鼠李糖脂对微生物菌剂降解石油的影响

以石油烃降解微生物菌剂和铜绿假单胞菌株A6为对象，考察不同浓度鼠李糖脂对菌剂细胞表面疏水性、原油降解性能和微生物生长的影响，采用GC-MS分析石油中正构烷烃组分的降解情况。结果表明，低浓度鼠李糖脂就可提高菌剂细胞的表面疏水性和原油降解效果。以250mg／L添加组最明显，第7天疏水性达最高，为58．6％，比对照组提高约26．2％；降解第15天原油降解率达71．6％，分别比对照组和TW20组提高16％和13．3％。GC-MS结果显示鼠李糖脂对高碳数烷烃的降解作用大于低碳数烷烃，正二十三烷和正三十三烷的降解率分别较对照提高了21．5％和33．7％。菌剂对奇数碳烷烃的降解效果优于偶数碳烷烃。鼠李糖脂分别使菌剂中细菌、放线菌和霉菌的最大生物量提高了5．7、2．4和1．8倍。鼠李糖脂对微生物细胞疏水性和生物量的提高与石油降解效果正相关。     

鼠李糖脂与菌剂对原油污染土壤的联合修复

为研究RL强化MI修复原油污染土壤的效果,通过盆栽实验,测定了修复过程中微生物、脱氢酶、原油降解率和正构烷烃等变化。结果表明,提取RL具有良好表面和乳化活性。修复过程中微生物数目、脱氢酶和石油降解率具有相关性。RL+MI联合修复对原油的降解效果最显著,第14、21和28天的降解率分别达67.6%、78.6%和81.3%,较MI和RL处理分别提高了22%~24%和32%~38%;细菌、放线菌和霉菌最高生物量分别比CK提高约20、5.8和4.7倍;GC-MS示修复14 d后∑C21-/∑C22+(1.334)和Pr/Ph(1.152)均大于CK,说明降解早期具有高碳正构烷烃、奇数烷烃的降解优势以及对类异戊二烯烷烃的降解。     

石油降解菌的筛选优化及其对油污土壤的修复特性

分别以牛肉膏蛋白胨-布氏哈斯培养基、蓝色凝胶培养基作为初筛和复筛培养基,从石油污染土壤中筛选出2株可产生微生物表面活性剂的石油烃降解菌。并将菌株投加到油污土壤中进行修复研究,考查了不同影响因素对修复效果的影响。研究结果表明,(1)2株菌对中度石油污染土壤有较好的修复效果,向油污土壤中直接投加菌株修复70 d时对石油烃的去除率为52%;(2)向油污土壤中投加降解菌并同时补充氮营养液,修复70 d时对土壤中总石油烃的去除率可达到75%;对土壤中正构烷烃的去除率为66%;(3)与土壤的含水率及土著菌的降解效果相比,向油污土壤中投加降解菌以及补充氮磷营养液是影响石油污染土壤修复效果的关键因素。     

植物-固体菌剂联合修复石油污染土壤的基础研究

以高效石油降解菌N_2、KB为目的菌种,玉米粉、麸皮和锯末为载体制备固体菌剂,并测定了这3种载体的饱和持水量、pH值和吸菌量。以吸菌量为评价指标,结合经济性综合选择最优载体,同时还考察了温度、pH值和料水比对最优载体吸菌量的影响。通过测定微生物数量和石油降解率的变化,考察了植物微生物联合修复效果。结果表明,与玉米粉和麸皮相比,锯末饱和持水量更大、吸菌量较大。锯末是木材厂的下脚料,可以实现高价值资源化利用。在温度30℃,pH为7,料水比1∶1.5的最适培养条件下,固体菌剂中N_2和KB两种细菌的活菌数量分别高达1.00×109CFU·g~(-1)和1.58×109CFU·g~(-1)。采用生物菌剂和柳枝稷对石油污染土壤进行植物-微生物联合修复实验,100 d后石油降解率可达到50.5%。     

厌氧菌群JAC1降解石油烃能力及其群落结构的解析

利用苯酚诱导获得厌氧菌群JAC1强化去除土壤中的石油烃，对其在厌氧条件下的石油烃降解条件进行了优化，得到最适降解条件为：pH 7.5～8.5,土壤总石油烃(TPH)质量浓度50 mg/kg, NaCl质量分数0.3%,JAC1接菌量0.15 mL/g。厌氧菌群JAC1对石油烃的降解符合一级动力学模型。通过气相色谱质谱联用仪分析，芳香烃较直链烷烃更难降解，推测部分长链烷烃在降解过程中会分解为短链烷烃后再进行降解。基于土壤宏基因组测序分析可知，土壤微生物群落多样性与TPH浓度呈负相关，投加JAC1后土壤中与石油烃降解有关的功能菌群相对丰度呈现出不同程度增高，说明JAC1有助于建立一个高效的微生物降解体系来强化石油烃降解。     

堆置法处理油污土壤参数的优化

为了探究堆置法处理油污土壤的作用效果,采用单因素实验确定石油初始浓度、温度、土壤含水量、有机质含量、土壤C/N、菌剂浓度相关因素的水平取值范围。以石油烃降解率为评价指标,再通过正交实验进一步优化相关参数,确定最佳条件。结果表明:以石油初始浓度2%、温度35℃、土壤C/N 10∶1为控制变量;以菌剂浓度(X)、有机质含量(Y)、土壤含水量(Z)为变化因素设计正交实验组合L9(34)。可以得出,堆置法处理油污土壤的最佳水平组合为X2Y2Z3,即菌剂浓度5×109cfu·kg~(-1),有机质含量为5%,土壤含水量为60%。     

乌鲁木齐某含油废水污灌区土壤中正构烷烃空间分布特征及来源解析

研究了乌鲁木齐某含油废水污灌区不同土地类型(林地、葵花地、玉米地、荒地)0～100cm的土壤中正构烷烃的分布特征和来源。结果表明,表层(0～20cm)土壤中正构烷烃质量浓度为4.30～8.43mg/kg,呈现林地玉米地荒地葵花地的特点,与国内外其他地区相比受到中等程度的污染。土壤中正构烷烃含量随深度增加整体呈递减趋势。不同土地类型不同土层中正构烷烃种类相似,但不同深度土壤中不同碳原子数的正构烷烃质量分数差异显著(P0.05)。研究区土壤中正构烷烃来源为混合源,包括化石燃料不完全燃烧和木本植物的释放。     

生态利用模式对油气田外排水中典型污染物在荒漠土壤中迁移和转化的影响

西北地区干旱缺水,但油气田外排水产量却呈逐年增加的趋势,外排水生态利用是解决西北地区水资源短缺和外排水处置矛盾的有效策略之一。为此,探究了在湿地和灌溉生态利用模式下水中典型耗氧有机物(以COD计)和石油烃(petroleum hydrocarbon)在荒漠土壤中的迁移和转化规律。原位土壤分层土柱实验结果表明,2种利用模式均会导致土壤中总有机碳(TOC)的含量有不同程度的下降,外排水COD的升高会减缓土壤TOC的流失,但会改变土壤TOC的组成。土壤微生物可有效消减外排水中COD,降低其向土壤深层迁移的风险。TPH易在土壤表层发生累积,但低浓度TPH排放的灌溉模式有利于减少土层中TPH的累积。湿地模式下由于水流量大,增加了TPH向地下水迁移的风险。土壤微生物对TPH的降解率可达15%,并导致C₂₅以下的TPH相对含量显著降低,但C₂₆以上组分的TPH相对含量则有所提升,原因在于短链TPH易被微生物降解,长链TPH不易降解并形成累积。以上研究结果可为油气田外排水生态利用可行性提供数据参考。     

石油污染土壤的生物修复室内模拟实验研究

在实验室模拟的条件下,利用从克拉玛依的石油污染土壤中筛选出的4株高效降解菌,以石油烃降解率、脱氢酶活性、呼吸强度、微生物量碳氮和土壤毒性作为评价指标,研究不加生物菌剂不翻耕、不加生物菌剂翻耕、加生物菌剂不翻耕、加生物菌剂翻耕、加固定化菌剂不翻耕和加固定化菌剂翻耕6种不同实验条件对石油污染土壤修复的效果。结果表明,在63 d的修复过程中,加固定化菌剂翻耕实验F组的石油去除率达到了78.7%,比不加生物菌剂不翻耕实验A组的石油去除率提高了49.5%。随着土壤毒性逐渐降低,玉米(Zea mays L.)和赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)可以在F组土壤中良好的生长,达到了修复的效果。     

东莞市大气PM_(10)、PM_(2.5)、PM_1中多环芳烃/正构烷烃的污染特征和来源解析

2011年8月—2012年7月间于东莞市生活区(NC)点和工业区(ZT)点采集大气PM10/PM2.5/PM1样品,并检测分析了颗粒物上的多环芳烃(PAHs)和正构烷烃。粒径分布结果显示,PAHs和正构烷烃均主要富集在PM1上,而正构烷烃富集程度更高。PAHs环数分析结果显示,PM1中主导PAHs为6环,PM1~2.5和PM2.5~10中则为4环。利用特定比值法分析PAHs来源,结果表明,生活区NC点大气颗粒物中PAHs主要来自汽油车尾气、天然气燃烧、燃煤源和烹饪源,而工业区ZT点则主要来自柴油车尾气、燃煤和木材燃烧。通过主峰碳数、碳优势指数、植物蜡贡献率等方法分析正构烷烃来源,结果表明,化石燃料燃烧是东莞市大气颗粒物中正构烷烃的主要贡献源,其次是高等植物蜡排放,贡献率约为10.9%~28.9%。化石燃料燃烧源贡献率对PM1的贡献率明显较PM1~2.5和PM2.5~10高。     

玉米芯生物炭对河岸带土壤中乙草胺和阿特拉津的吸附性能

为改善农药对河岸带土壤污染状况,进而防控农业面源污染,以玉米芯为原料制备生物质炭,利用模拟实验研究其对河岸带土壤中乙草胺和阿特拉津的吸附性能影响,并探讨了其吸附机理。结果表明:河岸带土壤中添加生物炭可使乙草胺和阿特拉津的吸附容量显著增强,其吸附热力学过程与Freundlich和Langmuir模型拟合均有较好的相关性。与对照土壤相比,添加质量分数为1.0%生物炭的土壤对乙草胺的最大吸附量从13.28μg·g~(-1)升高到769.23μg·g~(-1);添加质量分数为0.3%生物炭的土壤对阿特拉津的最大吸附量从70.92μg·g~(-1)升高到333.33μg·g~(-1)。伪二级动力学速率方程对河岸带土壤吸附乙草胺和阿特拉津的过程拟合效果较好,优于一级动力学速率模型的拟合结果,吸附量以及吸附速率均与土壤中生物炭投加量成正比。玉米芯生物炭可作为河岸带土壤的修复剂,降低乙草胺和阿特拉津的迁移性。     

3种人工湿地基质对邻苯二甲酸二丁酯的吸附特性

通过湿地基质对邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的吸附动力学和等温吸附实验,对比天然土壤、沸石、陶粒对DBP的吸附特性,作为人工湿地处理含DBP废水的理论依据。结果表明,DBP浓度在30~1000μg·~(-1)时,Freundlich比Langmuir模型更好地模拟出各湿地基质对DBP的吸附特征。3种基质对DBP的饱和吸附量大小:土壤(0.0655 mg·g~(-1))沸石(0.016 4 mg·g~(-1)陶粒(0.013 7 mg·g~(-1)。3种基质对DBP的缓冲能力大小依次为土壤陶粒沸石,即当人工湿地进水的DBP浓度变化较大时土壤可以很好地维持出水水质,土壤很适合作为处理含DBP废水的人工湿地基质。DBP浓度为600μg·L~(-1)时,双常数模型能很好地拟合3种基质对DBP的吸附动力学特征。     

超声波/紫外线-Fenton反应联用去除克拉玛依土壤中石油类污染物

研究了超声波(ultrasonic)和紫外线(ultraviolet)-Fenton反应联用处理干旱区老化石油污染土壤。土壤TPH含量为30 470 mg/kg,pH值为3,H2O2与Fe比例为50∶1时,H2O2浓度为0.37%、0.74%、1.11%和1.85%在超声波处理6 h土壤TPH去除量分别为4 495、11 983、15 470和19 800 mg/kg;TPH去除量随H2O2/Fe2+增大而增大,H2O2/Fe2+为100∶1时,TPH去除量为12 699 mg/kg。溶液pH值接近中性,H2O2浓度为0.74%,H2O2/Fe2+为50∶1,超声波与UV共同作用2 h和4 h,TPH去除量分别达到14 824和21 821 mg/kg;UV单独作用2 h、4 h对土壤TPH去除量为9 253和12 845 mg/kg。超声波-Fenton反应对1,2-二甲苯降解效果最好,其次为C17-C28的直链及支链烷烃,最低为烃类衍生物。     

生物碳和土壤性质对乙草胺吸附行为的影响

生物碳施加到土壤中可能会影响污染物的环境归趋,而吸附作用是其关键控制因素,为此,本研究考察了400、500和600℃下制备的玉米秸秆生物碳(分别记作CS400、CS500和CS600)和土壤性质对乙草胺吸附行为的影响.结果表明,生物碳和土壤对乙草胺的吸附等温线符合Freundlich模型(R2≥0.99).随着生物碳热解温度的升高(从CS400到CS600),生物碳吸附乙草胺的非线性指数n值减小且logKOC值增大,说明吸附非线性程度和吸附能力增强,这是因为生物碳炭化程度增强(H/C原子比减小),疏水性增强(O/C原子比减小)和比表面积增大而有利于对乙草胺的吸附,吸附机制以表面吸附为主(比如疏水作用、π-ρ EDA作用和孔填充作用).然而,土壤吸附乙草胺的n值(0.95)接近1.0,说明该吸附作用几乎是线性吸附,以分配作用机制为主.3种生物碳对乙草胺的吸附能力都高于土壤,特别是CS600对乙草胺的吸附能力(logKoc)比土壤及文献报道的土壤和沉积物高一个数量及以上,说明生物碳可能会有效保留土壤中的乙草胺而降低其迁移性.     

以农作物秸秆固定化混合菌去除原油

农业废弃物作为一种高效、低成本、可再生的载体,可利用其固定细菌来吸附降解石油。选取典型的农业废弃物玉米秸秆和稻草秸秆作为混合降解菌的载体,研究其对原油的降解效果。结果表明:稻草秸秆固定化菌的去除率达到90%~95%,玉米秸秆固定化菌的去除率为95%~98%,都比单纯的游离菌群G8提高了近40%;玉米秸秆固定化菌对原油的去除率比载体与菌群的简单混合物提高近了25%。比较经灭菌和不灭菌的秸秆为载体对原油的去除率,发现未经灭菌处理的秸秆对原油的去除效果更好。SEM及降解实验进一步表明玉米秸秆为较佳的载体,以玉米秸秆固定化菌3 d对原油的去除率可达到93.81%。     

石油污染土壤生物修复菌Z1a-B的分离鉴定与调控效应研究

从山东东营胜利油田附近的石油污染土壤中分离筛选得到一株高效石油降解菌Z1a-B,通过菌落形态及显微镜个体形态观察对其初步鉴定到属,并采用气相色谱/质谱(GC/MS)法分析了Z1a-B的石油降解性能,采用投加石油降解菌、调节土壤N、P含量和优化环境因素等措施,进行了为期60d的石油污染土壤室外自然堆制生物修复实验。结果表明,Z1a-B为链霉菌属白孢类群,其摇瓶培养的石油降解率为66.4%;Z1a-B有着很宽的烷烃降解谱;N、P最佳的添加量组合为KNO32.50g/kg、K2HPO40.35g/kg,即N/P(质量比)为5.57:1.00,此时的石油降解率达63.5%,土壤脱氢酶活性达最高值,为2.99μL/g;石油降解的最佳环境条件为:将石油质量分数为3.3%的100g土样调节pH至8.5后,装入容积为300mL的锥形瓶中灭菌,再接种孢子密度为2.7×108个/mL的菌剂5.5mL,于28℃下进行生物降解,在此条件下的石油降解率可达76.5%;土壤脱氢酶活性的测定结果可以作为检验石油污染土壤生物修复效果的重要指示指标之一;室外自然堆制生物修复实验中,添加菌剂、锯末、秸秆以及N、P后,石油降解率可达69.9%,总体来说,室外自然堆制生物修复是一种投资少、见效快、治理效果较好的石油污染土壤治理方法。     

竹林土壤中甲基对硫磷降解菌的降解效果及其与土壤物理特性的关系

采用实验室控制试验研究了甲基对硫磷降解菌在竹林土壤生态系统中的降解效果及其与土壤物理特性的关系。试验结果表明，邻单胞菌（DLL-1）具有高效性，甲基对硫磷初始浓度为15 mg/kg干土，第5 d竹林土壤上、中和下层的降解率分别为88.6%、85.9%和79.2%，相应的半衰期为2.5、2.84与3.79 d。甲基对硫磷在土壤中的不同粒径范围吸附情况是不同的，从而影响DLL-1菌的降解效果，表现为土壤中粘粒含量与降解率呈显著正相关。孔隙度也是影响降解效果的一个因素，上中下3层的降解率随着孔隙度的减小而降低。     

生物炭基固定化菌剂对石油类污染物的高效降解

以生物炭为载体,采用吸附法制备固定化菌剂,通过分析不同材料生物炭的结构差异,探讨了不同生物炭的结构在固定化中的影响机制。SEM和EDS分析表明,降解菌主要固定在生物炭表面。生物炭内含有C、N和P成分,能为降解菌提供营养物质。生物炭的多孔结构能促进石油污染物的降解。结果表明,经玉米芯和秸秆生物炭固定化后F-3、R-7及其混合菌的除油率显著提高,分别为41.7%和29.5%、52.5%和42.8%、63.8%和53.2%。玉米芯生物炭固定化菌剂的除油率比秸秆生物炭固定化菌剂高10.6%。玉米芯生物炭表面比秸秆生物炭粗糙,其固定的微生物量为4.2×1010cfu·g-1,固定效率达71.2%;秸秆生物炭固定的微生物量为2.5×1010cfu·g-1,固定效率为57.6%。固定化菌剂的最佳制备条件为:选择500℃下热解3 h的玉米芯生物炭为载体,微生物接种量为10%,载体投加量为10 g·L-1,置于35℃、130r·min-1摇床中固定18 h。     

两种石油烃降解菌的鉴定及其对石油烃底物的降解

采用16SrDNA技术对石油污染场地筛选出的两种单菌(A6菌和A10菌)进行鉴定,并对两种单菌及其混合菌降解石油烃各组分的效果进行了研究。结果表明,两种单菌分别为假单胞菌(Pseudomonas sp.)和无色杆菌(Achromobacter sp.)。两种单菌及其混合菌对石油烃的降解有所差异,其降解效果依次为混合菌A6菌A10菌。其中A6菌和A10菌对石油烃底物降解的组分大致相同,两者均能完全降解大部分直链烷烃、环烷烃和支链烷烃,部分降解C9~C27正构烷烃。从降解程度来看,A6菌优于A10菌。两种单菌的混合菌在降解石油烃底物时,具有协同降解作用,对石油烃底物降解的组分及降解程度均优于两种单菌;混合菌除了能完全降解大部分直链烷烃、环烷烃和支链烷烃外,还对A6菌和A10菌不能彻底降解的支链烷烃(3,8-二甲基癸烷和2-甲基-十二烷)完全降解。     

石油污染土壤中孤东原油及其馏分的微生物降解性能

分别以孤东油区石油污染土壤中的原油、柴油馏分(180～360℃)、蜡油馏分(360 ～ 500℃)为研究对象,采用BC-Ⅰ和BC-E 2种菌剂,对其进行微生物降解.研究表明,BC-Ⅰ和BC-E菌剂对石油污染土壤中石油烃的降解效果明显,BC-E菌剂对孤东油区石油污染土壤中石油烃的降解率达35.7％.2种菌剂对石油烃中轻馏分的降解效率均远远高于其对重馏分的降解效率.柴油馏分降解产物中鉴定出O1、O2、N1等多种分子类型,其中O2相对丰度远高于O1、N1类型,研究表明,该类化合物是脂肪酸,油样中脂肪酸存在明显的C16、C18优势,降解后低碳数脂肪酸相对丰度略有增加.蜡油(VGO)降解后以m/z=293(C19双环环烷酸)为中心正态分布,烷基咔唑中C5-咔唑丰度最高,苯并咔唑相对丰度很低.O2类化合物丰度很低,表明脂肪酸含量很低,DBE为4或5的O2类化合物明显占优势,对应3～4环环烷酸丰度较高.