石油污染土壤的植物与微生物修复技术

石油污染土壤的生物修复技术具有成本低、简便高效、对环境影响小等优点,正逐步成为石油污染治理研究的热点领域,具有广阔的发展前景.介绍了我国的石油污染概况及生物修复技术在石油污染治理中的应用,重点对石油污染土壤的微生物修复、植物修复、植物一微生物联合修复技术的研究进展及各自的优点、局限性进行了综述,并提出了石油污染土壤生物修复技术研究的重点领域.     

生物强化修复石油污染土壤

筛选高效石油降解菌,考察菌株的降解性能及降解机理,进行花盆模拟高效外源菌强化修复石油污染土壤实验,在降解后期添加激活剂H2O2以及木屑来试图改善微生物的修复环境,减缓微生物的衰亡,并考察修复效果。结果表明,菌株L-1的降解效果较好,其对pH和温度有较大范围的适应性,能分泌较多的表面活性物质,细胞疏水性较强。将其应用于土壤修复中,经过50 d的修复,石油残留率达到50.6%左右,生物强化比自然修复残留率降低了8%左右。在第45天添加激活剂能有效改善修复效果,70 d时添加外源菌的土样最小石油残留率达到37.9%。     

代谢表面活性剂菌处理含油污泥的研究

试验采用异位生物修复技术堆肥法,对某炼厂油泥进行生物修复处理研究.用微生物代谢的表面活性剂对油泥进行预处理,洗脱油泥中部分油分后进行堆肥试验,投加从油田含油土壤中获得的以石油为唯一碳源、代谢高效生物表面活性剂的微生物C-2菌、F-2菌以及无机营养物和疏松剂(锯末),降解油泥中的石油污染物.经过外源微生物和内源微生物共同作用120 d,油泥中的石油烃总量由22 910 mg/kg下降到3 000 mg/kg以下.试验利用色谱-质谱联用方法分析了降解前后石油组分的变化.菌株经传统方法鉴定为蜡状芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌.     

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。     

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。     

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。     

固定化微生物修复石油污染土壤影响因素研究

针对石油污染土壤修复,利用实验室已筛选的高效石油降解单菌SM-3,以天然有机材料为载体,吸附法制备固定化微生物。将游离与固定化微生物应用于室内花盆模拟修复石油污染土壤,对C/N/P、微生物投加量、石油含量、氧化剂和表面活性剂设计5因素4水平正交实验,探讨不同修复时期各影响因素的重要性顺序,最佳条件下各菌株的修复效果。结果表明,不同微生物在不同降解时期,各影响因素的重要性会发生变化;经过21 d的修复,固定化单菌SM-3石油降解率为22.77%,修复过程中,接种量是最重要的影响因素,营养元素N、P投加影响较大,表面活性剂和氧化剂影响次之。     

生物可渗透性反应墙修复石油烃污染地下水的效果及微生物多样性研究

采用可渗透性反应墙(PRB)协同微生物作用对石油烃污染地下水进行室内模拟修复.研究结果表明,生物PRB对石油烃污染地下水具有较好的处理效果.反应器运行200 d后,生物PRB前端介质总石油烃(TPH)含量高,15个取样点的TPH质量浓度为0.74～5.42 mg/L,后端介质TPH含量较低且分布较均匀,10个取样点中TPH均低于0.29 mg/L,生物PRB出水中未检出TPH.采用聚合酶链式反应(PCR)-变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术对生物PRB内的微生物群落结构进行分析,结果显示,生物PRB中微生物群落结构的相似性随着横向距离的增大而降低,其中B2与B5取样点微生物相似度最高,达83.1％.在生物PRB前端TPH浓度高的部位,微生物群落较为稳定,多样性较低,而后端TPH浓度低的部位,微生物群落不稳定,多样性较高.     

生物法修复废弃钻井泥浆和含油污泥的研究进展

废弃钻井泥浆和含油污泥是石油工业产生最多的含油固体废弃物。它们是一种含有多种复杂成分的悬浊液,包括石油烃(PHCs)、水、重金属、化学处理剂和固体泥沙颗粒。由于其具有环境危害性,且产量逐渐增加,对其有效地处理和处置引起世界各国的广泛关注。综述了废弃钻井泥浆和含油污泥的性质、对环境的影响和生物修复方法,并介绍了生物修复PHCs的影响因素,同时初步探讨了两者中除PHCs之外其他污染物的处理方法。目前的生物修复方法都有不同的优势和局限性,未来应该进一步关注对现有处理技术的改进和不同技术的结合,使废弃钻井泥浆和含油污泥的处理既能达到无害化、资源化,又能节省处理成本。     

原地异位建堆热脱附技术和设备在石油污染土壤修复中的应用

利用杰瑞环保科技有限公司自主研发生产的原地异位建堆热脱附设备对新疆某地区506 t石油污染土壤进行了修复处理实验,并在此基础上探讨了原地异位建堆热脱附技术在石油污染土壤修复领域应用的相关技术问题。通过温度场模拟,为设备投入及修复堆体的搭建提供了参考数据;通过项目现场温升曲线,分析了升温效率与物料属性的关系。结果表明,含水率越低的物料升温速率越快。此外,通过对设备投入、石油污染土壤修复效果、修复过程运行能耗等方面进行综合分析,评估了原地异位建堆热脱附技术在石油污染土壤修复领域的有效性和实用性。本研究可为原地异位建堆热脱附技术在石油污染土壤修复领域的工业化应用提供参考。     

西北黄土地区现场石油污染土壤生物修复研究

通过在陕北安塞油田某废弃油井建立中试试验基地,以实验室中筛选分离得到的高效降解石油的优势菌为添加的高效菌,研究土壤石油初始浓度、营养物质和高效菌对石油降解的影响.结果表明:(1)在各土壤石油初始浓度下,石油降解率总体均随降解时间的延长而升高.在土壤石油初始质量浓度为15.34 g/kg下,72 d时石油降解率为47.8...     

超声波净化石油污染土壤实验研究

为研究超声波技术处理石油污染土壤的影响因素,选取了土壤含油量、土水比、土壤类型、超声处理时间和超声功率5个因素进行了具有交互作用的正交实验,并讨论了各因素对土壤中石油污染物清除率的影响。实验结果表明超声波对土壤中石油污染物的净化效果明显,总石油烃(TPH)的清除率在23.0%到77.3%之间,土壤类型对净化效果的影响最为显著,粘土中的TPH清除率显著低于砂土。由超声空化引起的解吸作用和真空抽滤是实验过程中土壤TPH减少的主要途径。研究结果表明超声波技术用于石油污染土壤修复是可行并且有效果的。     

高效石油烃降解菌SKD-1的分离、筛选及其降解性能

从孤岛油田石油污染土壤中分离到一株高效石油降解菌,命名为SKD-1。该菌株菌落表面湿润光滑、边缘整齐、圆形、不透明、乳黄色,能够利用葡萄糖和淀粉作为其生长的碳源和能源,其最适生长环境为碱性（pH8-10）,在分别以正十六烷烃和原油为惟一碳源,温度为30℃,摇床（180r／min）培养的条件下,菌株SKD-1的降解率分别为66．1％和36．9％。16SrRNA基因序列分析表明,菌株SKD-1与不动杆菌AcinetobactercalcoaceticusSY-1同源性达99％。结合菌株SKD．1菌落形态、理化性质以及系统发育分析,可以鉴定菌株SKD-1属于不动杆菌属（Acinetobactersp．）,序列登录号为AB774229。     

红三叶草根际区石油降解菌的筛选及降解性能

从石油污染的土壤红三叶草（nifoliumrepensLinn）根际修复区中分离筛选得到4株以原油作为惟一碳源和能源进行生长繁殖的高效石油降解菌。通过菌落形态、显微镜个体形态观察、生理生化鉴定以及菌株16SrDNA序列分析,初步鉴定4株优势降解菌分别为动性杆菌、藤黄微球菌、蜡状芽孢杆菌和短小芽孢杆菌。采用气相色谱／质谱（GC／MS）法分析4株混合菌对石油烃的降解性能。结果表明：在摇床培养条件下,混合菌54d对总石油烃的生物降解率达到90．50％,较对照高67．72％。随着生物降解时间的延长,石油组分中的正构烷烃、异构烷烃及环烷烃相对总量均呈减小趋势,而芳香烃和其他醇类、醛和酸类的相对含量则有所增加。     

含油固体废弃物综合利用技术的研究

就油田含油固体废弃物的存放及其对周边环境存在的潜在隐患 ,全面分析了该废弃物的组成与成分 ,并介绍了几种可用于石油污染土壤治理技术的方法特点 ,尤其是针对这种固体含量和油分含量皆较高的含油固体废弃物 ,开展了综合利用治理技术方面的试验 ,以固体废弃物细粉作为制砖助燃配料成分 ,考查了砖块质量与细粉掺入量及其他因素之间的关系 ,取得了较好的效果     

生物修复剂在清除海滩石油污染中的应用

介绍了生物修复石油污染海滩时常用的修复剂类型及其特点.当实验室环境条件能较好控制时,生物强化剂一般是有效的;然而污染现场得出的证据不能表明其对生物降解有促进作用.实验室和现场的研究均表明营养型生物促进剂能有效促进石油的生物降解.水溶性营养易被波浪和潮汐冲刷掉;缓释型营养盐面临的主要挑战是如何控制其释放速率,以保证孔隙水中能较长时间维持理想的营养浓度;亲油型肥料中含有有机碳,有可能在微生物降解石油之前被优先降解.建议根据污染环境的特点选用适合的生物促进剂.     

等温微量量热法研究石油污染对土壤微生物活性的影响

利用TAMⅢ等温微量量热仪研究不同浓度的石油污染对土壤微生物活性的影响。对大港油田不同石油污染程度的土壤样品（3683-5-1、西51-5、西15-14和8-13-6H-1）以及实验室配置的短时间内石油污染土壤（空白、0.5%、1.5%、2.5%和4.0%）进行了微量热检测。含油量升高,总放热量升高,生长速率常数降低,峰值功率先升高后降低,达到最大峰值功率的时间随着含油量的升高而延长。结果表明,石油污染会影响土壤微生物的活性,并且在低浓度时促进微生物的生长,石油浓度高时会抑制土壤中微生物的生长代谢。     

Polycyclic aromatic hydrocarbons in crude oil-contaminated soil: A two-step method for the isolation and characterization of PAHs

A two-step analytical method is developed for the isolation and characterization of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in crude oil contaminated soil. In the first step, those crude oil components were isolated which are easily mobilized with water from the contaminated soil (determination of groundwater pollution potential). In the second step, the fraction containing the remaining crude oil compounds was extracted using toluene. After the cleanup of the fractions, both fractions were analyzed using high-performance liquid chromatography (HPLC). The HPLC of the toluene extracted fraction shows that along with the sixteen priority pollutants from the US-EPA list, many other polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are present as well. It is evident from the chromatograms that a significant amount of PAHs are present as is also the case in the fractions eluted by water. The described method allows the determination of total organic pollutants from crude oil, some of them being potential groundwater contaminants. The major part of the total pollutants could not be mobilized by water and therefore remains in the soil, which was extracted in the second step.     

Photoenhanced toxicity of a weathered oil onCeriodaphnia dubia reproduction

Traditionally, the toxic effects of petroleum have been investigated by conducting studies in the absence of ultraviolet radiation (UV). Photomediated toxicity is often not considered, and the toxic effects of an oil spill can be grossly underestimated. The toxicity of a weathered oil collected from a monitoring well at an abandoned oil field toCeriodaphnia dubia was examined in the presence of UV. A solar simulator equipped with UVB, UVA, and cool white lamps was used to generate environmentally comparable solar radiation intensities.C. dubia were exposed to six concentrations of water accommodated fractions (WAF) of weathered oil in conjunction with three levels of laboratory simulated UV (Reference = < 0.002 μW/cm²UVB; 3.0 μW/cm² UVA; Low = 0.30 μW/cm² UVB; 75.0 μW/cm² UVA; High = 2.0 μW/cm² UVB; 340.0 μW/cm² UVA) and visible light. Seven day static renewal bioassays were used to characterize WAF/UV toxicity. WAF toxicity significantly (p < 0.05) increased when the organisms were exposed to WAF in the presence of UV. The photoenhanced toxicity of the WAF increased with WAF concentration within each UV regime. Relative to the reference light regime, the average number of neonates from adults exposed to 1.6 mg TPH/L decreased significantly by 20% within the low light regime, and by 60% within the high light regime. These results indicate that organisms exposed to dissolved-phase weathered oil in the presence of environmentally realistic solar radiation, exhibit 1.3–2.5 times greater sensitivity, relative to organisms exposed under traditional laboratory fluorescent lighting.