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基本信息

項目名稱：
石油污染土壤的微生物強化修復(fù)技術(shù)實驗研究
小類：
能源化工
簡介：
石油污染物可通過各種途徑最終進(jìn)入到土壤環(huán)境中，造成土壤石油污染。其對土壤的污染主要是破壞土壤結(jié)構(gòu),影響土壤通透性。損害植物根部，阻礙根的呼吸與吸收，最終導(dǎo)致植物死亡。其次，污染物進(jìn)入食物鏈并最終危及人類健康。石油及其制品在自然界很難被有效降解，要想短時間內(nèi)恢復(fù)受污土地的自然生境，就需要采用人工強化修復(fù)技術(shù)，因此研究石油污染土壤快速修復(fù)技術(shù)，已經(jīng)成為當(dāng)前環(huán)境科學(xué)與工程研究領(lǐng)域最為重要的研究方向之一。
詳細(xì)介紹：
本課題研究的目的是針對大慶油田石油污染土壤的現(xiàn)狀，研制出適應(yīng)于大慶油田生產(chǎn)環(huán)境的降解效能高的菌種或菌群，進(jìn)行室內(nèi)和模擬室外試驗的研究。土壤中有機污染物降解的難易度與降解速率受污染物結(jié)構(gòu)特征、化學(xué)組成、濃度及環(huán)境條件等多種因素影響。要獲得高效的生物修復(fù)效果，就要對石油的生物降解條件進(jìn)行研究和探討。本試驗在篩選出高效的土著嗜油菌株后采用正交試驗分析方法，施用不同配比的試劑和石油，添加不同比例的混合菌種，模擬外界環(huán)境條件進(jìn)行降解試驗，探求可行的石油污染土壤微生物原位修復(fù)方法。在五因素的正交試驗設(shè)計進(jìn)行室內(nèi)模擬試驗，二個月內(nèi)石油污染強度為10%的實驗組降解率最高，可達(dá)94.12%。絕對石油降解量在污染強度為25%時達(dá)到最高值為225.43 g。此降解效果在同類研究中還未見報道。取得了國內(nèi)先進(jìn)水平的成果。

作品圖片

  • 石油污染土壤的微生物強化修復(fù)技術(shù)實驗研究
  • 石油污染土壤的微生物強化修復(fù)技術(shù)實驗研究

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

作品以油污地植被恢復(fù)技術(shù)為載體，以石油污染地綜合治理技術(shù)為目標(biāo)，通過菌株篩選，模擬油污染土壤微生物修復(fù)試驗，按照實驗－顯示－研究－提高的路線，為實現(xiàn)石油污染地生態(tài)全面恢復(fù)提供理論依據(jù)、綜合配套技術(shù)和技術(shù)模式。提出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的石油污染地生物修復(fù)高效菌同生菌制劑。同時總結(jié)出一套標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、代表我國當(dāng)代最實用的油污地土壤修復(fù)技術(shù)。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨特之處

(1)費用低。生物恢復(fù)技術(shù)是所有處理技術(shù)中最便宜的，其費用約為焚燒處理費用的1/3至1/4；（2）環(huán)境影響小。生物恢復(fù)只是一個自然過程的強化，其最終產(chǎn)物是二氧化碳、水和脂肪酸，不會形成二次污染；(3)應(yīng)用范圍廣。其他技術(shù)難以使用的場地，可以采用就地生物恢復(fù)技術(shù)，還可同時處理受污染的地下水，有其獨到的優(yōu)勢。

應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義

大慶油田在石油的勘探、開采、運輸、存儲以及銷售過程中，對土壤產(chǎn)生了不同程度的污染，已經(jīng)影響了當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)、草原放牧和植被的保護(hù)及恢復(fù)。另一方面本地區(qū)地處高寒地區(qū)、地下水位高、土壤粘重、土壤腐殖質(zhì)含量低、通氣性差又制約了土壤微生物的降解能力的發(fā)揮。因此研究開發(fā)適合大慶油田的高寒地區(qū)氣候、土壤和植被特點的油污染土壤原位生物修復(fù)技術(shù)，必將對大慶油田和大慶市經(jīng)濟(jì)、社會的全面發(fā)展起到巨大推動作用。

學(xué)術(shù)論文摘要

本試驗從長期被石油污染的土壤中，以原油為唯一碳源經(jīng)過分離、篩選，最終獲得一組石油烴降解優(yōu)勢菌，并對其進(jìn)行石油降解率的測定，并對單一菌株和混合菌群的降解效果進(jìn)行了比對。得到高效降解菌3株，最高降解率7 d達(dá)75.72%?；旌暇旱慕到饴首罡?，7 d達(dá)89.95%。室內(nèi)正交試驗?zāi)M現(xiàn)場修復(fù)，結(jié)果表明：二個月內(nèi)石油污染強度為10%時的降解率最高，可達(dá)94.12%。絕對石油降解量在污染強度為25%時達(dá)到最高值為225.43 g。

獲獎情況

無

鑒定結(jié)果

試驗結(jié)果表明，足夠的C源供給、適量的營養(yǎng)、足夠的氧供體及表面活性劑的添加有利于提高微生物活性，提高土壤石油降解效率。

參考文獻(xiàn)

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同類課題研究水平概述

利用微生物處理石油污染的土壤這一領(lǐng)域的研究工作主要集中于以下幾個方面：（1）營養(yǎng)物質(zhì)的添加及量的配比石油烴中含有大量的碳和氫，同時土壤中存在各種無機鹽，基本可以保證降解過程中石油細(xì)菌對碳、氫及各種微量元素的需求。氮、磷元素的缺乏是影響細(xì)菌生長繁殖的主要原因。（2）選擇適當(dāng)?shù)碾娮邮荏w微生物的活性除了受到鹽類營養(yǎng)物的限制外，污染物氧化分解的最終電子受體的種類和濃度也影響著污染物生物降解的速度和程度。（3）同生菌群的強化作用研究發(fā)現(xiàn)混合培養(yǎng)菌的降解效果明顯高于單株培養(yǎng)菌。Biotrol公司(Chaska.MN)使用明尼蘇達(dá)大學(xué)的專利技術(shù)，用以黃桿菌(Flavobacterium)為主的同生菌作為強化菌劑，成功地處理PCP(五氯酚鈉)污染的土壤。（4）基因工程菌(GEM)的開發(fā) A.M.Charkrabarty經(jīng)過研究能降解芳烴、萜烴、多環(huán)芳烴的細(xì)菌的降解基因位于質(zhì)粒上，基于這一發(fā)現(xiàn)，他根據(jù)質(zhì)粒容易傳遞的特性，利用基因工程的手段將多種質(zhì)粒嫁接到一種菌體內(nèi)，構(gòu)成一菌多基因。因此，構(gòu)建含有目的基因，具有較強競爭力的基因工程菌(GEM)是現(xiàn)代環(huán)境生物技術(shù)的主要目標(biāo)之一。（5）石油烴生物可降解性研究一方面研究各種化合物在各種微生物作用下的降解機理和途徑，另一方面從化合物本身的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)上研究其影響生物降解的內(nèi)在原因，總結(jié)不同類型化合物生物降解難易的規(guī)律性，預(yù)測化合物在環(huán)境中的滯留情況及其毒性，以便開發(fā)出更有效的生物降解技術(shù)。（6）表面活性劑對生物降解的強化作用 TRI對表面活性劑在石油污染土壤的生物處理過程中的作用進(jìn)行了廣泛的研究，發(fā)現(xiàn)陰離子表面活性劑(Richonate-YLA)和非離子表面活性劑(HyonicPE-90)聯(lián)合作用是最有效的，可使80%的石油殘余物從土壤表面脫除。WestVir-ginia大學(xué)的Patrick P. E. Carriere等人研究了非離子表面活性tritonX-100對雜酚油污染土壤微生物降解的影響，證實加入這種表面活性劑可作為增強PAHs污染土壤降解的一種方法。（7）吸附與擴散機制對生物降解過程的影響研究表明，對土壤中石油烴最終降解率起主要影響的并不是污染物的可降解性，而是限制步驟，即：污染物從土壤顆粒表面的解吸附過程；污染物從顆粒聚集體擴散過程。
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