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。     

腐植酸对石油污染土壤特性和生物修复效果的影响

为研究腐植酸对石油污染土壤生物修复的影响,考察了不同腐植酸含量对石油污染土壤特性以及在低含水条件下对石油污染土壤土著微生物修复效果的影响,探究了腐植酸在干旱少降水地区修复石油污染土壤的可行性。结果表明,土壤腐植酸质量分数为100 mg/g时有利于调节土壤的C/N质量比,有利于土著微生物对速效磷的利用,土著微生物酶活性比对照土壤样品有显著提高;在低含水率条件下,腐植酸质量分数为100 mg/g土壤样品的30 d石油烃降解率达到277%,而对照土壤样品只有5.9%。      

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。     

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。     

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。     

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。     

生物修复法处理新疆油田老化油泥试验

以西北荒漠地区油田长期堆放的含油污泥为研究对象,通过创造有利于微生物生长繁殖的条件,强化其降解石油类污染物的活性,测定修复效果。现场小试结果表明,采用试验优选的土壤孔隙度为55%、土壤含水率为25%、菌剂投加量为5%(质量分数)、氮磷比为10∶1、生物表面活性剂投加量为5%等参数,开展油泥生物修复试验,6个月后测得其含油量为0.11%~0.29%,达到了国家规定的无害化排放标准。     

石油污染土壤生物修复过程中影响修复效果和土壤毒性的因素分析

研究了不同生物修复方式对油田区长期污染土壤的修复效果,分析了石油污染物同微生物变量及土壤理化性质变量的典型相关性。在90d的修复过程中,对土壤中石油烃、微生物性质变量、土壤理化性质变量以及土壤毒性进行测定。结果表明,添加氮磷钾复合肥、褐煤粉和诺沃肥的生物刺激方法对土壤中总石油烃及饱和烃的去除率最高。添加菌剂的生物强化方法对土壤中芳香烃和16种多环芳烃的去除率最高,且土壤毒性降低最明显。典型相关分析结果表明,土壤中总石油烃和饱和烃的降解与总异养菌数、脱氢酶活性、脂肪酶活性及氮的含量相关;土壤中芳香烃的降解与石油烃降解菌数有关,并对修复后的土壤毒性产生影响。     

漆酶活性对石油污染土壤特性和微生物活性的影响

对土壤的石油污染问题进行分析,通过30d的花盆模拟实验,研究了不同漆酶活性对石油污染土壤特性及石油烃降解等土壤微生物活性的影响。结果表明:当土壤中漆酶活性为12U/g时,石油烃降解效果最佳,修复30d后石油烃降解率达到19.00%,比不调节漆酶活性的对照组提高了10.50百分点;漆酶活性提高有利于土壤持水性能保持,可以促进微生物的生长代谢及土壤中脱氢酶、过氧化氢酶的活性,进而促进石油污染土壤的生物修复效果。     

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。     

紫花苜蓿-铜绿假单胞菌联合修复石油污染土壤

选择紫花苜蓿协同铜绿假单胞菌进行石油污染土壤修复,探究植物-微生物联合修复石油污染土壤的效果及作用机理,并考察了石油初始含量、植株种植密度、菌剂投加量及营养物对紫花苜蓿-铜绿假单胞菌联合修复效果的影响。结果显示,紫花苜蓿-铜绿假单胞菌联合修复效果明显优于单一紫花苜蓿或铜绿假单胞菌修复,经过56 d的修复,土壤中石油的去除率高达72%。在联合修复体系中,植物与微生物表现出明显的互生作用。当污染土壤中石油初始质量分数为0.6%,紫花苜蓿种植密度为20棵/dm²,土壤中铜绿假单胞菌菌剂投加量为20 g/kg时,污染土壤的修复效果最佳且修复体系能够得以充分利用。适量的氮、磷营养物添加可进一步改善紫花苜蓿-铜绿假单胞菌联合修复效果。     

土壤中石油类污染物的自然降解

简述了土壤中石油类污染物的来源及危害。讨论了土壤中石油类污染物的自然生物降解和光降解,分别介绍了降解微生物的种类及其对饱和烃和芳香烃的降解机理,并分析了石油的化学组成及土壤中微生物数量、营养物质、供氧量、温度、湿度、pH值等主要因素对石油降解效率的影响。同时探讨了土壤中石油类污染物降解后对环境的影响。     

石油污染土壤中细菌群落结构特征

 采用聚合酶链式反应(PCR)技术与变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术,解析了石油污染土壤中细菌群落结构特征。结果表明,在总石油烃的含量高于30mg/g(以干土计)的重度污染区域,井距相同的土样中的细菌群落表现出对石油污染胁迫较为一致的响应,某些乳球菌(Lactococcus sp.)和无色细菌(Achromobacter sp.)等细菌相对数量显著增加,可以判断其对石油烃的降解起着重要作用。通过对细菌群落结构的解析,可以为石油污染土壤的微生物修复提供理论依据。     

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%。     

不同铁基催化剂活化过硫酸钠修复石油污染土壤

目的 在活化过硫酸钠(Na₂S₂O₈)体系处理石油污染土壤中,采用不同形态的铁基材料作为催化剂,进行石油烃的去除研究。方法 通过室内模拟实验,比较了3种铁基催化剂(柠檬酸亚铁、零价铁、四氧化三铁)活化Na₂S₂O₈处理石油污染土壤,探究了氧化剂的持续性、污染物去除的有效性、可溶性碳氮含量和pH值的变化。结果 外加零价铁显著促进了石油污染土壤中总石油烃(TPH)的去除,反应10天后TPH去除率为53.39%,比对照组高出15.3%;外加铁基催化剂对溶解性有机碳和总氮含量的影响较大,后续若采用微生物手段联合修复,需要外加营养物质以调节至微生物生长适宜的碳氮磷比。结论 加入零价铁能够增加Na₂S₂O₈有效利用率,进而提高对TPH去除的持续性和有效性。研究结果对采用更多类别的铁基材料活化过硫酸钠技术处理有机污染土壤具有一定的参考价值。     

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%。