土壤微生物处理石油污染的研究

本文概述了石油污染土壤微生物处理的几种方法、生物降解机制以及这一领域的研究成果、研究现状,讨论了这一技术在我国的应用前景     

老化石油污染土壤的清洗处理

以华北油田老化长达1年以上的石油污染土壤为研究对象,采用自行选配的清洗剂对该污染土壤进行了一次清洗和二次清洗处理.实验结果表明,一次清洗后,污染土壤样品的含油率从26.34%～29.90%降到6.34%～7.84%,洗油率达80.06%～81.06%;经二次清洗处理后,污染土壤样品的含油率从26.34%～29.90%降到4.05%～4.85%,洗油率达88.06%～88.19%.在一次清洗和二次清洗的基础上,通过模拟实验确定了洗油污水回用的最佳回用率为80%,最佳加药质量浓度为0.4 g/L,该条件下污水的最终产生量也较少.按照该参数对华北油田的石油污染土壤进行了清洗实验,洗油率达79.20%～80.51%.     

陕北石油污染对土壤球囊霉素含量的影响

球囊霉素（Glomalin）是丛枝菌根真菌产生的一种糖蛋白,总球囊霉素代表土壤长期积累的糖蛋白总浓度,易提取球囊霉素则反应近期分泌的浓度值。本研究以陕北川口采油厂油井土壤和安塞原油泄漏土壤为研究样地,采集石油污染土壤样品,测定丛枝菌根真菌孢子密度,土壤总球囊霉素、易提取球囊霉素的含量和土壤理化性质,并进一步分析球囊霉素与各类因子的相关性。结果表明,陕北土壤石油污染为点污染,10个样点中有5个点土壤石油烃含量超过500 mg·kg-1达到污染。由泄漏事故造成的原油污染最高达到16 980.0 mg·kg-1,远远超过日常生产带来的危害。川口油井旁样点0~20 cm土层孢子密度为0.48~4.8个·g-1干土,安塞样点0~20 cm土层孢子密度为2.5~10.1个·g-1干土,川口和安塞都是荒地对照点6点的孢子密度显著较高。川口油井旁样点0~20 cm土层总球囊霉素的含量在1.02~2.73 mg·g-1,0~20 cm土层易提取球囊霉素的含量在0.31~0.85 mg·g-1;安塞样点中0~20 cm土层总球囊霉素的含量在1.05~2.77 mg·g-1,0~20 cm土层中易提取球囊霉素的含量在0.14~0.88 mg·g-1,都是显著低于当地无污染对照土样。土壤总球囊霉素和易提取球囊霉素均与AM真菌孢子密度极显著正相关,并与土壤速效氮、土壤脲酶和酸性磷酸酶活性呈显著正相关。易提取球囊霉素与土壤石油烃浓度负相关,说明近期土壤中丛枝菌根真菌的活性和次生代谢受到石油污染的显著抑制。     

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。     

微生物菌剂对石油污染土壤的修复研究

在油田周围普遍存在着土壤盐渍化和石油污染双重问题.为了修复胜利油田周围的污染土壤,采取了淡水压盐、土壤翻耕、添加菌剂和营养盐等措施,测定了在修复过程中的水溶性盐、微生物、脱氢酶、石油含量等变化.结果表明,在修复过程中微生物数目、脱氢酶和石油降解率具有相关性,修复初期,三者均处于较高水平,随后微生物数目减少,脱氢酶活性降...     

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%。     

表面活性剂清洗处理重度石油污染土壤

为了优化表面活性剂清洗处理重度石油污染土壤的方法和具体洗脱条件参数,采集山东省东营市胜利油田污染土壤,研究了阴离子-非离子混合表面活性剂对该土壤中石油类污染物的去除效果。应用化学热洗原理,主要考查了表面活性剂配比、投加量、清洗温度及清洗助剂对去除效果的影响。实验得到的清洗处理最佳条件为：使用LAS与TX-100质量比为8∶2的组合表面活性剂,总表面活性剂浓度为3 g/L,助剂硅酸钠浓度为5 g/L,75℃条件下搅拌1 h。清洗后土壤含油量从20%下降到4.6%,去除率达到76.9%。废水回用实验表明,清洗处理的废水对土壤中石油烃类物质仍有一定的去除效果。废水回用比从30%到100%时,对土壤中石油烃的去除率都可达到55%以上。对废水进行二次回用时仍能去除18.8%的污染物。     

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。     

石油污染土壤中漆酶活性的影响因素

针对纯化酶生产成本较高且土壤中漆酶活性较低的问题,通过20 d的室内对照实验,采用ABTS分光光度法测定漆酶活性,研究Cu2+、pH、温度、碳氮比及含水率对漆酶活性的影响,结果表明5个环境因素的最优值分别是40 mg·kg-1、5.2、30 ℃、40∶1和20%。环境因素与漆酶活性的高低有关,其相关性从大到小依次为pH、温度、含水率、碳氮比和铜离子浓度。其中,pH的相关性最高,相关系数为0.956。在最优条件下,培养30 d后石油烃降解率从自然条件下的8.54%提高到18.79%,最高漆酶活性达到13.97 U·g-1。     

高羊茅对微牛物强化修复石油污染土壤影响的研究

进行了石油污染土壤在外源微生物菌剂和高羊茅协调作用下的强化修复试验，对外源微生物菌剂在不同植被条件下的去除特征进行了分析。分别进行了没有植物、高羊茅草坪、高羊茅草种新育草坪3种不同情况下的降解试验。结果表明，微生物菌剂对石油污染土壤有着良好的降解效果，去除率为36％-43％，而没有微生物菌剂和植被作用下的对照组的去除率仅为5．74％～6．0％；高羊茅草坪能够提高微生物进一步降解的能力，在直接铺草坪的情况下，去除率可以达到51％～62％；在播种高羊茅草种，形成新嫩草坪的情况下，去除率为48％～54％。结果表明，在直接铺高羊茅草坪条件下，微生物菌剂的强化分解作用可以提高41．6％-44．2％，在新嫩草坪作用下能够提高27．9％-30．6％，可以认为高羊茅草坪对于提高微生物菌剂的强化分解有一定的促进作用。在试验过程中还对不同修复的土壤pH值变化特性进行了分析。     

Fenton氧化技术处理稠油污染土壤

利用Fenton氧化技术对稠油污染土壤进行氧化处理,分析对后续微生物修复的促进作用。向1 000 g石油类含量为8%的稠油污染土壤中加入10.0 mL 18 mmol/L Fe2+溶液与10.0 mL 30%H2O2,反应时间为2 h。氧化处理后土壤中石油烃的总去除率可达到31.38%,胶质去除率为45.22%,沥青质去除率为51.26%,胶质的分子量由1 841下降到1 472,沥青质的分子量由5 831下降到5 073。Fenton氧化可使土壤酶活、各类微生物的数量及呼吸强度有不同程度的下降,但在氧化后30 d内,土壤各类微生物数量都超过了原有水平,其中细菌数量最高达到9.84×105CFU/g,是氧化前的数量的1.57倍。以上实验结果表明,Fenton氧化可以有效去除土壤中胶质和沥青质,并且使土壤中微生物的生长速率加快。因此,Fenton氧化能够促进后续的微生物修复。     

木质素盐在原油污染土壤清洗中的应用

木质素磺酸盐价格低廉,容易获得,若将其作为洗油剂中的牺牲剂,可较大幅度地降低洗油成本.以华北油田原油、华北平原典型表层土壤为模拟原料,配制了石油污染土壤,探讨木质素磺酸铵和木质素磺酸钠的洗油性能,以及木质素磺酸盐与壬基酚聚氧乙烯醚、曲拉通和平平加的复配效果.实验以碳酸钠和硅酸钠为助剂,经反复实验筛选,确定了4组最佳洗油剂配方:(Ⅰ)6(曲拉通):6(平平加):8(木素钠):40(硅酸钠):40(碳酸钠);(Ⅱ)6(曲拉通):6(壬酚聚醚):8(木素钠):35(硅酸钠):45(碳酸钠);(Ⅲ)9(曲拉通):3(壬酚聚醚):8(木素钠):50(硅酸钠):30(碳酸钠);(Ⅳ)6(曲拉通):6(壬酚聚醚):3(木素铵):5(木素钠):35(硅酸钠):45(碳酸钠).以此配方为基础,利用正交实验设计对搅拌温度、时间、固液比和加药浓度等工艺条件进行了优化.结果表明:当搅拌温度75℃、搅拌时间50 min、固液比1:15、加药总浓度为0.3g/L时,洗油率可达92.25%.清洗后污油无明显乳化现象,且浮于液面,只须简单刮油即可回收.     

木质素盐在原油污染土壤清洗中的应用

木质素磺酸盐价格低廉,容易获得,若将其作为洗油剂中的牺牲剂,可较大幅度地降低洗油成本.以华北油田原油、华北平原典型表层土壤为模拟原料,配制了石油污染土壤,探讨木质素磺酸铵和木质素磺酸钠的洗油性能,以及木质素磺酸盐与壬基酚聚氧乙烯醚、曲拉通和平平加的复配效果.实验以碳酸钠和硅酸钠为助剂,经反复实验筛选,确定了4组最佳洗油剂配方：（Ⅰ）6（曲拉通）：6（平平加）：8（木素钠）：40（硅酸钠）：40（碳酸钠）;（Ⅱ）6（曲拉通）：6（壬酚聚醚）：8（木素钠）：35（硅酸钠）：45（碳酸钠）;（Ⅲ）9（曲拉通）：3（壬酚聚醚）：8（木素钠）：50（硅酸钠）：30（碳酸钠）;（Ⅳ）6（曲拉通）：6（壬酚聚醚）：3（木素铵）：5（木素钠）：35（硅酸钠）：45（碳酸钠）.以此配方为基础,利用正交实验设计对搅拌温度、时间、固液比和加药浓度等工艺条件进行了优化.结果表明：当搅拌温度75℃、搅拌时间50 min、固液比1：15、加药总浓度为0.3g/L时,洗油率可达92.25%.清洗后污油无明显乳化现象,且浮于液面,只须简单刮油即可回收.     

污染土壤化学修复技术研究与进展

污染土壤修复环境工程近年来发展迅猛，欧美等发达国家在其技术创新和设备改进2个层面都取得了长足进展。本文概述了化学淋洗修复技术（原位化学修复技术和异位化学修复技术）、化学还原与还原脱氯修复技术、化学氧化修复技术、溶剂浸提技术和土壤性能化学改良修复技术等污染土壤的化学修复技术原理、进展与适用性以及有关关键技术参数，并对其发展前景进行了展望。     

污染土壤化学修复技术研究与进展

污染土壤修复环境工程近年来发展迅猛,欧美等发达国家在其技术创新和设备改进2个层面都取得了长足进展。本文概述了化学淋洗修复技术(原位化学修复技术和异位化学修复技术)、化学还原与还原脱氯修复技术、化学氧化修复技术、溶剂浸提技术和土壤性能化学改良修复技术等污染土壤的化学修复技术原理、进展与适用性以及有关关键技术参数,并对其发展前景进行了展望。     

动电修复不同形态重金属污染土壤效果研究

以钢铁厂附近废地的重金属土壤为对象,研究了动电修复技术去除重金属效果与其各化学形态的关系,讨论了电能消耗。结果表明,同一种重金属,其动电去除效率顺序为交换态碳酸盐结合态Fe-Mn氧化结合态有机结合态残留态,即吸附性越弱的形态,其去除率越高,如交换态去除率95%;吸附性越强的形态,其去除率越低,如有机态和残留态去除率低于29%;对于不同重金属,高移动性和弱吸附性的重金属较弱移动性和强吸附性的重金属去除效果好,即各形态的Cd、Cu和Zn的去除率明显高于相应形态Pb的去除率;能耗分析表明,实验时间超过96 h后,在电能有较大消耗的同时,重金属去除率却提高不明显。     

生石灰强化机械通风法修复三氯乙烯污染土壤

机械通风法是一种操作简单、效果好、成本低的土壤修复技术,特别适合大型挥发性有机化合物(VOC)污染场地的土壤修复,但在环境温度低、土壤含水率高、土壤黏性大等情况下,其修复效果和修复周期会受到极大影响,且土壤中高浓度的污染物残留将严重影响场地修复目标的实现。为了解决这一问题,采用了在土壤中添加一定量生石灰的强化措施。结果表明:(1)生石灰可以显著提高机械通风法修复三氯乙烯(TCE)污染土壤的效果,缩短修复周期,降低污染物在土壤中的残留浓度。(2)生石灰对TCE的强化作用与生石灰的添加量和土壤类型有关,粉质黏土的强化效果要好于粉土和细砂,生石灰添加量越多,强化效果越好;(3)生石灰强化处理TCE的主要机制是提高土壤温度、降低土壤含水率、增加土壤通透性,促进土壤中TCE的解吸和挥发。     

植物-微生物联合修复石油污染土壤的实验研究

筛选高效石油降解菌并考察菌株的石油降解能力,通过植物-微生物联合修复石油污染土壤室内实验,在修复过程中测定了土壤中细菌和固氮菌,碱解氮、速效磷和速效钾的含量变化,同时采用傅立叶变换离子回旋共振质谱(ESI FT-ICR MS)考察了植物-微生物联合修复效果。结果表明,菌株3#、4#的生长适应性较强,其混合菌的降解效果最好,将其混合菌液与植物进行植物-微生物联合修复不同浓度的石油污染土壤,经过150 d的温室降解,最高降解率达到73.47%。ESI FT-ICR MS分析结果表明,与空白组相比,植物组的O1、O2和N1类等化合物相对丰度都发生了显著变化,石油污染物得到一定程度的生物降解。     

污染土壤及地下水修复的PRB技术及展望

PRB技术是一类就地修复污染土壤及地下水的新型技术 ,主要由注入井、浸提井和监测井3部分所组成。污染地区的水文地质学研究 ,是实施该技术的关键 ;化学活性物质的筛选、注入的部位、浓度、速率以及是否均匀分布 ,是该技术是否有效的关键要素。胶态零价铁PRB技术 ,被证明是一项修复由卤代烃、卤代芳烃和有机氯农药以及一些有毒金属 (如铬、硒、铀、砷和锝等 )引起的土壤及地下水污染的有效技术。尽管这些技术存在一定的弊病 ,但与传统的处理方法相比 ,其技术上的优势是十分明显的。可以预料 ,这一技术在我国有良好的应用前景