石油和重金属污染土壤的微生物修复研究进展

土壤石油和重金属污染严重,需要合适的修复技术,微生物技术在修复污染土壤方面有广阔的应用前景。文章介绍了石油污染土壤的微生物修复相关技术-生物刺激、生物强化、固定化微生物、微生物-植物联合修复以及电动-微生物联合修复,分析了现有工作的不足,预测了研究趋势;介绍了修复重金属污染土壤的微生物吸附技术及微生物-植物、化学钝化-微生物联用技术,阐述了修复过程对重金属的形态和生物可利用性的影响,指出了现有研究的缺陷和可开展的工作。在此基础上,扼要分析了石油与重金属的交互作用和污染效应,提出了两者复合污染土壤微生物修复技术的研究方向,为微生物修复技术的应用和推广提供了一定的思路。     

盐渍化土壤石油污染修复技术

文章综述了石油污染盐渍化土壤污染状况、修复特征及修复技术等方面的研究进展。重点分析了盐渍化土壤生物修复领域的研究成果,从耐盐生物(微生物、植物)筛选、耐盐植物利用方法、植物-微生物联合修复技术等方面探讨了盐渍化土壤石油污染修复的策略及途径。多年来人们对盐渍化土壤石油污染修复问题关注较少,相关研究缺乏,盐渍化石油污染土壤修复技术及机制亟待深入研究。     

石油污染土壤生物修复研究进展

随着工业化的快速发展,土壤的石油污染问题日益严重,石油污染物的处理已成为世界各国亟待解决的环境问题之一。生物修复因其简便高效、安全、低成本、无二次污染、对环境影响小等特点而被认为是最有生命力、最具代表性和最有价值的生物处理技术,且已成为近些年来主要的石油污染处理方法。重点阐述石油污染土壤的植物修复、微生物修复及植物-微生物联合修复方法的最新研究进展,最后提出石油污染土壤生物修复中需要重视的问题,并对生物修复今后的研究重点进行了展望。     

低温条件下土壤石油烃微生物修复研究进展

寒冷地区石油泄漏造成了严重的土壤污染问题,低温条件下土壤微生物降解石油烃已成为生物修复领域的一个研究热点。微生物修复在土壤污染修复中有着显而易见的优势,许多学者对土壤石油烃的微生物降解机理和限制因素进行了深入的研究。同时,通过研究低温条件下微生物土壤石油烃降解的影响因素可以明晰土壤生物修复的应用方向。微生物修复低温石油烃污染土壤的影响因素主要包括石油组分和性质、微生物菌群组成和性质以及其他相关的环境条件。在应用方向上,目前低温土壤石油烃生物修复应用技术主要包括生物刺激和生物强化等。     

石油污染土壤微生物修复技术研究进展

石油类物质进入到土壤中不仅破坏原有生态系统,而且严重损害人类身体健康。目前,针对石油污染土壤的微生物修复是一种新兴实用的污染物治理技术,主要包括生物刺激、生物强化、固定化微生物技术和植物—微生物联用技术,其具有成本低、效率高、消耗少、对环境影响小和无二次污染的优点,正逐步成为石油污染土壤治理的热点领域,然而微生物修复技术在环境中的应用也同时具有不确定性和潜在的风险。着重介绍了目前国内外主要微生物修复手段的研究成果及进展情况,并对微生物修复技术的发展进行了合理展望。     

生物堆修复石油污染土壤的研究进展

土壤的石油污染已成为备受关注的环境问题,对其进行修复治理是恢复土壤环境功能的重要保证。近年来以微生物强化修复为特点的生物堆技术被越来越多地运用于土壤石油污染的修复,对生物堆关键技术及微观机理的探索也成为环境污染生物修复领域的研究热点之一。文章就国内外运用生物堆法修复石油污染土壤的研究进行综述,从生物堆技术的发展及其结构、修复过程中的关键影响因子、生物堆修复机理和修复成本4个方面进行了综合阐述,并对生物堆在石油污染土壤修复领域的研究趋势进行展望,旨在推动生物堆在石油污染土壤修复过程中的应用。在探讨修复过程中的关键影响因子时,主要针对石油降解功能菌、电子受体、土壤环境参数和营养物质4个重要指标进行了介绍;同时对生物堆中物质的运移传输和微生物作用2个重要修复机理进行了阐述。     

Advances in Research of Petroleum-contaminated Soil Remediation bv Biopiles

土壤的石油污染已成为备受关注的环境问题,对其进行修复治理是恢复土壤环境功能的重要保证.近年来以微生物强化修复为特点的生物堆技术被越来越多地运用于土壤石油污染的修复,对生物堆关键技术及微观机理的探索也成为环境污染生物修复领域的研究热点之一.文章就国内外运用生物堆法修复石油污染土壤的研究进行综述,从生物堆技术的发展及其结构、修复过程中的关键影响因子、生物堆修复机理和修复成本4个方面进行了综合阐述,并对生物堆在石油污染土壤修复领域的研究趋势进行展望,旨在推动生物堆在石油污染土壤修复过程中的应用.在探讨修复过程中的关键影响因子时,主要针对石油降解功能菌、电子受体、土壤环境参数和营养物质4个重要指标进行了介绍;同时对生物堆中物质的运移传输和微生物作用2个重要修复机理进行了阐述.     

石油污染土壤微生物修复过程中植物毒性变化规律

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.     

长期石油污染对盐碱化土壤中微生物群落分子生态网络的影响

长期石油污染改变了土壤微生物群落组成,降低了群落多样性,对生态系统造成严重的威胁.为了探讨长期石油污染对盐碱化土壤中微生物物种间相互作用关系的影响,采集胜利油田石油污染土壤和未污染土壤,利用随机矩阵方法构建分子生态网络.结果发现,污染土壤和未污染土壤中微生物功能基因组的分子生态网络存在显著差异(P0.001).与未污染土壤相比,污染土壤的网络节点数、连接数、平均连通度、模块数和模块性都显著降低,说明在石油污染的影响下土壤微生物网络拓扑结构发生变化;污染土壤和未污染土壤的模块枢纽基因、连接器基因均没有重叠,模块枢纽基因和连接器基因的网络拓扑角色发生了变化.通过构建烷烃、多环芳烃降解基因网络,发现负相互作用的比例较大,这可能反映了微生物功能群落间的竞争关系.     

土壤污染及其防治

X53通气对石油污染土壤生物修复的影响/丁克强(中科院南京土壤研究所)…//土壤/中科院南京土壤研究所一2(X)l,33(4)一1 85一188环图S一38 为了探讨石油污染土壤的生物修复的有效方法,本研究就通气对石油污染土壤生物降解的影响,在自制反应器中进行了为期50天的堆腐试验。结果表明,通气可为石油烃污染土壤中的微生物提供充足的电子受体,可保持土壤声稳定,从而促进了微生物的生物活性,强化了它们对石油污染物的氧化降解作用。通过在反应器中,调控通气量使污染土壤中石油烃的降解率进一步提高,为石油污染土壤生物修复技术的应用奠定了科学基…     

Archaeal community structure along a gradient of petroleum contamination in saline-alkali soil

The impact of petroleum on archaeal community in salinealkali soils was investigated, which will expand the knowledge of the archaeal population involved in the natural attenuation of hydrocarbons in extreme environments.     

Characterization of contamination, source and degradation of petroleum between upland and paddy fields based on geochemical characteristics and phospholipid fatty acids

To evaluate contamination caused by petroleum, surface soil samples were collected from both upland and paddy fields along the irrigation canals in the Hunpu wastewater irrigation region in northeast China. N-alkanes, terpanes, steranes, and phospholipid fatty acids (PLFA) in the surface soil samples were analyzed. The aliphatic hydrocarbon concentration was highest in the samples obtained from the upland field near an operational oil well; it was lowest at I-3P where wastewater irrigation promoted the downward movement of hydrocarbons. The Hunpu region was found contaminated by heavy petroleum from oxic lacustrine fresh water or marine deltaic source rocks. Geochemical parameters also indicated significantly heavier contamination and degradation in the upland fields compared with the paddy fields. Principal component analysis based on PLFA showed various microbial communities between petroleum contaminated upland and paddy fields. Gram-negative bacteria indicated by 15:0, 3OH 12:0, and 16:1(9) were significantly higher in the paddy fields, whereas Gram-positive bacteria indicated by i16:0 and 18:1(9)c were significantly higher in the upland fields (p < 0.05). These PLFAs were related to petroleum contamination. Poly-unsaturated PLFA (18:2ωup6, 9; indicative of hydrocarbon-degrading bacteria and fungi) was also significantly elevated in the upland fields. This paper recommends more sensitive indicators of contamination and degradation of petroleum in soil. The results also provide guidelines on soil pollution control and remediation in the Hunpu region and other similar regions.     

沈阳沈抚灌区上游土壤石油烃污染残留调查及现状评价

以沈阳沈抚灌区上游指定区域为研究对象,监测分析了停灌十多年来土壤中石油烃污染残留状况;采用单项污染指数法和综合污染指数法评价了采样区域的土壤中石油烃污染现状,同时运用Arcgis软件分析绘制了采样区的单项污染指数分布图。结果表明:采样区域石油烃存在残留和污染现象,按照单项污染指数评价,60%的行政村土壤属于高污染级以上。按照综合污染指数评价,80%的行政村土壤属于重污染级。污染指数分布图显示,离主干灌渠的源头越近,污染越严重。对于土壤石油烃修复效果,旱田作业要好于水田作业。     

采用清洗-热脱附工艺修复石蜡基与环烷基原油污染土壤

石油污染土壤修复工艺的选择及其应用效果受原油属性影响明显。选取石蜡基和环烷基2类原油污染土壤,采用清洗预处理-热脱附方法,研究耦合工艺的修复效能,重点比较清洗对土壤粒级的分离效果,表面活性剂对石油污染物的脱附效率,药剂清洗前后的土壤热脱附修复效果等。结果表明:清洗后2种土壤的砂质组分吸附的石油类脱附率约为59.83%和36.42%,远高于黏质组分。阴离子型α-十六烯基磺酸钠脱附能力更强,石蜡基和环烷基2类油源污染土壤的石油类脱附率为46.5%和39.8%。以环烷基土壤为例,将药剂清洗后分离出的黏粒土进行热脱附,与未清洗的原污染土壤相比,前者脱附所用时间更短。400℃下热脱附3 h,石油类含量降至0.26%。采取清洗-热脱附工艺开展现场试验,清洗后粗粒级砂质土壤的石油类含量为1.56%,黏粒土脱水后热脱附,石油类含量可达到0.57%,清洗-热脱附修复污染土壤能耗低于单纯热脱附工艺。     

腐植酸改性生物质电厂灰固定化微生物修复石油烃污染土壤

以生物质电厂灰为载体,用腐植酸对其改性后,负载石油烃降解菌形成固定化菌剂对原油污染土壤进行修复,其中对生物质电厂灰改性的最佳条件以及固定化菌剂对原油污染土壤的修复效果进行了考察。结果表明:生物质电厂灰改性的最佳条件为:电厂灰粒径10~40目,固液比1∶1,改性时间4 h,改性后孔状结构增多且表面粗糙,有利于微生物的附着,固定的微生物数量可达1.5×109 CFU/g。进行60 d的修复后,固定化菌剂对污染土壤中石油烃的降解率达到51.9%,比游离菌提高了25.0%,对长链正构烷烃、芳香烃及胶质的降解率分别提高了9.6%、31.7%和37.5%。固定化生物质电厂灰的应用使石油烃降解菌得到保护和支撑,提高了土壤基础呼吸速率和土壤酶活性,实现了石油烃的高效降解。因此,腐植酸改性生物质电厂灰是一种在石油污染土壤修复方面具有应用潜力的微生物固定化材料。     

石油污染土壤多酚氧化酶的动力学及热力学特征

土壤多酚氧化酶是一种氧化还原酶,能够将土壤中芳香族化合物氧化成醌,促进土壤中石油类物质的分解转化.以距大庆油田工作区不同距离（1、5、15 km）的石油污染地为对象,研究不同温度下石油污染裸地及羊草（Leymus chinensis）修复地的土壤多酚氧化酶活性及其动力学和热力学特征的变化.结果表明:土壤多酚氧化酶活性随温度和底物浓度的增加而逐渐增大,在温度为30℃或40℃、底物浓度为80 mmol/L或160 mmol/L时达到最大值;各样地土壤酶的动力学参数K_m（Mihaelis常数）随温度的变化规律不同,V_max（酶促反应最大速度）和V_max/K_m（催化效率）随温度升高而逐渐增大,均在30℃或40℃时达到最大值;热力学参数Q₁₀（温度系数）、ΔH（活化焓）、ΔS（活化熵）随温度变化差异不显著,ΔG（活化自由能）随温度升高呈逐渐增加趋势.在同一温度下,石油污染裸地土壤多酚氧化酶活性高于羊草修复地;K_m和V_max/K_m在各样地均表现为无规律性变化,V_max最大值出现在距油田工作区5 km处的裸地（BMP）,最小值出现在距油田工作区5 km处的羊草修复地（LMP）;Q₁₀、E_a（活化能）、ΔH、ΔS的最大值均出现在距油田工作区1 km处的裸地（BVP）,最小值均出现在距油田工作区1 km处的羊草修复地（LVP）.研究显示,升温和植物修复对土壤多酚氧化酶活性的反应特征有较大影响.      

基于GIS的沈阳沈抚灌区上游土壤质量现状评价

以沈阳沈抚灌区上游指定区域为研究对象,对停灌10多年来土壤中重金属镉和铬以及有机物石油烃进行了单因子指数法评价,同时运用Arcgis软件分析制定出了采样区域单项污染指数分布图,按照单项污染指数评价,结果表明:重金属总镉和总铬以清洁级为主,有机物石油烃以重污染为主。Arcgis插值分析得出空间分布图表明:重金属总镉含量不受灌渠分布影响。重金属总铬北部区域大于南部区域。灌渠对有机物石油烃含量影响明显,对于停灌10多年有机物石油烃修复效果,旱田作业要好于水田作业。     

陇东黄土高原地区石油污泥原位修复过程中土壤主要肥力指标动态变化分析

为了分析陇东黄土高原地区石油污泥在原位修复过程中土壤主要肥力指标的变化情况,对长庆油田第二采油厂的石油污泥进行为期105 d的原位修复,采用常规方法测定了土壤有机质、pH、总石油烃含量(TPHs)、含盐率、碱解氮、速效磷、速效钾、土壤脲酶、脱氢酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶等土壤肥力指标;通过PCR-DGGE技术分析了土壤微生物群落的功能多样性,并采用主成分分析法对供试石油污泥的土壤肥力进行评价.结果显示:随着原位修复的时间的延长,土壤碱解氮、速效磷含量呈显著增加趋势;有机质、pH、含盐率、TPHs含量显著降低,而速效钾含量呈逐步增加趋势.土壤脲酶及脱氢酶活性增加,多酚氧化酶及过氧化氢酶活性降低.土壤微生物群落遗传多样性结果显示,ShannonWiener多样性指数、Patrick丰富度指数及Pielou均匀度指数均呈增加的趋势.经过105 d的原位修复土壤肥力显著提升,各阶段土壤肥力得分为105 d80 d60 d45 d25 d.上述实验结果有助于掌握石油污泥原位修复中土壤肥力动态变化趋势,并为土壤石油烃污染的综合治理提供基础依据和数据参考.     

石油污染物在土壤中运移的数值模拟初探

针对大庆石油管理局宋芳屯油田开发建设的实际情况，分析了石油污染物在土壤中运移的规律，并建立了非饱和带污染物迁移和地下水运动模型。通过求有限元数值解，利用该模型对石油污染物在土壤中的迁移情况进行了模拟预测，结果显示了石油污染物可能对土壤造成污染的范围和影响程度。