复的研究。

发明内容

本发明的目的就是为了提供一种四氧化三铁改性生物炭固定化多环芳烃降解菌剂及其制备和应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：