CN115745193A - 一种促进微生物对地下水中石油烃进行降解的复合药剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种促进微生物对地下水中石油烃进行降解的复合药剂，涉及水处理技术领域。本发明复合药剂包括半乳糖、KNO3、磷源、豌豆肽、大豆卵磷脂、金属盐、碳酸氢钠、硫酸钠、维生素B2；其中磷源是由质量比为1:1的K2HPO4和KH2PO4混合而成；所述金属源包括铁盐、镁盐以及锰盐中的至少两种。将本发明的复合药剂注入到含石油烃污染地下水中，在低温、缺氧、寡营养的情况可以提高微生物对石油烃的降解效率。
Description
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种促进微生物对地下水中石油烃进行降解的复合药剂。
背景技术
随着社会经济的不断发展，石油能源的消耗量逐渐提高，在开采、运输、利用等过程中出现跑、冒、滴、漏等问题，对地下水体造成严重污染，同时对人体健康也构成了严重威胁。石油污染地下水问题受到社会高度关注，成为地下水修复领域的研究热点。
目前对地下水石油烃进行降解的一个重要方法是微生物修复技术，其在修复过程中不产生二次污染物、对生态环境和土地利用的干扰程度较小、成本低，因此受到国内外的广泛关注。目前国内外对石油污染地下水原位微生物修复技术研究中主要对微生物降解目标污染物的降解机制、降解能力、降解效果、可持续性等进行研究。
石油污染地下水中土著微生物的降解效率往往受限于地下水低温、缺氧、寡营养等环境条件，降解反应发生需要的营养基质匮乏或缺少，土著微生物菌群代谢缓慢、降解效率低，如何高效调控有机污染地下水中的土著微生物菌群，使其降解效率得到快速提升，是石油污染地下水原位微生物修复领域亟需解决的关键科学问题和技术瓶颈。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种促进微生物对地下水中石油烃进行降解的复合药剂，该复合药剂用于石油烃污染的地下水，能够显著提高微生物的繁殖能力，提高石油烃的降解效率。
本发明是采用以下技术方案实现的：
本发明促进微生物对地下水中石油烃进行降解的复合药剂包括半乳糖、KNO3、磷源、豌豆肽、大豆卵磷脂、金属盐、碳酸氢钠、硫酸钠、维生素B2；
所述磷源是由质量比为1:1的K2HPO4和KH2PO4混合而成；
所述金属源包括铁盐、镁盐以及锰盐中的至少两种。
优选的，所述金属盐是由质量比为1:1:2的氯化铁、氯化镁以及氯化锰构成。在一些实施例中，本发明所述复合药剂中各成分的质量份如下：半乳糖0.5-2份、
KNO35-15份、
磷源5-15份、
豌豆肽0.5-3份、
大豆卵磷脂8-15份、
金属盐15-30份
碳酸氢钠5-15份
硫酸钠0.05-0.2份
维生素B20.05-0.2份。
在一些实施例中，本发明所述复合药剂中各成分的质量份如下：半乳糖1.0份、
KNO310份、
磷源10份、
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大豆卵磷脂8-15份、
金属盐15-30份
碳酸氢钠5-15份
硫酸钠0.05-0.2份
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在一些实施例中，本发明所述复合药剂中各成分的质量份如下：半乳糖1.0份、
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豌豆肽1.0份、
大豆卵磷脂10份、
金属盐15-30份
碳酸氢钠5-15份
硫酸钠0.05-0.2份
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在一些实施例中，所述复合药剂中各成分的质量份如下：
半乳糖1.0份、
KNO310份、
磷源10份、
豌豆肽1.0份、
大豆卵磷脂10份、
金属盐20份
碳酸氢钠10份
硫酸钠0.1份
维生素B20.1份。
本发明还提供了所述促进微生物对地下水中石油烃进行降解的复合药剂的使用方法，具体是在石油烃污染的地下水中加入所述复合药剂，其中地下水中石油烃含量为10mg/L，每升所述地下水中复合药剂的加入量为50-70mg。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种促进微生物对地下水中石油烃进行降解的复合药剂，其是由半乳糖、KNO3、磷源、豌豆肽、大豆卵磷脂、金属盐、碳酸氢钠、硫酸钠、维生素B2混合而成，其中磷源为K2HPO4和KH2PO4混合而成。将本发明的复合药剂加入到含石油烃的地下水中，在低温以及溶氧量低的情况也可以提高微生物对是石油烃的降解效率。
具体实施方式
为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
实施例1
一种促进微生物对地下水中石油烃进行降解的复合药剂，其是由以下质量份的成分构成：
半乳糖1.0份、KNO310份、K2HPO45份、KH2PO45份、豌豆肽1.0份、大豆卵磷脂10份、氯化铁5份、氯化镁5份、氯化锰10份、碳酸氢钠10份、硫酸钠0.1份、维生素B20.1份。
实施例2
一种促进微生物对地下水中石油烃进行降解的复合药剂，其是由以下质量份的成分构成：
半乳糖1.0份、KNO310份、K2HPO45份、KH2PO45份、豌豆肽0.5份、大豆卵磷脂8份、氯化铁5份、氯化镁5份、氯化锰10份、碳酸氢钠5份、硫酸钠0.05份、维生素B20.05份。
实施例3
一种促进微生物对地下水中石油烃进行降解的复合药剂，其是由以下质量份的成分构成：
半乳糖1.0份、KNO310份、K2HPO45份、KH2PO45份、豌豆肽1.5份、大豆卵磷脂9份、氯化铁5份、氯化镁5份、氯化锰10份、碳酸氢钠10份、硫酸钠0.1份、维生素B20.2份。
实施例4
一种促进微生物对地下水中石油烃进行降解的复合药剂，其是由以下质量份的成分构成：
半乳糖1.0份、KNO310份、K2HPO45份、KH2PO45份、豌豆肽2.5份、大豆卵磷脂12份、氯化铁5份、氯化镁5份、氯化锰10份、碳酸氢钠12份、硫酸钠0.15份、维生素B20.1份。
实施例5
一种促微生物对地下水中石油烃进行降解的复合药剂，其是由以下质量份的成分构成：
半乳糖1.0份、KNO310份、K2HPO45份、KH2PO45份、豌豆肽3份、大豆卵磷脂15份、氯化铁5份、氯化镁5份、氯化锰10份、碳酸氢钠15份、硫酸钠0.1份、维生素B20.1份。
对比例1
一种对地下水中石油烃进行降解的复合药剂，其是由以下质量份的成分构成：
半乳糖1.0份、KNO310份、K2HPO45份、KH2PO45份、豌豆肽1.0份、大豆卵磷脂10份、氯化锰10份、碳酸氢钠10份、硫酸钠0.1份、维生素B20.1份。
对比例2
一种对地下水中石油烃进行降解的复合药剂，其是由以下质量份的成分构成：
半乳糖1.0份、KNO310份、KH2PO410份、豌豆肽1.0份、大豆卵磷脂10份、氯化铁5份、氯化镁5份、氯化锰10份、碳酸氢钠10份、硫酸钠0.1份、维生素B20.1份。
对比例3
一种对地下水中石油烃进行降解的复合药剂，其是由以下质量份的成分构成：
半乳糖1.0份、KNO310份、K2HPO45份、KH2PO45份、大豆卵磷脂10份、氯化铁5份、氯化镁5份、氯化锰10份、碳酸氢钠10份、硫酸钠0.1份、维生素B20.1份。
将实施例1-5以及对比例1-3制得的复合药剂注入到石油烃污染的地下水(水温为10℃)中，其中地下水中石油烃含量为10mg/L，1L地下水中复合药剂的投入量为60mg。同时增设空白例，即未注入任何药剂。定期取样测定地下水中石油烃的去除率和微生物含量(OD600值)，如表1所示。
表1本发明复合药剂刺激石油污染地下水中土著微生物降解实验结果
实施例6
采用渗流槽进行原位注入修复工程模拟试验，石油污染地下水的水温为11.5℃左右，溶解氧低于0.8mg/L，渗流槽主体为有机玻璃槽，长、宽、高分别为60cm、40cm和40cm，内部填充含水层岩性介质由上到下依次为细砂、中砂、粗砂、卵砾石，填充高度分别为8cm，7cm，5cm，5cm，含水层上部和下部均为粉质粘土层，填充高度为5cm，控制含水层中的地下水水力坡度约为5‰，通过蠕动泵在进水口向含水层通入含10mg/L石油烃污染地下水(石油水样来自石油污染地下水，主要由正构烷烃(C10-C31)和芳香烃——苯系物、萘构成)，在石油烃自然迁移穿透饱和后，注入含有浓度为62.2mg/L本发明实施例1复合药剂的10mg/L石油污染地下水(即在试验水样中加入本发明的复合药剂，复合药剂在试验水样中的浓度为62.2mg/L)，在细砂、中砂、粗砂和卵砾石层中，营养基质持续刺激作用15d过程中，发现分别作用到7-13d、5-11d、3-7d和1-3d时，石油烃降解率分别达到78.68％、72.80％、63.31％和57.55％以上，此时营养物质消耗量在6.13％～20％之间，相比于未注入本发明复合药剂的自然修复条件下分别提升了41.45％、34.51％、24.21％和20.97％，土著微生物菌群DNA含量相比于自然修复条件下增加了0.054mg/L～5.8mg/L，含水层中水相和岩性介质中占优势菌属为石油烃降解菌，其中Pseudomonas在营养基质刺激下丰度增幅达到了20％左右；采用正己烷萃取后利用用色谱-质谱联用仪检测降解产物，发现主要产生小分子乙醇、丙醇和乙酸、丙酸及酯类等物质，根据小试试验，结合本发明药剂刺激土著微生物降解石油烃动态规律分析，细砂、中砂、粗砂和卵砾石层地下水中石油烃含量在21d-30d时达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中石油类含量0.3mg/L限值。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种促进微生物对地下水中石油烃进行降解的复合药剂，其特征在于，包括半乳糖、KNO3、磷源、豌豆肽、大豆卵磷脂、金属盐、碳酸氢钠、硫酸钠、维生素B2；
所述磷源是由质量比为1:1的K2HPO4和KH2PO4混合而成；
所述金属源包括铁盐、镁盐以及锰盐中的至少两种。
2.根据权利要求1所述促进微生物对地下水中石油烃进行降解的复合药剂，其特征在于，所述金属盐是由质量比为1:1:2的氯化铁、氯化镁以及氯化锰构成。
3.根据权利要求2所述促进微生物对地下水中石油烃进行降解的复合药剂，其特征在于，所述复合药剂中各成分的质量份如下：
半乳糖0.5-2份、
KNO35-15份、
磷源5-15份、
豌豆肽0.5-3份、
大豆卵磷脂8-15份、
金属盐15-30份
碳酸氢钠5-15份
硫酸钠0.05-0.2份
维生素B20.05-0.2份。
4.根据权利要求3所述促进微生物对地下水中石油烃进行降解的复合药剂，其特征在于，所述复合药剂中各成分的质量份如下：
半乳糖1.0份、
KNO310份、
磷源10份、
豌豆肽0.5-3份、
大豆卵磷脂8-15份、
金属盐15-30份
碳酸氢钠5-15份
硫酸钠0.05-0.2份
维生素B20.05-0.2份。
5.根据权利要求4所述促进微生物对地下水中石油烃进行降解的复合药剂，其特征在于，所述复合药剂中各成分的质量份如下：
半乳糖1.0份、
KNO310份、
磷源10份、
豌豆肽1.0份、
大豆卵磷脂10份、
金属盐15-30份
碳酸氢钠5-15份
硫酸钠0.05-0.2份
维生素B20.05-0.2份。
6.根据权利要求5所述促进微生物对地下水中石油烃进行降解的复合药剂，其特征在于，所述复合药剂中各成分的质量份如下：
半乳糖1.0份、
KNO310份、
磷源10份、
豌豆肽1.0份、
大豆卵磷脂10份、
金属盐20份
碳酸氢钠10份
硫酸钠0.1份
维生素B20.1份。
7.根据权利要求1～5任意一项所述促进微生物对地下水中石油烃进行降解的复合药剂的使用方法，其特征在于，在石油烃污染的地下水中加入所述复合药剂，其中地下水中石油烃含量为10mg/L，每升所述地下水中复合药剂的加入量为50-70mg。
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