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.     

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。     

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。     

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.     

陕北黄土区石油污染土壤原位微生态修复试验研究

为修复陕北黄土区石油污染土壤,采用优化原位微生物菌群辅以物理和化学方法与地质环境相结合的微生态技术,在试验区均匀加入了3%的优化菌群制剂,选择优化出的菌群初步鉴定主要有:假单胞菌(Pseudomonas)、微球菌属(Micrococcus)、放线菌(Actinomayces)、真菌类的青霉(PeniciUium)、曲霉属(Aspergillus)等,调控了土壤温度、含水量、氧和营养物质等,进行了土壤中石油的降解与修复试验研究.结果表明,在试验区土壤中人为添加石油平均含量在2 318.5 mg·kg-时,经过11～32 d原位微生态修复技术的修复,土壤中的石油含量降解可达68.47%-84.30%,而对照区土壤中人为添加的石油含量变化不大,降解率基本在10%以内,说明在自然条件下土壤中石油降解是缓慢的.这个试验验证了地质微生态修复技术在陕北黄土区土壤石油污染修复的有效性,探索了推广应用的可行性.     

耐盐菌BF40产表面活性剂特性及其对石油污染盐渍化土壤的修复能力

为强化微生物修复石油污染盐渍化土壤并提供高效产表面活性剂菌种,研究了耐盐菌Serratia BF40产生物表面活性剂的条件、动力学特征以及对石油污染盐渍化土壤的修复能力.结果表明:BF40产表面活性剂最适碳源为牛肉膏,最适氮源为氯化铵.在30～37℃,pH 7.0～9.0范围内产表面活性剂的能力较强.BF40在对数生长期产生表面活性剂,产生方式与细胞生长相关联.在含2.0％NaC1的培养基中,BF40可将发酵液表面张力降低到32.0 mN·m-1,EI24达到66.9％.在含盐量为0.22％和0.61％土壤中添加BF40,降解40 d后,土壤总石油烃降解率达到50％以上,表明BF40在强化修复石油污染盐渍化土壤中具有很大的应用潜力.     

石油污染土壤的生物修复研究

通过田间试验研究了玉米和向日葵两种植物对石油污染土壤的修复作用,考察了外源菌(DX-9)对植物修复的强化和协同效应,对"外源菌-植物"修复效果进行了初步评价.结果表明,在10000mg·kg-1污染浓度下,150 d玉米、向日葵试验区土壤中石油降解率分别为42.5%和46.4%,较对照区提高了100.5%和118.9%.外源节细菌的施加可使生物修复速度显著加快,150 d"DX-9-玉米"和"DX-9-向日葵"试验区石油烃降解率分别达到72.8%和76.4%,较同期单独植物修复的降解率提高了71.3%和64.7%.500 d各试验区土壤中石油烃降解率分别为95.5%、96.1%、97.6%和98.9%,土壤中石油烃含量均低于国家标准规定限量(<500mg·kg-1);土壤主要理化性质、生物群落分布、呼吸强度及植物不同部位中石油烃的残留量与对照无显著差异.结果表明:玉米、向日葵与节细菌对石油污染土壤的联合生物修复效果显著;经过两年修复,污染土壤恢复健康状态.     

强化生物通风修复柴油污染土壤影响因素的正交实验

生物通风是继SVE后又一项主要的生物修复技术,在石油污染土壤修复中拥有广阔的前景.为寻求最佳修复效果的最优组合,采用生物通风修复柴油污染土壤的正交土柱实验,对影响生物通风修复效果的5个主要因素(污染强度、土壤含水率、C:N:P、通风的孔隙体积数、通风方式)进行了定量化.结果表明,利用强化生物通风可以在柴油污染土壤的治理中取得较好的效果;方差分析各因素均无显著性影响;极差分析得到影响强化生物通风柴油去除效果的最主要因素为土壤含水率、污染强度,次主要因素为C:N:P、通风的孔隙体积数,而通风方式对去除率的影响很小;在实验的不同阶段有些因素的最优水平有不同程度的改变,总体来说各因素的最佳水平分别为:土壤含水率为4.88%,污染强度为40000mg·kg-1,C:N:P为100:20:1,通风的孔隙体积数为4,而通风方式的两种水平对去除率的影响相差不大.     

微波强化EDDS淋洗修复重金属污染土壤研究

为了快速去除土壤中的重金属污染,采用微波强化[S,S]-乙二胺二琥珀酸([S,S]-EDDS,简写为EDDS)淋洗方法,做了微波时间、功率对Cd、Pb、Zn去除效率影响的实验,并用BCR连续提取法分析了微波强化EDDS淋洗对土壤中重金属形态的影响.结果表明,在微波功率900W,时间10 min条件下,EDDS对Cd、Pb、Zn的去除率分别达到29％、89％、71％,比未引入微波时淋洗的各重金属的最高去除率分别提高8％、26％、33％,且明显缩短了处理时间(从6h缩短为10 min).与处理前原土壤相比,土壤在微波辐射淋洗处理后,主要污染重金属的交换态和碳酸盐结合态以及铁锰氧化物结合态明显降低(其中Cd降低34％,Pb降低90％、Zn降低83％),残渣态增加,从而有效降低了土壤中毒害污染重金属元素含量和重金属可利用性,减轻了污染土壤的生态风险.微波辅助淋洗修复可作为一种重金属污染场地的快速修复技术.     

石油污染对土壤物理性质的影响

采用室内模拟的方法,研究了不同含量石油污染条件下土壤容重、孔隙度、含水率和渗透性能的变化。结果表明,土壤中低含量的石油污染物对容重和孔隙度的影响不显著,当土壤中石油污染物含量超过30g/kg以后,土壤容重随含油量的增加而显著降低;当土壤中石油污染物含量超过50g/kg以后,土壤孔隙度随含油量的增加而显著增大。石油污染物能显著降低土壤的渗透性能和含水率,随着石油污染物数量的增加,土壤渗透系数达到稳定的时间也随之延长。     

改性生物质炭对原油污染土壤中苏丹草萌发的影响

为探究原油胁迫下改性生物质炭对苏丹草种子萌发和幼苗生长的影响,在土壤含油率4％的原油污染土壤中分别添加硝酸和芬顿试剂改性的棉花秸秆生物质炭,采用土培发芽试验研究两种改性生物质炭不同添加量(炭土质量比为2％和4％)对苏丹草发芽率、胚芽长、胚根长、生物量和土壤总石油烃降解率的影响.结果 表明:施用生物质炭和改性生物质炭均能显著提高土壤有机质含量(P<0.05),未改性生物质炭添加会提升土壤pH值,硝酸和芬顿试剂改性生物质炭添加会降低土壤pH值.相比于未加生物质炭处理,添加生物质炭可以显著提高苏丹草发芽率、胚芽长和植株生物量,改性生物质炭对种子生长的促进效果更好,4％硝酸改性生物质炭处理的胚芽长和生物量比对照组分别增加了67.83％和80.26％.生物质炭和改性生物质炭添加均能显著提高土壤中总石油烃降解率,与未加生物质炭处理相比,添加4％生物质炭和4％芬顿改性生物质炭处理的总石油烃降解率分别增加了23.86、20.89个百分点.研究表明,在原油胁迫下,添加改性生物质炭有助于减缓原油污染对苏丹草种子萌发的负面效应,生物质炭的改性方法和添加量会影响苏丹草与生物质炭共同作用下土壤中石油烃的短期降解效果.     

生物有机肥和生物炭对Cd和Pb污染稻田土壤修复的研究

在田间试验条件下,研究施用生物有机肥和生物炭对稻田Cd 和Pb 污染的钝化修复效果。研究结果表明:施用生物有机肥和生物炭处理可以提高土壤pH值以及土壤养分含量,并显著降低土壤有效态Cd 和Pb 的含量,且土壤pH 值与土壤有效态Cd 和Pb 的含量呈极显著负相关;生物有机肥和生物炭处理还可以降低水稻体内Cd 和Pb 的含量,其中水稻糙米Cd 降幅达到了22.00%和18.34%,水稻糙米Pb 含量的降幅也达到了33.46%和12.31%,且水稻糙米Cd 和Pb 的含量与土壤有效态Cd 和Pb 的含量呈显著正相关。综合各处理对土壤pH 值、土壤养分含量、土壤有效态Cd 和Pb 的含量以及水稻Cd和Pb 的影响,可以看出生物有机肥和生物炭处理对于Cd 和Pb 污染稻田土壤有较好的修复效果。     

生物炭复配调理剂对镉污染土壤性状和小白菜镉吸收及其生理特性的影响

【目的】研究生物炭复配调理剂(由生物炭与泥炭、石灰混合配制而成)修复中轻度镉(Cd)污染农田土壤的可行性,为其在中轻度Cd污染农田土壤上的应用提供科学依据。【方法】在网室进行生物炭复配调理剂的盆栽试验,设4个不同的用量梯度,分别为0(对照)、80、160、240 g/盆,分别用H0、H1、H2和H3表示,每盆用土4 kg,每处理4次重复,研究不同生物炭复配调理剂用量对土壤性状、小白菜Cd吸收及其生理特性的影响。【结果】生物炭复配调理剂能显著提高土壤pH、土壤微生物氮(MBN)含量和脲酶活性(P<0.05,下同),同时显著降低土壤有效态Cd(DTPA-Cd)(最大降幅37.1%)、微生物碳(MBC)含量和酸性磷酸酶活性。生物炭复配调理剂能有效降低小白菜Cd吸收量(最大降幅85.7%),小白菜细胞中丙二醛(MDA)含量及超氧化歧酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性等抗逆性指标明显下降,同时小白菜Cd含量可降至0.10 mg/kg,符合食品安全标准;低用量(2%)的生物炭复配调理剂可使小白菜增产,高用量则不利于小白菜生长。【结论】生物炭复配调理剂可有效钝化土壤重金属Cd,改善土壤生化     

钝化剂对土壤镉铅有效性和微生物群落多样性影响

为研究海泡石和生物炭两种钝化剂对镉铅复合污染土壤修复效果及微生物群落功能多样性的影响,以南京某蔬菜地土壤为研究对象,采用盆栽试验方法,研究海泡石和生物炭单施及配施条件下,土壤理化性质、土壤微生物群落功能多样性、土壤Cd、Pb有效态含量的变化以及萝卜和小白菜两种作物对Cd、Pb富集的影响。结果表明:海泡石和生物炭单施、混施均显著促进土壤Cd、Pb由酸溶态向残渣态转化,降低Cd、Pb生物有效性。其中,2.5%海泡石处理Cd、Pb有效态含量降幅最大,与对照相比,种植萝卜和小白菜的土壤Cd、Pb含量分别降低71.88%～75.44%和81.21%～84.52%。生物炭对土壤微生物活性影响显著,2.5%生物炭处理微生物对碳源利用能力最强,但微生物群落功能多样性未显著增加。添加海泡石和生物炭均减轻了萝卜和小白菜可食部位对Cd、Pb的富集,2.5%海泡石和1.25%海泡石与1.25%生物炭配施处理,萝卜可食部位Cd和Pb含量均满足《食品安全国家标准》(GB 2762—2017),但小白菜可食部位Pb含量超出安全标准。研究表明,从土壤环境质量和作物安全角度考虑,一般采取海泡石和生物炭配施进行重金属Cd-Pb复合污染土壤的修复,而且在中度Cd-Pb污染的菜地土壤中优先考虑种植萝卜类蔬菜。     

光合细菌和生物炭对污染土壤中铬的稳定化效果及小白菜生长的影响

为了研究光合细菌和生物炭对铬污染土壤的修复效果,采用光合细菌球形红细菌(Rhodobacter sphaeroides)H菌株和生物炭为修复材料,模拟铬污染土壤为研究对象,通过盆栽试验研究了H菌株、生物炭、H菌株和生物炭联合对铬污染土壤中铬的稳定化效果以及对小白菜的株高、根长、叶绿素和可溶性糖含量的影响。结果表明:修复30 d后,H菌株和生物炭联合修复的效果要优于单施H菌株和生物炭,并且当菌株添加量为10~8CFU·g~(-1)和生物炭添加量(质量比)为1%即T6处理时,修复效果最好,较单加H菌株和生物炭,铬的生物可利用性分别降低了8.03%和9.11%,土壤中的过氧化氢酶、脲酶、转化酶和碱性磷酸酶活性比不添加菌株和生物炭即CK处理分别升高了58.72%、98.25%、136.58%和61.03%。T6处理对铬胁迫下小白菜的促生效果显著,与CK组相比,小白菜植株地上部分和根系的铬含量分别降低了26.67%和14.84%,极大地促进了铬胁迫下小白菜植株的生长,叶片的叶绿素和可溶性糖含量分别升高了30.08%和17.39%。经XPS和XRD分析结果推测H菌株和生物炭的主要修复机制为混合还原和静电吸附,二者对铬污染土壤具有较好的修复效果,且对小白菜具有较好的促生效果。     

生物炭与肥料复配对土壤重金属镉污染钝化修复效应

通过田间实验,研究了生物炭与有机肥及氮磷钾复合肥复配施用对菜地土壤重金属镉污染钝化修复效应,并探讨了作用机制。结果表明,菜地土壤添加不同钝化材料可显著降低油麦菜地上可食部位Cd的累积量,降幅可达32.6%~54.8%,各钝化处理的菜地土壤有效态Cd含量均出现显著降低,降幅可达7.04%~21.85%,施用生物炭可以显著提高菜地土壤pH值,有利于促进对土壤重金属Cd活性的钝化作用;而施用鸡粪却明显降低菜地土壤pH值,不利于菜地土壤重金属Cd的钝化作用。土壤pH值与油麦菜根部Cd累积量间呈显著的正相关性,但与油麦菜地上可食部位Cd累积量间的相关性并未达到显著性水平。该项研究可为生物炭与有机肥及氮磷钾复合肥复配修复污灌菜地土壤重金属镉污染提供一定的理论基础。     

土壤污染与修复方法研究

随着工农业的快速发展,大量固体废弃物、农药、化肥、重金属污染物以及其他有毒有害物质进入土壤,对土壤生态造成了巨大污染。随着土壤污染面积的不断加大,人类的生产和生活均受到了极大的影响,土壤污染修复已成为当前必须开展的工作。本文综述了物理修复方法、生物修复方法、生物炭修复方法的研究进展,以期为污染土壤修复工作提供借鉴。     

石油污染土壤的微生物修复技术研究进展

利用微生物修复技术对石油污染土壤进行处理是现代新型的一种经济、高效且生态可承受的绿色清洁技术。目前,越来越多的国内外学者在解决石油污染土壤问题中引进微生物修复技术。总结了石油污染土壤微生物修复技术的修复类型;能够降解石油烃类物质的微生物种类、复合菌群及利用基因工程构建石油高效降解菌;影响石油烃降解菌降解效率的多种因素,探讨了石油污染土壤的微生物修复技术中存在的问题及应用前景,以期为进一步研究提供参考。     

石油污染土壤的微生物生态原位修复研究

[目的]研究微生物生态技术对中原油田石油污染土壤的修复效果。[方法]在前期室内外模拟修复试验的基础上,选择中原油田某油井场旁石油污染场地,设置5种修复条件,开展微生物生态技术修复石油污染土壤研究。[结果]经过99d修复后,黑麦草（苜蓿）微生物联合技术、纯微生物技术和黑麦草（苜蓿）技术对石油污染土壤具有明显的修复作用,其中的石油烃降解率均在40.00%以上,以黑麦草微生物联合技术修复效果最佳,石油烃降解率达67.38%;修复过程中易溶盐、NO3-、Cl-等易溶营养物质只有极小部分随水而进入下部土层（50cm）;由于苜蓿草的根部可能具有固氮作用,使加入的大量化肥进入了土层下部,导致3和5号修复区50cm土壤层NH4＋明显增大。影响修复效果的因素包括温度、水、氧气、营养元素、微地质环境等。[结论]原位微生物生态修复技术在野外原位石油污染土壤修复效果是显著的,具有处理方法简单、费用低、修复效果好、对环境影响小、无二次污染、可原位治理等优点。     

生物可降解螯合剂GLDA强化电动修复Cd污染土壤研究

本研究以环境友好的新型螯合剂GLDA作为增强剂,对Cd污染土壤开展电动修复实验。与对照组相比,三个处理组土壤pH均显著降低,土壤EC均显著增加。增强组体系电流高于常规组,两组体系电渗流、柠檬酸消耗量及电耗均与修复时长成正相关关系,其中增强组电渗流拟合速度接近常规组的3倍,柠檬酸消耗拟合速度也高于常规组,但两者电耗并无显著差异。电动修复过程中产生的废液,经加碱、破络、混沉等工艺处置后,可达标排放。本研究结果表明,Cd污染土壤强化电动修复技术可行,GLDA强化可将土壤Cd去除率由75.92%提升至95.29%,修复后土壤Cd含量远低于我国GB 36600-2018规定的第一类用地管制值,且不会大幅增加治理成本,在场地修复中易于推广。