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。     

石油污染土壤生物修复的中试系统构建与运行效果

构建了石油污染土壤生物修复中试系统,考察了中试规模下石油烃生物降解效率、矿化过程在生物降解中的作用.揭示生物修复过程中的系统微生物特性及其降解活性的关系,为现场污染土层生物修复工程评价和关键技术参数选择提供技术依据.结果表明,经过93d的运行,石油烃去除率达25.8%,其中典型轻质组分烷烃生物降解率最高,可达43.12%.中试系统运行稳定后,与现场调研的土壤微生物相比,其数量提高了1个数量级,活性提高了1.5倍.     

石油污染土壤生物修复

概述了石油降解微生物的种群组成，介绍了几种主要的石油污染土壤的生物修复技术以及这一领域的研究现状，讨论了应用前景。     

石油污染土壤的生物修复技术

本文结合了国内外研究成果,概述了石油污染土壤的现状,分析了生物修复石油污染土壤的环境影响因子,如：pH值、温度、水分、土壤质地等,并对这一治理方法在我国的发展前景进行了展望,为今后这方面的研究提供建议。     

石油污染土壤生物修复中试系统对微生物特性的影响

微生物作为土壤石油烃生物降解的主体,其活性是提高石油降解效率的关键要素.在石油污染土壤生物修复过程中,环境条件的改变造成微生物特性及其降解活性的相应变化.与现场调研的土壤相比,生物修复中试系统中微生物密度提高了1个数量级,FDA活性提高了1.5倍.由于环境胁迫产生的诱导作用,除油微生物优势明显.中试系统运行稳定后,除油微生物密度比微生物总密度低1个数量级,污染土壤中微生物的活性与除油微生物的密度变化更趋于一致.扫描电镜和显微镜观察结果表明,生物修复系统微生物以杆菌、球菌为主,革兰氏染色呈阳性.生物修复不同时期土壤与现场土样相比,其种群构成呈现各自的特点.在生物修复后期,微生物种群多样性有所降低,在强化生物修复中试系统中更为明显.这主要是因为随着反应的进行,环境胁迫对微生物的种群多样性及其相对丰度都产生了诱导.      

石油烃污染土壤生物修复的强化增溶剂研究

石油烃是一种典型的石化场地特征污染物,具有较强的人体健康和生态系统毒性。在各类修复技术中,原位生物修复技术扰动小、成本低、安全性好,适合在役场地污染土壤修复,但该类技术存在修复周期长、去除效率低等问题。针对石油烃污染土壤生物修复技术存在的制约问题,制备了4种用于强化石油烃污染物微生物降解的新型增溶剂,其临界胶束浓度均为100～120 mg/kg,表面张力约为30 mN/m。淋洗试验的条件下,LAS-1、LIS-1、LAS-2 3种增溶剂均能将27000 mg/kg的石油烃含量降低至4500 mg/kg以下,污染物溶出效果主要取决于增溶剂与污染土壤的用量比。微生物-增溶试验中,增溶剂强化效果明显,淋洗处理方式与增溶处理效果一致,对提高增溶剂性能评价效率有着良好的借鉴意义。     

高效石油降解菌的筛选及石油污染土壤生物修复特性的研究

从陕北石油污染土壤中富集分离、优选出7株菌株,并进一步研究了7株菌的生理生化特性.菌株鉴定结果表明,SY21为不动细菌属,SY22为奈瑟氏球菌属,SY23为邻单胞菌属、SY24为黄单胞菌属、SY42为动胶菌属、SY43为黄杆菌属、SY44为假单胞菌属.7株菌的降油试验结果表明,降解8d后,加菌试样的石油烃降解率均达到80%左右,7株菌的石油烃降解速率高于目前已有的报道.接种量越大,石油菌数量越多,石油烃降解率随接种量的增加而提高.采用SY43和SY23菌株对土壤进行生物修复,试验结果表明,投加高效菌株SY43和SY23均可在较短的时间内将土壤中的石油污染物去除,去除率可达88.4%和73.4%,其中菌株SY43的修复效果优于SY23.     

石油污染地的土壤修复技术

对石油污染土壤的各类修复技术进行了总结和归纳,并对各项技术的优缺点加以比较,提出了一套石油污染地生态恢复的流程。     

石油污染土壤的原位修复技术

本文主要介绍了治理石油污染土壤的土壤气相抽提、生物修复和生物通风三种原位修复方法的基本原理及影响因数     

生物菌剂对石油污染土壤生物修复作用的研究

在实验室条件下,研究了生物菌剂的投加量、投加方式及环境温度对石油污染土壤的修复作用 结果表明,土壤中石油烃的降解效果与生物菌剂的投加量呈正相关,当生物菌剂投加量为0.6mg·kg^-1时,修复,48 d 后,石油烃的降解率为87%.GC-MS分析结果表明,石油污染原土中烷烃的含量最高为82.1%其次为烯烃,含量为16%,还含有少量的胡萝卜烷、烷基萘、甾烷和藿烷% 添加生物菌剂修复40 d 后,峰的数量由32个减少为14个,表明异构烷烃、烯烃、胡萝卜烷全部被降解,残留的物质为较难降解的正构烷烃、藿烷和甾烷,呈现前高后低的峰形,即接种细菌优先降解高碳组分,将长链的烷烃降解为短链的烷烃,随着生物菌剂投加量的增加,土壤中残留石油烃的含量逐渐降低% 一次加入生物菌剂修复,48 d后的峰高明显低于分2 次加入的相应值,故一次性全部加入生物菌剂是最佳的投加方式% 温度是限制石油污染土壤生物修复的重要环境因素,当温度为30℃第,48 d 的降解率可达80%,当温度为20℃,第,48 d的降解率可达60%,温度高有利于土壤中石油烃的降解,加快修复     

石油烃-镉污染土壤的生物修复研究

利用微生物菌剂和花卉植物在花盆中对不同浓度的石油烃和重金属镉的复合污染土壤进行了生物修复试验研究。结果表明:种植植物能提高石油烃的降解率,其中种植牵牛花优于紫茉莉;2个月后种植牵牛花的土壤石油烃降解率比对照提高13.0%以上,PAHs降解率提高22.0%以上;紫茉莉和牵牛花均能适应100mg/kg的镉浓度,牵牛花在土壤中镉浓度为100mg/kg时的富集效果是紫茉莉的6倍。     

石油污染土壤的生物修复技术及微生物生态效应

利用投菌法和生物刺激法对陕北子长石油污染土壤进行微生物修复研究.通过利用红外分光光度法测定不同处理方法对石油烃的去除效果确定了修复陕北石油污染土壤的最佳方案.修复过程中利用最大可能计数法(MPN)、PCR-琼脂糖电泳法、PCR-DGGE法分别测定了石油烃降解菌数目、催化基因、土壤微生物多样性对土壤微生物生态效应进行研究.结果发现石油污染土壤不同生物处理修复效果为:生物刺激(加入N、P营养物质)生物强化(投加降解菌)其他.土壤中石油烃降解率与可降解石油烃的催化基因含量之间存在正相关关系,修复过程中土壤中的石油烃和烷烃降解菌数量显著多于多环芳烃降解菌数量,投加外源降解菌SZ-1可以显著提高土壤细菌群落的多样性.研究结果有助于深入理解生物修复石油土壤过程中的微生物生态效应变化.     

微生物修复油污土壤过程中氮素的变化及菌群生态效应

对陕北地区石油污染土壤进行了微生物修复研究,利用气相色谱-质谱联用技术(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)测定土壤中烷烃和多环芳烃的含量变化,采用高通量测序技术研究微生物修复对油污土壤微生物群落多样性的影响,对修复过程中土壤不同形态氮含量变化进行了分析测定.结果表明,经过18周的修复,土壤中烷烃含量由初始时的25 987.8mg·kg~(-1)降低为12 788.6 mg·kg~(-1),多环芳烃含量由初始时的5 322.9 mg·kg~(-1)降低为2 917.2mg·kg~(-1).高通量测序结果表明,经过微生物修复处理的土壤微生物群落结构发生了较大变化,一些可降解烃类的菌群如厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacterodetes)、迪茨氏菌属(Dietzia)、不动杆菌属(Acinetobacter)所占丰度增加.经过修复处理的土壤中总氮、氨氮含量呈降低趋势,硝态氮含量在修复前期呈降低趋势,修复后期基本保持不变.研究结果表明,微生物修复处理可去除土壤中的大部分烷烃和多环芳烃,烷烃和多环芳烃的降解效果与土壤中硝氮含量和烃降解菌所占丰度相关.     

堆制技术对土壤中石油烃的降解研究

土壤的石油污染已成为黄河三角洲地区严重的环境问题。研究利用静态堆制技术比较了不同辅料添加量对原油污染土壤中石油烃降解效率的影响,分析了堆制过程中微生物数量和活性的差异,建立了最佳堆制配比及堆制条件。试验结果表明,污染土壤与辅料的体积比为1∶3时的处理效果最好。在堆制第3天至第18天,堆体温度维持在40～50℃、pH值7.5左右、C∶N约为15∶1,此时最适于石油烃降解菌的生长,土壤中石油烃的降解速率最快。60天后,土壤中总石油烃的降解率可达80%,远高于没有添加辅料及营养的对照堆体的降解率(约为40%)。     

基于高通量测序分析的生物修复石油污染土壤菌群结构变化

利用高通量测序技术对微生物修复石油污染土壤过程中的微生物群落结构变化进行研究.结果表明,经修复处理的土壤微生物群落结构及多样性发生明显变化.利用生物强化修复处理(BA)的土壤中,微生物丰富度与均匀度明显降低,土著菌群受到抑制,外加变形菌门(Proteobacteria)成为主要的优势菌门,相对丰度由修复前的37. 44%增加为87. 44%.假单胞菌属(Pseudomonas)成为土壤中的优势菌属,丰度由2. 99%增加为76. 37%;进行生物刺激修复处理的土壤(BS)菌群丰富度和均匀度与原污染土壤相比略有降低.菌群结构组成上,原优势菌门变形菌门(Proteobacteria)丰度由37. 44%降低为10. 90%,厚壁菌门(Firmicutes)丰度由9. 16%增加为35. 32%,属水平上,原优势菌属微小杆菌属(Exiguobacterium)和原小单胞菌属(Promicromonospora)丰度由8. 49%和18. 96%分别降低为2. 19%和14. 97%,诺卡氏菌属(Nocardioides)和芽孢杆菌属(Bacillus)丰度由5. 56%和0. 29%分别增加至28. 95%和22. 70%,成为主要优势菌属.生物强化修复处理引起土壤菌群多样性和结构发生明显变化,生物刺激修复处理可基本保持土壤菌群结构多样性不被破坏,土壤菌群结构的稳定有利于石油烃的生物降解.     

辽河油田石油污染土壤的2阶段生物修复

建立了污染土壤预制床处理工程,对不同类型原油污染土壤分别进行堆腐处理,历时2个阶段,共运行210d.当稀油、稠油、特稠油和高凝油污染土壤中石油烃总量(TPH)为25.8～77.2g·kg^-1时,经过53d(为第1阶段)的运行,TPH去除率38.37%～56.74%.第2年(为第2阶段)继续处理156d,TPH降解率达到66.59%～80.96%.连续运行结果表明,污染土壤中易分解的石油烃污染物大部分在第1阶段得到降解,第二阶段降解率明显降低.     

不同植物对石油污染的耐受性研究

石油污染已成为世界各国普遍关注的环境问题,土壤中石油类污染物的植物修复因具有众多优势而被人们广泛关注,而耐受性强的修复植物的选择是研究的重点,因此,采用皿培的方法对几种待选植物种子进行培养,对其在不同浓度石油污染的土壤中的出芽率进行分析,并持续观察其植株的生长状况,评价植物在各个浓度石油污染土壤中的耐受性,结果可得:低浓度石油污染土壤(0.5%)对植物种子萌芽和植株生长均有一定的促进作用,中高浓度(1%~3%)石油污染土壤对种子萌芽和植株生长具有抑制作用,在受试五种植物中,红三叶种子的石油污染耐受性最强。     

石油污染土壤修复技术研究进展

综述了石油污染土壤修复技术的最新发展现状,包括物化修复技术与生物修复技术,并对各项修复技术的适用性进行了综合评价。     

春冬季节对堆肥修复多环芳烃(PAHs)污染土壤的影响

采用强制通风堆肥法修复多环芳烃PAHs(16种)污染土壤,比较了春季和冬季时堆肥法对PAHs污染土壤的修复效果.结果表明,冬季时受污染土壤中PAHs降解率高于春季,1号堆料[m(土壤)∶ m(猪粪)∶ m(锯末)=1∶ 1∶ 1(干重)]和2号堆料[m(土壤)∶ m(猪粪)∶ m(锯末)=1∶3∶1(干重)]的总PAHs降解率>70%,但1号堆料的总PAHs降解率(74.61%)高于2号堆料,低、中和高环三类PAHs的降解率分别为66.46%、 79.12%和75.88%;堆肥过程结束后,受污染土壤(干重)中大部分PAHs残留量均≤1000 μg/kg,但苯并[b]荧蒽在春季试验的残留量较高,它在1号和2号堆料的残留量分别为25000 μg/kg和20000 μg/kg,而它在冬季2个堆体的残留量均低于5000 μg/kg;堆肥修复污染土壤过程中总PAHs降解的一级反应动力学拟合结果表明,冬季拟合程度高于春季,R2>0.6,半衰期约为13 d.