土壤对石油烃吸附及其释放规律的研究

试验采用恒温振荡法和土柱淋洗法研究了土壤对石油烃的吸附及其释放规律。试验结果表明:在石油烃溶液浓度较低条件下,供试土样对石油烃的等温吸附线均呈y=ax+b直线关系,石油烃吸附量随土壤有机质含量和物理性粘粒含量的增加而增加。在去除土壤有机质的条件下,土壤对石油烃最高吸附量由1082.32mg·kg-1下降到165.63mg·kg-1。土壤中石油烃的释放是极其缓慢的,石油烃的释放率分别为0.86%、0.73%和1.30%。     

汉麻对石油污染土壤的修复能力研究

[目的]研究能源植物汉麻对石油污染土壤的修复能力,为植物修复技术的推广应用奠定基础.[方法]通过盆栽试验,研究不同浓度石油烃对汉麻生长发育的影响,分析汉麻对不同浓度石油烃的耐受能力和降解能力.[结果]结果表明,汉麻对石油污染具有较好的耐受性,土壤中石油烃浓度为4 000 mg/kg时,石油烃对汉麻生长发育的影响不显著;在土壤石油烃浓度在4 000 ～7 000 mg/kg时,汉麻能够有效促进土壤中石油烃的降解;汉麻对石油烃降解率可达55.68％～65.52％,明显高于空白对照（18.52％～ 23.86％）.[结论]汉麻适于修复中低浓度石油（≤7 000 mg/kg）污染土壤.     

陕北黄土高原不同植物对石油污染物的吸收与积累

【目的】分析陕北黄土高原不同石油开采区土壤石油污染状况,并比较了研究区主要植物对石油污染物的吸收情况。【方法】在野外调查的基础上,采用重量法测定了3个采样区(安塞萝卜地、延长严家湾西山和东山)土壤中总石油烃的含量,分析了当地主要草本和木本植物对石油污染物的吸收情况。【结果】研究区土壤石油污染状况比较严重,石油污染物多集中于0～20cm土层。随着土壤中总石油烃含量的增加,大部分草本植物体内的总石油烃含量也增大。当土壤中总石油烃含量低于10 000mg/kg时,大部分植物体内的总石油烃含量高于土壤。狗娃花、冰草、梭草茎叶中的总石油烃含量高于根,而铁杆蒿、黄蒿和无芒雀麦根部的总石油烃含量高于茎叶。冰草、铁杆蒿对总石油烃的转移和富集系数均大于1。沙棘和紫穗槐各部位的总石油烃含量为叶>枝、根,而狼牙刺则为枝>根>叶。3种木本植物对总石油烃的转移和富集能力由高到低为狼牙刺>沙棘>紫穗槐。【结论】冰草、铁杆蒿、沙棘和狼牙刺对总石油烃的转移和富集能力均较强,是当地石油污染土壤修复的优势耐性植物。     

石油污染土壤生物修复对土壤酶活性的影响

土壤酶活性是土壤微生物生物化学过程的综合反映。为了探究石油污染土壤生物修复过程中土壤酶活性变化规律研究,采用筛选和分离的3株对石油烃有良好降解效果的降解菌构建了混合菌体系,开展了石油污染土壤模拟生物修复实验,考察了不同修复时期土壤石油烃残留量、石油烃表观降解率以及四种土壤酶（脲酶、过氧化氢酶、脱氢酶、脂肪酶）活性的变化。结果表明,石油污染土壤经40 d生物修复后,石油烃表观降解率达到64.4%。在石油污染土壤的生物修复过程中,脲酶活性在0~24 d上升较快,24 d后趋于稳定;过氧化氢酶和脱氢酶活性的变化规律相似,均在前期上升随后略有下降;脂肪酶活性有一个快速上升阶段（0~16 d）,而后又出现明显的下降。进一步统计分析表明,脲酶与石油烃残留量呈显著负相关性（r=-0.916,P＜0.05）;过氧化氢酶和脱氢酶活性与石油烃残留量呈极显著负相关性,相关系数分别为-0.974（P＜0.01）和-0.969（P＜0.01）;而脂肪酶活性与石油烃残留量的相关性不显著（P>0.05）。     

生物修复对黄土壤中石油烃的去除作用及影响因素

利用微生物法对石油污染黄土壤进行实验室模拟修复研究,通过测定修复过程中的不同组分烃、不同形态氮和有效磷含量,石油烃降解菌数量对修复效果及影响因素进行了评价。结果发现,经过5周的修复处理,生物刺激法处理的土壤中总石油烃、烷烃、多环芳烃的去除率分别为14.54%、21.98%、33.14%,土壤铵态氮含量由初始添加的210.4 mg·kg-1降低至97.2 mg·kg-1,土壤硝态氮含量在修复过程中基本保持不变。经过生物刺激修复的土壤中石油烃、烷烃、多环芳烃降解菌数分别为1.60×105、3.09×105、7.08×103,而未经修复处理的土壤中三种烃降解菌数量分别为2.69×10~4、2.57×10~4、4.07×103。结果表明利用生物刺激法可有效去除黄土壤中的石油烃。影响石油污染黄土壤生物修复作用的限制性因素为土壤中铵态氮和有效磷含量,与未经修复处理的石油污染土壤相比,生物刺激处理使土壤中烃降解菌数量增加。     

两株真菌的分离及其在石油污染土壤修复中的作用

从石油污染的盐碱土壤中分离获得2株真菌,并对其生理生化性质进行初步研究.将2株菌扩大培养,制成混合菌剂,通过盆栽试验,以石油烃降解率、脱氢酶活性和土壤的微生物多样性等为指标,研究了不同剂量的混合菌剂对石油污染土壤修复的作用.结果表明,添加菌剂各处理的石油烃降解率、脱氢酶活性和微生物多样性明显高于对照;石油烃降解率随菌剂加入剂量的增大而提高,加入8%的菌剂,70d石油烃降解率可达63%,是对照组的1.44 倍.     

不同污染时长土壤中石油烃的生物去除特性及影响因素

利用生物刺激法修复不同污染时长的土壤,比较了向新污染(污染7 d)和陈旧性污染(污染5 a以上)土壤中加入有机肥、有机肥+KNO_3复合物(C∶N=100∶10)、脱硫石膏等处理剂对土壤中石油烃的去除效果。结果表明:对于新污染黄绵土,向土壤中加入有机肥、有机肥+KNO_3对土壤中石油烃去除效果较好,修复150 d时土壤中石油烃去除率分别为60.13%、56.09%;对于陈旧性污染土壤,施入有机肥+KNO_3、脱硫石膏对石油烃去除效果较好,修复150 d时土壤中石油烃的去除率分别为36.62%、36.61%;生物刺激对新污染土壤中石油烃的去除效率高于陈旧性污染土壤。两种不同污染时长土壤中的石油烃生物降解均符合伪一级动力学。生物刺激修复使土壤的pH值由8.50～8.56降低至7.35～7.91。新污染土壤中石油烃的降解率与pH值呈显著负相关(相关系数为-0.789),与微生物数量呈显著正相关(相关系数为0.849);陈旧性污染土壤中石油烃降解率与土壤pH值呈显著负相关(相关系数为-0.683)。研究表明,土壤受到石油污染后立即进行生物刺激修复有利于土壤中石油烃的去除,影响不同污染时长土壤中石油烃生物降解的关键因素并不相同。     

高效石油烃降解菌CQ6的分离鉴定及He-Ne激光诱变

从长庆油田石油污染土壤中分离得到一株产生生物表面活性剂的高效石油烃降解菌。通过形态学、生理生化和分子生物学研究,筛选出的菌株CQ6被鉴定为短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)。为了增强该菌降解石油烃的能力,对其进行He-Ne激光诱变,获得6株突变株,通过检测其表面张力、排油圈直径和烃降解率,降解石油烃能力最强且遗传性状稳定的突变株CQ66被挑选出来。本研究表明,He-Ne激光诱变育种技术可有效改良石油烃降解菌,该手段对修复石油污染土壤具有现实意义。     

冻融作用对石油污染土壤酶活性和水溶性碳的影响

通过现场采样调查及室内分析测试,研究了石油污染土壤经过10个冻融循环和恒温处理后,土壤中过氧化氢酶和脲酶的活性、土壤呼吸速率、水溶性有机碳及微生物量碳的变化特征.结果表明,冻融作用对中重度污染土壤中过氧化氢酶和脲酶的活性有促进作用,过氧化氢酶活性提高6.64%,脲酶活性增加41.11%,但对土壤微生物量碳影响不大;水溶性有机碳受冻融作用影响较大,其比恒温处理提高67.04 mg·kg-1,且土壤中总石油烃含量越高,水溶性有机碳变化越大;中重度石油污染土壤经过冻融处理后,其石油烃含量较之恒温处理减少明显,两种不同处理的差值达290.268 mg·kg-1,而对于高度石油污染土壤来说,冻融作用则可能不利于石油烃的降解.     

基于风险的石油烃污染土壤环境管理与标准值确立方法

目前我国对石油烃污染土壤的环境监管十分薄弱,环境管理标准的缺位成为制约这类场地评价与修复问题的瓶颈.为此系统分析了国际上尤其是发达国家在石油烃污染土壤的环境管理方法以及标准制修订实践方面的相关动态,并结合评价指标选取、目标风险水平设定、标准取值和标准细分等方面对各相关国家的标准体系进行了比较研究,以期对我国石油烃污染土壤的环境管理与标准制订有所启发.     

地下水石油烃污染修复技术研究进展

石油在生产、加工和运输过程中,可能通过各种途径进入土壤和地下水。进入地下水的石油烃污染物以苯系物为主,严重威胁人类健康。从国内外地下水石油烃污染现状、石油烃污染地下水模式以及修复控制技术等方面,对该领域近几年的研究成果进行了综述。同时,对未来的研究方向进行了展望。     

不同介质中石油污染物吸附过程的动力学及热力学研究

以3个不同地域的土壤为研究对象,采用平衡振荡法,研究了石油污染物在不同土壤中的吸附动力学和热力学特征。试验数据分别采用4种动力学模型进行拟合。结果表明,不同土壤对石油污染物的吸附均表现为快反应和慢反应2个阶段,0～15 min为快反应阶段,吸附量达到饱和吸附量的85%。3种土壤对石油污染物的吸附动力学符合拉格朗日假二级动力学方程。不同温度下3种供试土的吉布斯自由能变均为负值,3种土壤对石油污染物吸附过程的焓变、熵变依次为:ΔH029.11、29.12、52.70 kJ/mol;ΔS0-100.85、-103.09、-182.66 J/(mol.K)。表明,土壤对石油污染物的吸附是自发进行且为放热过程,温度升高吸附量减少,石油被吸附的过程中混乱度降低。     

高效石油降解菌的筛选及其降解特性

从辽河油田和大庆油田石油污染土壤中分离筛选出两株高效石油降解菌L10和D6菌株,经形态观察、生理生化反应,确定此两株菌分别为芽孢杆菌属中的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis).采用室内盆栽培养方法,研究了石油烃的浓度和性质对两菌株降解活性的影响.结果发现,土壤中石油烃的含量和处理时间均影响微生物的降解效果,在处理10 d时,石油烃的去除率随着污染强度的增加而降低;随着处理时间的延长,微生物适应环境后,在石油烃含量为0.5%～2.0%时,石油烃的去除率随着浓度的增加而升高,在石油烃含量为2.0%～10.0%时,石油烃的去除率随着浓度的增加而降低;石油烃的性质影响菌株的生物活性,L10和D6两菌株对稀油的去除效果明显高于对稠油的去除效果,各组分的去除率依次为烷烃＞芳烃＞胶质沥青质,两菌株对不同性质的石油烃中的烷烃、芳烃和胶质沥青质的去除率不同.     

石油污染土壤对黄豆生长的生态毒性效应

【目的】分析石油污染对黄豆的生态毒性。【方法】通过盆栽试验,研究了土壤中不同石油烃质量浓度对黄豆幼苗叶绿素、丙二醛(MDA)含量和SOD活性的影响;通过田间试验,探讨了石油污染对黄豆生长性状、籽粒品质和土壤微生物的影响,考察了黄豆不同器官中石油烃的残留量。【结果】盆栽试验表明,当土壤中石油烃的质量浓度为3~5 g/kg时,其对黄豆幼苗叶绿素含量、MDA含量和SOD活性影响甚小;当其质量浓度为10 g/kg时,叶绿素含量减少10.8%,MDA含量增加12.4%,SOD活性降低9.8%。田间试验表明,土壤中石油烃的质量浓度为10 g/kg时,黄豆的出苗率、株高、根重及籽粒中的粗脂肪、粗蛋白质含量与对照无显著差异,但单株荚数、百粒重、单株产量和生物量较对照分别降低8.1%,10.0%,18.6%和7.7%;当土壤中石油烃的质量浓度由10 g/kg增加到30,50 g/kg时,黄豆根部石油烃残留量由3.15 mg/kg增加到10.64,17.87 mg/kg,黄豆籽粒中的苯并[a]芘含量由4.71μg/kg上升到5.32,5.59μg/kg,石油烃对黄豆的生长性状和籽仁品质有明显毒害作用,但对土壤细菌的生长表现出一定的促进作用。【结论】黄豆生长土壤中石油烃污染的安全限量为5 g/kg,黄豆不同部位石油烃的残留量表现为根>茎>叶>荚>籽粒。     

生物修复大庆原油污染土壤

对生物修复大庆原油污染土壤的最佳条件进行了筛选,并在最佳条件下开展了工程规模的模拟修复试验.试验结果表明,在试验选定的三个污染浓度范围内,污染浓度高的土壤石油烃的去除率最高,修复初期土壤中石油烃的去除率较高,修复后期土壤中石油烃的生物降解速率趋于平缓;60 d内污染土壤中石油烃的去除率达到80%;7个月后土壤中石油烃的去除率达到99%.研究表明,在适宜条件下采用生物技术修复大庆原油污染土壤,可取得最佳效果.     

稠油污染土壤的臭氧预处理研究

采用蛭石模拟土壤,研究稠油污染土壤的臭氧预处理工艺.在臭氧浓度为50 mg·L-1,气体流量为0.2 m3·h-1的条件下,分析了臭氧通气时间、水土比、污染土壤陈化时间和污染浓度对土壤中石油烃去除率的影响.结果表明,模拟稠油污染土壤的最佳处理条件为臭氧通气30 min,水土比为0:1,此时总石油烃降解率为40.97%,其中芳烃降解率最高为90.18%,其次是饱和烃为61.81%.此外,臭氧预处理可以促使酯类等可溶性石油烃的生成,从而提高稠油的生物可利用率.因而,臭氧预处理能够降低后续处理的负荷,是一种可行的预处理方法.     

黄河三角洲盐碱地土壤性质与微生物对石油污染的响应

土壤理化性质与微生物组的变化是田间土壤污染风险评估和修复的重要指标。然而,土壤理化性质及微生物组如何响应石油污染尚不清楚。本研究以山东省某油田为研究对象,从运行中和长期废弃的油井附近采集石油污染土壤。研究了土壤理化性质、微生物组和土壤微生物共现网络变化。结果表明,土壤总石油烃、总碳、总氮、总硫和总磷的含量因石油污染而增加。相比对照,两种石油污染持续时间都会降低土壤pH值。另外,石油污染还降低了细菌和真菌的α多样性。同时,细菌α多样性与土壤总石油烃含量和电导率呈负相关,而真菌α多样性仅与土壤电导率呈负相关。此外,石油污染增加了土壤中变形菌门、子囊菌门、油杆菌属和镰刀菌属的相对丰度。最后,石油污染土壤微生物网络的节点数、连接数和模块化系数均下降。短期的重度石油污染会导致土壤理化性质和微生物组发生变化,并驱动形成低复杂程度和脆弱的土壤微生物网络。且自然恢复很难还原土壤性质和微生物网络结构。     

假单胞菌Nwu1-mu对陕北石油污染土壤的生物修复作用研究

选用假单胞菌Nwu1-mu对陕北地区石油污染土壤进行生物修复.通过检测修复过程中土壤样品的菌体生长数量、脱氢酶活性、表面张力和石油烃及其组分降解率综合考察了菌株对石油烃类物质的降解作用.结果表明,在不添加营养物质的前提下假单胞菌Nwu1-mu在60d内对石油污染土壤中的石油烃类物质降解率达到了86.5%,尤其对石油烃中的C24～C28和>C28组分有突出的降解效果;菌株产脱氢酶和表面活性剂显示出了良好的性能,在石油烃类物质的降解过程中均起着关键的促进作用.假单胞菌Nwu1-mu显示出的强大的生物修复潜力及其不依赖于外来营养源的特性,为黄土高原的土壤生态环境修复提供了新的解决思路.     

牧草植物对黄土丘陵区农田石油污染土壤的修复研究

为了研究牧草植物对农田土壤石油修复效果,选取了紫花苜蓿、沙打旺、白三叶、红三叶、碱茅草等5种牧草类植物在石油污染农田土壤中种植,通过测量土壤石油烃含量变化、植物出芽率、生物量等指标。结果表明:与无污染土壤空白对照相比, 5种牧草类植物在石油污染土壤中的出芽率分别降低了12.1%,5.4%, 18.2%,19.5%,51. 2%;植物生物量减少了12%,13.6%,15.4%,23.8%,27.1%。与空白对照无植物生长相比,5种植物的生长使土壤石油降解率分别提高了53.2%, 47.7%, 32.7, 30.4%,15.6%。石油污染土壤中的出芽率的大小顺序:沙打旺紫花苜蓿红三叶白三叶碱茅草;5种植物对石油降解率的作用大小顺序为紫花苜蓿沙打旺白三叶红三叶碱茅草;石油污染土壤中的生物量和富集石油烃能力顺序一致:紫花苜蓿沙打旺红三叶白三叶碱茅草。从以上可以看出紫花苜蓿、沙打旺、红三叶和白三叶具有修复石油污染土壤的潜力。     

玉米草（Zea Mexicana）与海藻寡糖联合修复石油烃污染土壤的研究

采用玉米草及海藻寡糖联合修复技术研究了石油污染土壤的修复效果,对修复过程中酶活性变化进行了测定,并采用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术测定了土壤中微生物群落的变化.结果表明,种植玉米草可以有效提高土壤中石油烃的降解,与对照相比石油烃降解率增加了11%;加入不同浓度海藻寡糖进一步增加了石油烃的降解效果,降解率最高达到28.6%.种植植物及加入海藻寡糖可以有效提高多酚氧化酶、脱氢酶及尿酶的活性.PCR-DGGE结果表明植物种植及海藻寡糖的加入增加了土壤中微生物数量,其微生物群落结构与未种植植物及修复前上壤相比发生了较大的变化.