响应曲面优化固定化微生物修复石油污染土壤

采用秸秆载体DG吸附高效石油降解菌SJ5-1制备固定化微生物。在花盆中模拟固定化微生物修复石油污染土壤,采用单因素实验考察wC∶wN∶wP(有机质、全氮、速效磷的质量分数的比值)、含水率、接种量对石油烃降解率的影响,再通过Design-Expert 8.06响应曲面法设计实验,建立多元二次回归方程预测模型,进一步确定固定化微生物的最佳实验参数组合,并在最佳参数条件下验证模型的准确性。结果表明,预测模型准确;在土壤含油率为4.72%(质量分数)时,固定化微生物修复35d,响应面优化得到固定化微生物最佳降解条件为wC∶wN∶wP=100∶9.79∶1,接种量10.34%、含水率17.8%(质量分数),石油烃降解率为42.4%,高于单因素最优条件时的40.8%;对石油烃降解率影响的显著性从大到小的因素依次是接种量、含水率、wC/wN。     

固定化降解菌Q5降解喹啉动力学

通过富集培养的方法从石油污染的土壤中筛选到1株以喹啉为唯一碳源和氮源的菌种Q5,鉴定为Lactobacillus fermentum。通过将菌种Q5固定在纳米SiO₂载体上制成固定化微生物,对其降解喹啉的效果及动力学进行研究。结果表明,菌株Q5经固定化后,对喹啉的降解能力大大增强,在500 mg/l浓度下,40h固定化Q5对底物降解率达96.6%,远高于未固定化Q5的降解率56.1%;对于高底物浓度,固定化Q5仍表现出理想的降解效果,初始底物浓度为1500 mg/l,反应70h后降解率为91.6%。对其降解喹啉的动力学的研究表明,在喹啉浓度为500 mg/l、1000 mg/l、1500 mg/l时,降解动力学方程遵循一级反应,降解速率常数随着喹啉初始浓度的升高而减小,当喹啉浓度为500 mg/l时,固定化Q5的降解速率常数为0.089 h-1,远高于未固定化Q5的降解速率常数0.034 h-1。     

有机载体固定化柴油降解菌在海洋环境中修复效果的初步分析

海洋石油污染日益严重,且生物修复石油方法中的固定化技术已被广泛研究。但是,营养物质缺乏限制了固定化微生物的修复效果。本文以有机材料(玉米秸秆、玉米棒、玉米叶)作为载体,对固定化降解菌的柴油去除率,以及有机载体释放的营养物质(氮、磷)对固定化微生物的影响进行了研究。结果表明,有机载体释放了一定量的营养物质。此外,固定化降解菌的柴油去除率均超过游离菌。不同的固定化菌的柴油去除率的大小为玉米秸秆固定的降解菌的效果最优（79%）,其次为玉米叶固定的降解菌的效果(70%),最后为玉米棒固定降解菌的效果(43%)。这说明载体的多孔性和富含营养物质的特性有利于微生物降解柴油。并对降解过程中的不同载体释放的氮磷量的变化进行了研究。结果表明,在初始阶段,由于载体释放了足够的营养物质,柴油生物降解的速度较快;后期阶段, 由于载体释放的营养物质不足,柴油生物降解的速度缓慢。     

固定化微生物技术处理石油石化废水研究进展

固定化微生物技术做为石油石化废水处理的重要技术之一,对于石油化工中的废水处理有着重要的意义。能够对石油石化废水中的各种烃类及其相关的衍生物进行降解作用,对废水中的有机污染物进行及时有效的处理。随着固定化微生物技术的不断完善,对石油石化废水的处理效率越来越高,也降低废水中污染物对环境的危害。     

固定化微生物对石油污染土壤生物学特性的影响

在固定化微生物对石油污染土壤修复35d的过程中,考察了土壤脱氢酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶、脲酶活性及细菌数量几种生物学特性的变化规律,进一步分析其石油烃降解率变化与酶活性、细菌数量之间的相关性,并以添加游离菌、秸秆及土著菌的土壤对照。结果表明,固定化微生物修复石油污染土壤的各个阶段,细菌数量、酶活性均高于对照组,石油烃降解效果最好,降解率高达40.8%;土壤的脲酶活性与其石油烃降解率的相关性最显著,相关性系数为0.994,可以作为固定化微生物降解石油污染土壤效果的指标。     

堆肥污泥复合载体固定化微生物修复石油污染土壤

为了修复石油烃污染土壤并实现堆肥污泥的有效利用，以堆肥污泥和海藻酸钠作为复合载体，固定实验室筛选出的高效石油烃降解菌群制成复合载体固定化小球，用于修复石油烃污染土壤。考察了堆肥污泥质量分数、粒径大小对固定化小球性能的影响，通过扫描电镜观察堆肥污泥添加前后固定化小球中菌群的变化，比较了不同处理方法修复石油烃污染土壤的方案，确定了最佳修复方法。结果表明：当添加堆肥污泥的质量分数为1%时，固定化小球传质性能达到56%;当堆肥污泥的粒径从0.60 mm减小到0.25 mm时，石油烃的吸附率提高了17.14百分点；添加堆肥污泥制备的固定化小球处理土壤后，其内部可观察到的菌体数量明显增多，且降解后土壤中碳数≤15的石油烃占比增加，微生物群落丰度更高，是最佳的污染土壤修复方法。     

固定化降解茵Q5降解喹啉动力学

采用富集培养的方法从石油污染的土壤中筛选到1株以喹啉为唯一碳源和氮源的菌株Q5,鉴定为Lactobacillus fermentum.将菌种Q5固定在纳米SiO2载体上制成同定化微生物,对其降解喹咻的效果及动力学进行研究.结果表明,菌株Q5经固定化后,对喹咻的降解能力大大增强,在喹啉质量浓度为500 mg/L的水溶液中,采用固定化Q5降解40 h,喹啉降解率达96.6%,远高于未固定化Q5的降解率56.1%;对于高质量浓度的喹啉水溶液,固定化Q5仍表现出理想的降解效果.喹啉水溶液的初始喹啉质量浓度为1500 mg/L时,崮定化Q5降解70 h后,喹啉降解率为91.6%.对喹啉降解动力学的研究表明,在喹啉质量浓度分别为500、1000、1500 mg/L水溶液中.固定化Q5降解喹啉的降解动力学方程遵循一级反应;降解速率常数随着喹啉初始质量浓度的升高而减小,当喹啉质量浓度为500 mg/L时,采用同定化Q5的降解速率常数为0.089 h-1,远高于未同定化Q5的降解速率常数0.034 h-1.     

不同锯木粉加量下油基钻井岩屑的微生物效果研究

油基钻井岩屑是在页岩气开采过程中产生的固体废弃物,本研究通过微生物修复实验探讨在外加营养物质的前提下不同锯木粉加量下石油烃污染物的降解效率,结果表明:添加锯木粉能有效加快油基泥浆石油烃污染物的降解,4%锯木粉5%锯木粉3%锯木粉2%锯木粉空白,并且通过石油烃组分前后分析,表明通过微生物修复后高沸点组分完全降解为低沸点组分,修复效果明显。     

秸秆载体腐解对微生物修复石油污染的影响

以一种农作物秸秆(简称MG)为载体,采用高效石油烃降解菌群制备固定化微生物,在花盆中模拟石油污染土壤的原位修复。在污染土壤中分别加入秸秆（MG）、游离菌、秸秆（MG）+游离菌、秸秆（MG）固定化微生物,并以只含土著菌的土壤样品为对照,定期测定不同修复方式下土样中石油烃、腐殖质、胡敏酸含量和微生物数量,考察微生物对石油污染土壤的修复作用及MG腐解对修复的影响。结果表明,随着修复的进行, MG在土壤中逐渐腐解,土壤中腐殖质和胡敏酸质量分数明显增高,加入固定化微生物的土样中腐殖质和胡敏酸质量分数增长率最高,分别增加了4458%和3927%;加入固定化微生物的土样修复35 d的石油烃降解率最高,达到4178%,且微生物数量最多,其次为添加MG+游离菌的土样,石油烃降解率为 3175%,均高于只含游离菌土样的石油烃降解率2783%。载体MG腐解产生的腐殖质和胡敏酸对石油污染土壤的修复起到了明显的促进作用。     

固定化微生物对石油污染土壤理化性质的调控作用

选取粒径为40目秸秆DG为载体,采用吸附法固定高效石油降解菌SJ-1,制成固定化微生物。调节石油污染土壤样品的C、N、P质量比为100∶10∶1、含水率为18%、pH值为7.2,采用秸秆、游离菌、固定化微生物于室内花盆中进行模拟修复实验,并与土著菌对照,考察35d修复过程中石油烃降解率,土壤pH值,土壤中速效磷、有机质、全氮含量的变化规律,研究固定化微生物对石油污染土壤理化性质的调控作用。结果表明,在采用秸秆、游离菌、固定化微生物和土著菌修复石油污染土壤的4种方法中,采用固定化微生物修复的方法对土壤具有一定的保水性,对土壤pH值有缓冲作用,并可提高土壤营养物质含量,对有机质、全氮和速效磷的利用率高,而且三者下降速率快,从而得到40.8%的最高石油烃降解率。     

秸秆与微生物协同修复石油污染土壤

选择小麦秸秆协同Alcaligenes spJ 1和 Arthrobacter spJ 2混合菌进行石油污染土壤修复,研究秸秆与微生物协同修复石油污染土壤的效果。设计腐解实验,考察秸秆腐解对微生物吸附的影响;设置秸秆固定化微生物（IMM）、秸秆 游离菌（STM）2组修复实验,以游离菌（CP）为对照,考察秸秆、微生物的2种协同修复方式IMM、STM对石油污染土壤修复效果的不同和秸秆腐解的差异。结果表明,随着秸秆腐解程度的加剧,秸秆对微生物的吸附性能变差,可能与腐解过程秸秆的结构变松散有关;IMM组石油烃降解率较高,秸秆腐解较快,比STM组石油烃降解率高10%,腐殖酸质量分数多30 g/kg;石油烃降解率与腐殖酸含量的相关关系比较显著,相关系数为0906;IMM对土壤的修复效果更好。     

固体微生物菌剂在克拉玛依石油污染土壤 生物修复中的应用

分析了克拉玛依石油污染土壤的理化性质,采用固体微生物菌剂对该土壤进行生物修复,考察了最优修复条件及修复过程中土壤微生物数量、酶活性和石油烃组分的变化。结果表明,克拉玛依石油污染土壤是以粉砂为主的灰漠土,含水率低,含油率高,弱碱性,土壤中三大营养元素（氮、磷、钾）的有效含量低,不利于微生物的生长繁殖。最优修复条件为土壤孔隙度55%、含水率25%、固体菌剂添加量5%、氮/磷摩尔比10、生物表面活性剂添加量05%,在此条件下经过60 d的生物修复,含油率由最初的407%下降到181%,降解率为5553%,小于C27的正构烷烃得到了明显的降解,土壤中的微生物数量、酶活性（脱氢酶活性、过氧化氢酶活性和多酚氧化酶活性）均有所提高。在生物修复过程中,单靠改善外在环境条件进行生物刺激,无法有效去除石油烃,添加微生物菌剂进行生物强化是去除土壤中石油类污染物的关键因素。     

改性秸秆载体固定化微生物修复石油污染土壤

采用酸性氧化改性秸秆XMG以增强其对微生物的吸附,考察改性剂浓度、改性时间和改性温度对XMG表面官能团含量和吸菌性能的影响;以改性XMG为载体制备固定化微生物用于石油污染土壤的修复,考察其修复效果。结果表明,采用10 mol/L的乙酸在70℃下改性30 min获得了最佳改性XMG,其酸性官能团中羧基摩尔浓度从改性前的0.08 mmol/L增至0.19 mmol/L、内酯基摩尔浓度从0.34 mmol/L增至1.28 mmol/L、羟基摩尔浓度从0.12 mmol/L增至1.07 mmol/L,微生物的吸附量(OD600)从0.209增至0.297,表明改性XMG更有利于吸附微生物。改性XMG固定化微生物与未改性XMG固定化微生物相比,35 d修复石油污染土壤的石油降解率从40.3%提高到了42.9%。     

Bioremediation of Petroleum contaminated soils collected all around China: The extensive application and the microbial mechanism

A commercial microbial agent (Devoroil) was applied to study the biodegradation efficiency of four petroleum contaminated soils/sediment collected all around China. After 40 days of biodegradation, the total petroleum hydrocarbons removal rates were 41.8%, 95.7%, 84.5% and 93.5%. The soil achieved the lowest biodegradation efficiency was chosen to conduct another bioremediation experiment to study the degradation dynamics of petroleum and the microbial mechanism. The results showed that biodegradation dynamics correspond to a negative index relation. The analysis of PCR-DGGE exhibited that Thioalkalivibrio sp., Nocardia sp. and Mycobacterium sp. were probably the dominant functional microbes in the contaminated environment.     

Multi-process Bioremediation as an Improved Approach for Petroleum-contaminated Soil Restoration

A multiprocess bioremediation approach was applied to treat petroleum-contaminated soil from Dagang Oilfield, China. The bioremediation processes involved the use of four exogenous microbial strains and six herbage plants screened from a large number of species to remove low levels of total petroleum hydrocarbons (TPH) in contaminated soil. The experimental results indicated that the reduction of TPH increased with the improved community structure from the exogenous petroleum-degrading bacteria by over 35% as compared with that using the indigenous bacterial community. The refreshed microbial consortium was also able to accelerate the reduction of TPH via plant roots (phytoremediation) by over 47%. The TPH reduction rate diminished over time. Molecular biomarker ratios such as Ph/nC17, Pr/nC18 increased during the experiment but the ratio of Pr/Ph decreased. The results suggested that the multi-process bioremediation may significantly shorten the bioremediation duration and can be quite effective for treatment of soils contaminated by lower levels of petroleum.     

生物刺激方法促进白腐真菌修复石油污染土壤

白腐真菌修复石油污染土壤过程缓慢,通过单因素实验考察NH4NO3投加量、含水率、木屑添加量、翻耕频率等生物刺激手段对白腐真菌降解土壤石油烃的影响,利用SPSS 200进行单因素实验结果的方差分析,并根据单因素实验结果选取最佳参数组合与白腐真菌共同修复污染土壤。结果表明,生物刺激最佳组合为NH4NO3投加量为1 g/kg、木屑添加量为3%、含水率30%、翻耕频率为1次/d,其中含水率是影响白腐真菌修复土壤最显著的因素,最佳生物刺激组合与白腐真菌修复土壤的35 d石油烃降解率为4187%。     

3种草本凋落物混用强化修复石油污染土壤的效果

为明确凋落物混用对修复油污土壤效果的影响,以含石油质量分数15 g/kg的污染土壤为研究对象,分别加入质量分数2%的单种凋落物(胡枝子、铁杆蒿、黄蒿的凋落物)及3种凋落物的混合物(质量比为1∶1∶1),在室温(20~25 ℃)、恒湿(饱和水质量分数50%)的条件下进行150 d的修复模拟实验。基于单种凋落物的处理结果及其在混合物中所占比例,计算混合物处理后污染物降解率以及土壤生化指标的理论预测值,并与实测值进行比较,以研究凋落物混用对土壤石油污染修复效果的影响。结果表明：凋落物混用强化了凋落物对土壤石油污染物的降解效果,使石油降解率比对应预测值提高了12.16%,其中饱和烃、芳香烃和非烃物质的降解率比对应预测值分别提高了14.43%、9.24%和10.52%;凋落物混用强化了凋落物对土壤漆酶和过氧化氢酶活性的刺激作用,但同时削弱了其对木质素过氧化物酶、蔗糖酶和多酚氧化酶活性的刺激作用,对土壤硝态氮的补充效果以及对土壤的酸化效应。     

石油污染土壤生物修复高效菌的降解特性

 研究了从陕北石油污染土壤中分离的7株菌SY21、SY22、SY23、SY24、SY42、SY43和SY44的生长特性及其对不同烃类的利用能力及除油影响因素。结果表明,受试细菌的生物除油率高,培养13 23h后的活性最高,易于扩大培养;分离菌株均能在石蜡培养基中生长,表明对中长链的烷烃降解能力高,其中菌株SY22、SY23、SY24、SY42和SY43均能利用几种不同的烃类生长,是土壤生物修复的优选菌株。菌株SY22 和SY23最适pH为9.0,菌株SY21 和SY42最适pH为7.0;污染强度为1000 1500mg/L、氮源为硝酸铵时,石油烃的降解率最佳;对具有PAH降解能力的SY22、SY42和SY23菌株而言,添加淀粉和葡萄糖为碳源提高了菌株对原油的降解率。土壤中Fe2+、Mn2+的存在对细菌降解石油烃影响不大,但Ni2+、Co2+金属离子会降低分离菌株的除油能力。     

SDBS残留对微生物修复石油污染土壤的影响

为探究表面活性剂清洗对微生物修复石油污染土壤的影响,模拟实际石油污染土壤微生物修复,考察不同十二烷基苯磺酸钠(SDBS)添加量的土壤修复过程中总石油烃降解率的变化情况,探究了SDBS对微生物修复石油污染土壤效果的影响;比较了不同微生物法修复石油污染土壤的实验方案,确定了最佳微生物修复方式。结果表明：少量的SDBS残留对后续微生物修复有促进作用,但SDBS残留质量分数大于1 mg/g时,则不宜于石油污染土壤的生物修复;土著菌+秸秆固定化微生物和土著菌+游离高效降解菌+秸秆2种修复方式,启动快,降解率的增速大,修复效率高,可以实现石油污染土壤快速和持续修复。