[发明专利]一种改性氧化石墨烯固定化微生物复合材料的制备方法及原位修复柴油污染土壤方法

说明书

本发明公开了一种改性氧化石墨烯固定化微生物复合材料的制备方法及原位修复柴油污染土壤方法，属于微生物修复技术领域。所述改性氧化石墨烯固定化微生物复合材料的制备步骤为：将产碱杆菌与阳离子聚丙烯酰胺改性氧化石墨烯分散在磷酸缓冲盐溶液(phosphate buffer saline，PBS)中，固定化处理，离心，冷冻干燥，得到所述改性氧化石墨烯固定化微生物复合材料。将所述改性氧化石墨烯固定化微生物复合材料用于柴油污染土壤的修复，当所述改性氧化石墨烯固定化微生物复合材料与柴油污染土壤的质量比为1～10：100时，63天的柴油降解率可达到73.67％，对柴油污染土壤具有良好的修复效果。

技术领域

本发明属于微生物修复技术领域，具体涉及一种改性氧化石墨烯固定化微生物复合材料的制备方法及原位修复柴油污染土壤方法。

背景技术

柴油是一种从石油中提取出来的，被广泛使用的燃料，其使用量巨大。但是在运输和储存过程中，大量的柴油通过储罐和管道的泄漏或者是事故导致的泄漏被大量的释放到了环境中，加油站和柴油储罐附近的土壤是柴油污染的重灾区。柴油碳链在C₁₀～C₂₂之间(一些国家的柴油碳链为C₁₀～C₂₈)，含有直链烷烃、异链烷烃、环烷烃和芳香族化合物，是具有毒性的石油产品，柴油泄漏会对自然海洋资源、野生动物及其栖息地等造成威胁，同时还会对人类的健康构成威胁。随着“土壤污染防治法”的实施，柴油污染土壤的治理需求也更加迫切。修复柴油污染土壤的方法有换土法、热脱附法、萃取法、淋洗法、光催化氧化法、微生物代谢降解法和植物修复法等。80年代以来，生物修复技术兴起，该技术是利用生物的生命代谢活动降解土壤环境中有毒有害物质，使污染土壤恢复到健康状态的过程，对环境无害、无污染，在土壤修复领域中取得了很大进步，正在逐渐成熟。

但是传统微生物技术往往是将细菌直接用于柴油污染土壤的修复，对土壤有毒物质的抵抗弱，容易受到环境条件的制约，影响石油烃的降解效果。因此，研发新型的柴油污染土壤微生物修复方法，提高对柴油污染土壤的修复效果十分必要。

发明内容

本发明的目的是研发新型的柴油污染土壤微生物修复方法，提高对柴油污染土壤的修复效果。

为实现上述目的，本发明提供如下的技术方案：

本发明的技术方案之一，一种改性氧化石墨烯固定化微生物复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将产碱杆菌与阳离子聚丙烯酰胺改性氧化石墨烯分散在PBS中，固定化处理，离心，冷冻干燥，得到所述改性氧化石墨烯固定化微生物复合材料。

进一步地，所述阳离子聚丙烯酰胺改性氧化石墨烯的制备方法为：在阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)水溶液中加入氧化石墨烯(GO)，加热搅拌，离心，冷冻干燥，得到所述阳离子聚丙烯酰胺改性氧化石墨烯(GO@CPAM)。

阳离子聚丙烯酰胺具有比较强的亲油性，用其对氧化石墨烯改性后可以增加氧化石墨烯对油的吸附性能，从而增加以改性氧化石墨烯为载体制备的固定化微生物复合材料与油的接触能力以提高对油的降解能力。

进一步地，所述阳离子聚丙烯酰胺水溶液由阳离子聚丙烯酰胺与水按照质量体积比为1～2g：30mL配制而成，所述阳离子聚丙烯酰胺与氧化石墨烯的质量比为1～2：2。

阳离子聚丙烯酰胺与氧化石墨烯的质量比过大会占据GO表面过多的空间，使细菌的固定化量降低，影响最终的固定化微生物复合材料降解柴油的效果，质量比过小CPAM含量降低，影响对柴油的吸附效果，1～2：2是一个较为合适的区间，可以使最终的固定化微生物复合材料具有良好的降解柴油的效果。

进一步地，所述加热搅拌的温度为75～85℃。

进一步地，所述加热搅拌分两个阶段进行，第一阶段的加热搅拌完成后，进行超声分散处理，超声分散处理完成后，以与第一阶段相同的温度继续进行加热搅拌。