石油污染土壤生物修复的生态条件研究

石油污染土壤生物修复的生态条件研究

王华金[1]2013年在《石油污染土壤微生物修复效果的生物指示研究》文中研究表明随着石油工业的快速发展,土壤的石油污染已成为备受关注的环境问题。石油污染土壤的微生物修复技术以其修复效果好、无二次污染等诸多优点逐渐成为研究热点。本研究在考察高效石油降解混合菌体系的修复性能的基础上,采用生态毒理学试验对不同修复时期石油污染土壤生态毒性进行了综合诊断,以筛选敏感指示生物和相应指示指标来有效地评价土壤的修复效果。研究结果表明:(1)石油污染土壤生物模拟修复实验修复效果较好。污染土壤经40d生物修复后,总石油烃表观降解率达到64.4%,并且石油烃各组分的表观降解率为:饱和烃>芳烃>沥青和胶质。土壤中的残油GC-MS分析结果进一步证实了混合菌体系降解石油烃类的有效性。(2)通过考察不同修复时期石油污染土壤酶活性综合诊断和评价了污染土壤的生态毒性。土壤酶活性分析结果表明,四种代谢酶活性的变化规律不尽一致。过氧化氢酶活性和脱氢酶活性与石油残留量呈极显着相关性(p<0.01),脲酶活性和石油残留量呈显着相关性(p<0.05),而脂肪酶与石油残留量不存在显着相关性(p>0.05)。(3)通过选取小麦和萝卜两种高等植物种子,度量了其种子发芽率、生长发育和生理生化指标,评价了不同修复时期污染土壤的生态毒性。结果表明,小麦幼苗生长发育株高、地上部鲜重、根鲜重及根干重指标以及叶片SOD活性、MDA含量说明修复8d和16d的土壤其生态毒性较强。萝卜幼苗生长株高、地上部鲜重、根鲜重以及叶片SOD活性、MDA含量指标说明微生物修复的前期土壤的生态毒性有所上升,随后毒性有所降低,但整个修复时期的土壤都存在一定的生态毒性。(4)通过测量不同修复时期石油污染土壤发光细菌的相对发光强度综合评估了不同修复时期污染土壤的生态毒性。结果表明,DCM/DMSO浸提液表明土壤的生态毒性呈现先上升后降低的变化趋势。(5)在石油污染土壤生物修复过程中,土壤中目标污染物的量减少并不意味着土壤生态毒性的降低。生态毒理测试结果表明,石油污染土壤微生物修复后土壤毒性变的复杂化,在修复的前中期出现毒性上升,后期毒性逐渐减弱。其中,小麦和萝卜幼苗株高、地上部鲜重、根鲜重以及叶片SOD活性、MDA含量,发光细菌的相对发光强度可作为最为潜在的石油污染土壤微生物修复效果的指示生物和指标。

陈新才[2]2002年在《石油污染土壤生物修复的生态条件研究》文中研究表明在石油生产、贮运、炼制加工及使用过程中,由于事故、不正常操作及检修等原因,都会有石油烃类的溢出和排放。其进入土壤后,会破坏土壤结构,分散土粒,使土壤的透水性降低。其富含的反应基能与无机氮、磷结合并限制硝化作用和脱磷酸作用,从而使土壤有效氮、磷的含量减少。特别是其中的多环芳烃,因有致癌、致变、致畸等活性和能通过食物链在动植物体内逐级富集,它在土壤中的累积更具危害。 土壤遭受石油污染后,其石油的降解速度,除受石油降解微生物、污染物的物理化学特性影响外,还受环境等因素的影响。要取得较高的石油降解效率和最佳的治理效果,就要对石油的生物降解生态条件进行研究和探讨。 在本课题中,我们选择武汉石化厂原油和厂内未受污染的土壤作为研究对象,通过在自制的生物浆化反应器中对石油污染土壤进行生物修复,改变影响石油降解的各种内部和外部因素。通过单因素试验比较了土着微生物和接种石化厂内含油污泥后的土壤(石油浓度均为1%)以及在接种含油污泥后不同石油浓度(1%和5%)对石油降解效率的影响;通过正交试验,以营养物质、含水量、电子受体和表面活性剂为因素得出了最佳的生物降解生态条件;最后在最佳生态条件下对石油修复过程中的烷烃和芳香烃的降解情况进行了探讨。 试验研究结果表明:作为石油生物降解的执行者,微生物的数量是影响石油降解效率的重要因素,土壤中微生物的巨大的自然容量是其生物修复的基础;石油浓度在一定范围内对石油的降解效率并没有影响,并且在5%浓度时,其起始降解效率较高,但是到了培养40天以后,这种优势渐渐变弱,可能还是高浓度的石油对微生物有一定的毒害作用;石油污染土壤生物修复的最佳生态条件为:营养物质C:N为60,电子受体H_2O_2的累计加入量为12mg/g,含水量为50%,表面活性剂为阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠;因 素的主次关系为:含水量、表面活性剂、营养物质和电子受体。在 最佳生态条件下,石油的降解效率30天可以达到50%以上,取得了 较好的效果。

李宝明[3]2007年在《石油污染土壤微生物修复的研究》文中进行了进一步梳理本文针对目前我国土壤石油污染的现状以及石油污染土壤微生物修复目前存在的主要问题,缺少高效石油降解菌株、降解微生物之间作用机制不清楚以及修复工艺不完善等,从分离筛选原油降解菌株入手,根据原油的主要组分对菌株进一步复筛并构建石油降解菌群,通过室内模拟石油污染土壤进行生物修复试验对菌群的石油降解效果进行验证,采用传统培养方法、Biolog微平板法以及PCR-DGGE技术从微生物生态学的角度,对石油污染土壤微生物修复过程中菌群C9及其它土壤微生物的变化进行研究,试图探索生物修复过程中微生物间的变化规律,本研究的主要结果如下:1)从石油污染样品中分离得到石油降解菌株260株,构建了石油降解菌群C9,5天内石油降解率可以达到55.5%,比单一菌株在相同条件下降解率提高了15.5%;气相色谱分析表明菌群C9可以有效降解原油中的不同组分。2)经鉴定菌群C9中四株菌分别为红平红球菌(Rhodococcus erythropolis)、人苍白杆菌(Ochrobactrum anthropi)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、紫红红球菌(Rhodococcus rhodochrous)。3)通过室内石油降解条件的优化,菌群C9的最适pH值为7~10,最适N源为KNO_3,最适P源为K_2HPO_4,各菌株间最佳接种配比SL-51:SL-84:SL-133:SL-163为1:1:20:1,C9的最佳石油降解条件为1000mL无机盐培养液中KNO_3 3g、K_2HPO_4 1g、pH8、接种比例为6.9%、石油浓度为0.25%,该条件下其降解率可达到83%以上,并且更有利于C9对原油中饱和烃和芳烃的降解。4)模拟石油污染土壤修复试验结果表明,在接种菌群C9并添加营养液的条件下,经过102天的生物修复,石油降解率达到82%,C9对石油的降解起到了关键作用。5)采用PCR-DGGE等技术研究表明,该菌群可以在石油污染土壤中较好定殖;微生物生态学研究结果表明,在修复的前期(0至21天),优势菌群以C9为主;在修复的中后期(22至102天),菌群数量开始下降,土壤中微生物群落发生改变,其代谢能力发生了变化。本研究不仅为石油污染土壤生物修复提供了菌种资源,而且为今后如何构建微生物菌群提供了一条捷径和新的思路,为优化石油污染微生物修复工艺提供了理论依据。

吴作军[4]2010年在《微生物分子生态学技术在石油污染土壤修复中的应用研究》文中进行了进一步梳理本文首先简要回顾了国内外石油污染耕地生物修复技术及其实际应用现状,重点介绍了微生物分子生态学技术在揭示土壤修复过程中土壤微生物种类、数量以及功能基因的变化等方面的研究进展,展望了该技术在生物修复过程的设计、实施以及效果评估方面的应用前景。研究了接种阴沟肠杆菌(E. cloacae)的石油污染土壤的生物强化修复过程,PCR-DGGE分析结果显示阴沟肠杆菌可在污染土壤中稳定存在,在接种微生物的同时添加麦秸可显着增加土壤微生物群落的种类和数量;所获得的真菌和细菌的数量最多,分别达到5.5×10~3和4.6×10~7;土壤脱氢酶活最高,达到0.79;石油烃的降解率也最高,处理56d后的石油烃降解率达到56%。微生态分析结果还显示了不同的修复操作所获得的土壤微生态组成上的差异。采用基因文库法分析对比了污染耕地、修复耕地和正常耕地的细菌和真核生物的基因类型和组成。结果显示正常耕地细菌和真核生物的基因类型分别为122个和34个,细菌优势菌门是变形杆菌门、酸杆菌门和拟杆菌门;真核生物优势门是节肢动物门、真菌未知、双核真菌门和丝足虫门。石油污染导致土壤细菌和真菌基因类型分别减少到96个和21个,优势细菌菌门分布和真核生物门组成也发生明显变化。经过生物修复后,耕地的基因类型分别恢复到115个和30个,优势细菌菌门分布和真核生物门种类也恢复到正常耕地的水平。以氮循环过程中固氮、硝化以及氨化作用的特征基因,即nifH、narG和amoA为例,考察了生物修复过程的土壤生物功能性变化。对于nifH而言,正常耕地共发现25个基因型,而污染耕地仅存在15个基因型,修复后耕地的基因型数量恢复到21个,聚类分析表明叁种土壤均分为6个类群,包括放线菌亚纲、α、γ、β和δ变形杆菌亚纲和未确定亚纲,但组成比例存在差异。类似的情形也出现在amoA和narG基因,后者则会因石油污染而消失。修复后的基因类型则达到甚至超过了正常耕地水平,在优势菌株和比例组成上与正常耕地相似,表明修复耕地的功能基因恢复到了正常耕地的水平。

甄丽莎[5]2016年在《石油污染土壤修复过程微生物群落结构和酶活性变化研究》文中研究指明石油污染已经成为土壤生态环境保护的一个突出问题。本研究利用Biolog、RFLP、Illumina高通量测序技术探究了石油污染土壤修复过程微生物群落结构的变化,利用基因克隆和异源表达技术研究了石油降解关键酶——邻苯二酚双加氧酶活性及其编码基因的克隆和表达。通过石油污染土壤的微生物群落结构及其代谢特征研究,明确了污染环境中的优势类群为细菌。从石油污染土壤中富集驯化得到16个复合菌群和7株高效石油降解菌株,利用RFLP技术和Illumina高通量测序技术分别对菌株16S rDNA图谱和菌群物种组成进行分析,并测定菌株(群)的石油降解能力。进一步研究了土壤石油含量、氧化剂和有机肥对堆腐化修复过程微生物群落结构组成和代谢特征的影响。研究了邻苯二酚双加氧酶活性特征,对酶蛋白的编码基因进行了克隆和转化,获得1株重组菌实现邻苯二酚双加氧酶异源表达。本研究为石油降解微生物资源利用以及石油污染土壤的微生物修复提供理论依据,主要研究结果如下:1.在石油烃类污染物胁迫条件下,不同类群的土壤微生物总量和组成均存在较大差异。细菌和真菌数量极显着增加,比清洁土壤高1个数量级,放线菌数量极显着减少。细菌是石油污染土壤的优势类群,占微生物总量的99.8%-99.9%。石油污染土壤和清洁土壤的微生物群落存在显着差异,起分异作用的碳源主要为糖类,其次是羧酸类和氨基酸类。随土壤石油污染程度的增加,土壤微生物总体活性减弱,群落结构稳定性降低,碳源代谢模式由以糖类为主转变为以多聚物类为主,微生物群落的Shannon丰富度指数和McIntosh均一度指数减小,Simpson优势度指数增加。2.从不同石油污染土壤中分离得到16个复合菌群和7株高效石油降解菌株,利用RFLP技术和Illumina高通量测序技术分别对菌株16S rDNA图谱和菌群物种组成进行分析,测定菌群和菌株的石油降解能力,采用MPN法对石油降解复合菌群载体进行优化。结果表明,驯化温度和石油浓度对复合菌群石油降解率和物种组成的影响因土壤异质性而不同,中温菌群石油降解率比高温菌群高7.91%-66.43%,低浓度驯化获得的菌群石油降解率是高浓度驯化获得菌群的1.22-5.82倍。中温菌群的优势类群是Achromobacter,高温菌群的优势类群是Geobacillus,2个复合菌群间无共有物种。不同石油浓度条件下筛选获得的复合菌群存在共有物种,Pseudomonas是3个菌群的优势类群,Geobacillus和Brevibacillus是C4-30-20的特有物种,Brucellaceae.unclasified是C4-30-50的特有物种。麸皮是石油降解复合菌群的理想载体,固液比为1:1时,吸附固定的石油降解菌数最高达1012。单菌株D4109石油降解率最高达68.65%,AD049石油降解率最低为34.41%,16S rDNA测序结果表明D4109 Brucellasuis相似度达到96%,ad049与rhodococcuspyridinivorans相似度达到99%。3.石油降解符合一级反应动力学,随着石油含量的增加石油降解半衰期延长。不同土壤污染程度的石油降解率分别为91.45%、91.83%和73.97%,石油平均降解速率分别为112.08、230.05和887.93mg/(kg·d)。在一定范围内,石油降解速率随土壤石油含量增加而升高。随堆腐化进程的推进,awcd值、碳源利用率、shannon丰富度指数和mcintosh均一度指数升高,多聚物类和糖类代谢群逐渐成为优势菌群,微生物群落趋于稳定。主成分分析表明不同程度石油污染土壤的微生物群落差异显着,起分异作用的碳源主要是糖类和羧酸类。堆肥结束时不同程度石油污染土壤的sgi值分别比堆腐初期提高了18.26%、20.42%和36.41%。4.石油降解主要发生在堆腐化修复过程的中期。在一定范围内,氧化剂使用量越高修复进程越滞后,氧化剂中使用量的石油降解率最高为75.20%,是不使用氧化剂的1.24倍。随着堆腐化进程的推进,awcd值、碳源利用率、shannon丰富度指数和mcintosh均一度指数(u)逐渐升高,堆腐中期达到最大。在堆腐化过程中多聚物类和糖类代谢群逐渐成为优势菌群。主成分分析表明堆腐中后期氧化剂微生物群落差异显着,起分异作用的碳源主要是糖类、氨基酸类和羧酸类。堆腐初期的优势类群是pseudomonadaceaeunclassified,平均相对丰度达到76.15%,随着堆腐化进程的推进,sphingobacterium成为堆腐中后期的优势类群,平均相对丰度达到44.66%。flavobacterium是堆腐后期的特有物种。多酚氧化酶活性、羧酸类、糖类、多聚物类和氨基酸类的代谢与土壤石油含量呈显着负相关,azospirillum、sphingomonas、enterobacteriaceae.sp,rhizobiales.sp和agrobacterium等是提高土壤酶活性和碳源代谢能力的主要类群,inquilinus、pseudomonas、sphingobacterium和steroidobacter等是对土壤石油降解起主要作用的微生物类群。5.低有机肥的石油降解率最高71.69%,分别不添加有机肥、中添加量和高添加量高20.39%、15.48%和9.26%。随着土壤堆腐化修复进程的推进,石油降解菌呈先缓慢降低再升高后降低的趋势,awcd值、碳源利用率(除芳香烃类化合物外)、shannon丰富度指数和mcintosh均一度指数(u)升高。堆腐初期优势群落为多聚物类代谢群,中期的优势群落为糖类和氨基酸类代谢群,后期以糖类和多聚物类代谢群为优势群落。主成分分析表明不同有机肥添加量微生物群落差异显着,起分异作用的碳源主要是糖类、羧酸类和氨基酸类。石油降解菌与微生物群落多聚物类代谢显着相关,石油含量与多聚物类、羧酸类、糖类和多胺类代谢显着相关。6.ad049(rhodococcuspyridinivorans)代谢苯酚的途径是以邻苯二酚1,2-双加氧酶(c12o)为主进行邻位开环,以邻苯二酚2,3-双加氧酶(c23o)为辅进行间位开环。c12o酶合成方式为诱导合成,在250-1500mg/l范围内,底物诱导效应逐渐增强。c12o酶不能代谢氯代邻苯二酚,属于c12oi型酶。影响酶活性的因素研究表明hg2+、ag2+和mn2+可有效抑制c12o酶活性,fe2+、fe3+、zn2+和3种脂肪族醇对c12o酶活性的抑制作用较小,Cu2+对C12O有轻微的激活作用。AD049胞内酶降解苯酚的酶促反应最适pH为7.0-8.0,最适温度为30-35°C。利用稳态法获得了底物动力学模型,米氏常数为2.34×10-2 mol/L,最佳底物浓度为3128.1 mg/L。7.C12O的编码基因catA全长944 bp,位于染色体DNA上,通过Genbank比对,AD049的catA与Rhodococcus pyridinivorans SB3094的相似性达到99%(覆盖度99%)。用设计的特异性引物,从红球菌(Rhodococcus)AD049中PCR扩增得到邻苯二酚1,2-双加氧酶编码基因(cat A),双酶切后连接至pET 28a表达载体,使其在E.coli BL21(DE3)宿主菌中成功表达。经IPTG诱导重组菌株的C12O酶活性为(1.42±0.02)μmol·min-1·mg-1,酶活性比原始菌株AD049提高了10.08%。

李春荣[6]2009年在《石油污染土壤的生态效应及生物修复研究》文中提出土壤石油污染对土壤功能、生态环境和人类健康等有严重的影响,对其污染机理、生态效应以及修复技术研究越来越受到人们的重视。生物修复技术由于具有处理成本低、处理条件温和、无二次污染等优点而受到广泛关注和快速发展。本论文针对陕北土壤石油污染的现状,通过室内实验和田间试验,揭示了石油污染物在黄土介质中的吸附、解吸、垂向迁移特征和自然降解规律;系统探索并揭示了石油污染土壤对微生物生长、植物—土壤生态系统微生物群落及典型植物生长影响的特征。从分离筛选高活性石油降解菌入手,在揭示了石油污染物微生物降解动力学特征和优化生态条件的基础上,建立了石油污染土壤植物修复及植物-外源微生物联合修复技术,提出了生物修复效果评价指标并对修复效果及安全性进行了初步评价。主要研究成果及结论如下:1、静态吸附与解吸实验揭示石油类污染物在于黄土—水两相之间的分配符合Freundlich方程,吸附动力学可以用对数方程描述,土壤中有机质含量是影响石油烃吸附的主要因素;黄土中石油类污染物的释放速度很快但释放量很小且释放量随pH值的增加而增大。通过土柱淋滤实验表明:石油类污染物在黄土中的垂向迁移速度很慢,污染物主要滞留在表层土。摇床培养和堆制实验揭示生物降解是石油污染物在黄土中自然去除的主要途径。2、通过对石油污染环境中的微生物生长以及植物生长特性的研究表明:细菌的对数生长曲线延滞期较真菌明显短缩且稳定期菌落数远高于真菌,是污染环境中微生物构成的主体;石油污染的植物-土壤生态系统中,嗜油菌数量显着提高且不同植物响应程度差异较大。土壤中石油初始浓度在300mg/kg~50 000mg/kg时,对苜蓿出苗抑制率可达到24%~78%;10 000mg/kg时,植物叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性显着降低,丙二醛(MDA)含量明显增加,植物生理性状受到显着影响;玉米、向日葵、大豆生物量依次减少14.5%、21.2%和7.6%,植物生长受到显着抑制;石油污染物在植物不同部位均有不同程度的残留,其中根部残留量最大,其次是籽仁或茎部。土壤中石油烃初始质量浓度为10 000mg/kg时,玉米、向日葵和大豆籽仁中石油烃残留量分别达到3.82 mg/kg、4.64 mg/kg、1.14 mg/kg,玉米籽粒中苯并[a]芘(BaP)含量超过国家食品规定的限量(<5μg/kg),达到5.78μg/kg,食品安全受到威胁。3、从石油污染介质中分离得到28种石油降解菌,其中微球菌属5株、节细菌属6株、不动细菌属3株、芽孢杆菌属2株、微杆菌属和假单胞菌属各1株;曲霉属2株、头孢霉属、毛霉属、酵母属和木霉属各1株。通过降解性能研究筛选出10株高效石油降解菌;单因素和多因素实验研究揭示了石油污染土壤微生物降解的优化生态条件为:营养物配比C:N:P=40:2:1,电子受体H2O2累计加入量(30%溶液)9 000 mg/kg,湿度50%;较适合的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。影响生物降解因素的主次关系依次为:湿度,表面活性剂,营养物,电子受体。4、以玉米、向日葵、苜蓿、大豆为修复植物进行的连续两年原位修复试验表明:150 d可以使土壤中初始质量浓度为10 000 mg/kg的石油烃分别降解42.5%、46.4%、44.7%和40.6%;500 d降解95.5%、96.1%、92.4%和87.6%,修复效果明显;节细菌-DX-9为外源强化菌,与玉米、向日葵形成的联合原位修复体,150 d可以使石油烃分别降解72.8%和76.4%;500d降解率分别达到97.6%和98.9%;芽孢杆菌(DX-6)、假单孢菌(WX-2)、节杆菌(DX-10)和微杆菌(DX-1)组成的外源强化混合菌与苜蓿、大豆构建的联合原位修复体,150d石油烃降解达到63.5%和51.7%,较相应植物修复分别提高了27.3%和42.1%;500 d降解率分别达到98.8%和92.7%。石油污染土壤植物-外源微生物联合修复效果显着。5、经过连续两年的生物修复,供试植物的生长状况、籽仁品质、土壤中石油污染物的残余量、试验区土壤理化性质,生物群落分布,土壤呼吸强度均与对照无显着差异。石油烃对植物的生态毒性消除,污染土壤恢复健康状态。供试植物与外源微生物构建的生物修复技术对面源石油污染土壤的治理是安全的、有效的。

武秀琦[7]2007年在《西北黄土地区石油污染土壤生物修复影响因素研究》文中研究指明石油工业的迅速发展带来了许多环境问题,近二十年来,在我国西北黄土地区,由于不断发现并开发大型油田,给周围土壤带来严重污染。石油对土壤的污染使原本脆弱的自然环境更加恶化。土壤遭受石油污染后,其石油的降解速度,除受石油降解微生物、污染物的物理化学特性影响外,还受环境等因素的影响。要取得较高的石油降解效率和最佳的治理效果,就要对石油修复的影响因素进行研究和探讨。本文在此背景下,对已经筛选、分离得到高效降解石油的优势菌GXJ2,在已进行初步鉴定的基础上,对影响其降解性能的主要因素进行进一步实验研究,以利于保证石油修复的最佳环境条件,强化石油污染的生物治理过程,缩小石油污染处理的周期。主要进行的研究如下:1.以污染强度为主要降解调控因子,研究分析了土壤中石油污染物的微生物降解过程,详细地分析了石油降解过程,结果表明,在一定的污染强度范围内,石油的降解速率随着污染强度的增大而增大。2.研究了翻耕供氧对石油污染土壤修复的影响,实验表明翻耕能加速石油污染物的去除。3.研究了石油修复过程中石油含量的变化趋势,在降解的初期,石油烃快速降解,随后达到降解的基本平衡和稳定。4.研究了不同污染强度下,石油修复过程中PH值和电导率的变化,实验表明,石油修复中,PH值保持在6-7。土壤的PH值处于有利于生物菌修复的范围内。5.试验研究了添加调理剂对石油的生物降解的影响,实验表明添加调理剂可以显着地提高石油的生物降解速率,几种调理剂比较,以麦皮最好,稻壳次之,锯末再次之,添加表皮调理剂,在室温下培养近40天,石油的降解率为87%。6.研究了含水率对石油生物降解的影响,适当地添加水分可以显着地提高石油的去除率,几种处理方案中,加菌保持25%水份翻耕对石油的去除率最高,其次是加菌保持30%水份翻耕。7.采用气相色谱—质谱联用仪(GC-MS)对处理前后的石油组分进行研究表明,经过一定时期的生物降解,大部分的正构烷烃经过处理后都变成了脂肪酸或小分子烷烃。而对于环烃和芳香烃则难于被微生物所降解。8.研究了此生物菌在冬季低温下的降解,在冬季低温下,此生物菌的最高降解率只有21.3%。相比常温下较低。表明了低温使生物菌的活性降低,建议实验应在夏季进行。

洪音[8]2009年在《油污土壤微生物修复技术的研究》文中研究指明土壤石油污染是石油生产过程中造成的环境污染之一,也是石油生产企业急需解决的重要环境问题。生物原位修复技术具有高效、经济、无二次污染以及应用范围广等优点成为治理石油烃污染最为有效的途径。因此,研究石油污染土壤的微生物原位修复技术具有重要的现实意义。本文在石油污染的状况、石油污染物在环境中的危害、治理方法和国内外对石油污染的研究进展等方面进行了较全面的叙述,尤其对石油污染治理方法中的生物修复方法进行了重点介绍。本试验从长期被石油污染的土壤中,以原油为唯一碳源经过分离、筛选、定向驯化,最终获得一组石油烃降解优势菌,并对其进行石油降解率的测定。同时观察菌株形态和降解时的乳化情况。对单一菌株和混合菌群的降解率进行了比对。得到高效降解菌12株,最高降解率7 d达75.72%。叁株真菌混合的降解率最高,7 d达89.95%。选择降解率较高的叁株真菌配制成复合菌系分别进行室内和室外油污土壤的微生物修复正交试验,研究了各种影响因素对微生物降解油污土壤中石油烃的影响效应。结果表明,在室内试验中二个月内石油污染强度为10%时的降解率最高,可达94.12%。绝对石油降解量在污染强度为25%时达到最高值为225.43 g。在此基础上开展室外模拟自然条件油污修复试验,在一个月内石油污染强度为10%条件下,试验组4的降解率最高达91.76%,处理14绝对石油降解量在污染强度为25%时达到最高为184.1 g。五个影响因素在降解过程中,石油污染强度始终具有较大影响。本次试验还对原油中最难降解的组分之一石蜡进行了研究,筛选出一株对石蜡具有较高降解率的真菌。进一步研究了微量元素的不同添加量对菌种降解石蜡的影响。分析得出:微量元素的添加量与石蜡降解率的关系在0.05水平上呈显着水平;微量元素的最佳施用量分别为MnSO40.6221μmol·L~(-1) ,CuSO40.1μmol·L~(-1) , ZnSO40.072μmol·L~(-1) , CaCL2450μmol·L~(-1) ,FeSO46.444μmol·L~(-1)。

沈伟航, 朱能武, 商儒, 王华金, 党志[9]2016年在《石油污染土壤微生物修复过程中植物毒性变化规律》文中指出植物幼苗生长发育和叶片的生化指标能综合反映土壤石油污染的程度及其生态毒性的强弱.为探究植物对石油污染土壤生态毒性的指示效果和污染土壤在生物修复过程中毒性的变化规律,本研究采用3株对石油烃具有良好降解效果的降解菌构建混合菌体系,开展石油污染土壤模拟微生物修复实验.文章考察了5种典型植物指示不同修复时期土壤生态毒性强弱的可行性与敏感性,并进一步从生态学角度揭示修复过程中石油污染土壤生态毒性的变化规律.结果表明,小麦和萝卜相对于莴苣、黑麦草和小青菜而言,更适宜作为石油污染土壤的指示生物.石油污染土壤的生态毒性随着微生物修复过程的进行呈先上升后下降的趋势,石油污染土壤生态毒性在修复的第8 d达到最大.不同的供试植物对石油污染的响应存在一定的差异.小麦和萝卜的生长发育指标能较为敏感地指示石油污染土壤在微生物修复过程中的生态毒性,可作为石油污染土壤微生物修复效果的指示生物.

毛丽华[10]2006年在《石油污染土壤生物通风堆肥修复研究》文中认为本文采用生物通风堆肥的方法,在实验室通过柱实验,对石油污染土壤的生物修复进行模拟研究。在柴油污染石英砂通风实验的基础上,分别进行了以脱水活性污泥为堆肥原料与柴油污染的土壤混合堆肥的实验和以生物有机肥为堆肥原料与原油污染的土壤混合堆肥的实验,考察了生物通风堆肥法修复石油污染土壤的效果。主要取得了以下研究成果:⑴通过实验,得出了在室温和强制通风的条件下,油污土与堆肥原料以不同比例混合堆肥处理一段时间后污染物的总去除率。当柴油污染土壤的初始含油量为5.00×104mg·kg-1时,经过45天处理,柴油的去除率达64%以上;当原油污染土壤的初始含油量约为7.00×104mg·kg-1时,经过40天处理,原油的去除率达45%以上,都高于对照实验(分别为49.56%、18.62%)。经与其他研究者的研究结论相比较,可以确定本修复方法具有较高的石油去除率。⑵生物降解是石油污染物去除的主要途径。生物降解在总去除率中所占的比例约为96%,挥发所占的比例仅约为4%,挥发的油主要由C9~C16范围内的石油烃组分组成;活性炭所吸附的及堆料中的石油组分含量的变化均证明了石油生物降解的发生。⑶在油污土与堆肥原料分别以8:2、7:3和5:5(干重)的比例混合堆肥的实验中,两组实验的结果都显示,当油污土与堆肥原料以7:3(干重)的比例混合时,石油的总去除较高,污染物的去除最为彻底。该结论具有重要的工程技术意义。⑷相关系数显示,石油的生物降解符合一级动力学规律。当油污土与堆肥原料以7:3(干重)的比例混合时,柴油的生物降解一级反应速率常数(Kt)为0.0205d-1,是对照实验(Kt=0.0153d-1)的1.34倍,柴油降解的半衰期(t1/2)为33.81天,而对照实验为45.30天;原油的生物降解一级反应速率常数(Kt)为0.0175d-1,是对照实验(Kt=0.0047d-1)的3.72倍,原油降解的半衰期为39.61天,大约是对照实验(t1/2=147.5天)的1/4。⑸实验中所选用的脱水活性污泥和生物有机肥均为合适的堆肥原料,它们的加入均可促进石油的生物降解。⑹作为污染物得到降解的直接证据,石油降解释放的CO2与生物降解去除率相关性较好,二者均可直接反映生物修复的效果。

参考文献:

[1]. 石油污染土壤微生物修复效果的生物指示研究[D]. 王华金. 华南理工大学. 2013

[2]. 石油污染土壤生物修复的生态条件研究[D]. 陈新才. 武汉理工大学. 2002

[3]. 石油污染土壤微生物修复的研究[D]. 李宝明. 中国农业科学院. 2007

[4]. 微生物分子生态学技术在石油污染土壤修复中的应用研究[D]. 吴作军. 清华大学. 2010

[5]. 石油污染土壤修复过程微生物群落结构和酶活性变化研究[D]. 甄丽莎. 西北农林科技大学. 2016

[6]. 石油污染土壤的生态效应及生物修复研究[D]. 李春荣. 长安大学. 2009

[7]. 西北黄土地区石油污染土壤生物修复影响因素研究[D]. 武秀琦. 西安建筑科技大学. 2007

[8]. 油污土壤微生物修复技术的研究[D]. 洪音. 黑龙江八一农垦大学. 2009

[9]. 石油污染土壤微生物修复过程中植物毒性变化规律[J]. 沈伟航, 朱能武, 商儒, 王华金, 党志. 环境科学学报. 2016

[10]. 石油污染土壤生物通风堆肥修复研究[D]. 毛丽华. 中国地质大学(北京). 2006

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石油污染土壤生物修复的生态条件研究
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