麦饭石和硝酸钾添加对石油污染土壤的生物修复作用

为研究麦饭石和硝酸钾对石油污染土壤的生物修复作用,本试验通过向石油污染土壤中投加麦饭石和硝酸钾,比较了两种修复剂对不同污染时长土壤中石油烃的去除作用和毒性抑制效果。结果表明:对于新污染土壤,施加硝酸钾和麦饭石修复110 d后,总石油烃(Total petroleum hydrocarbon,TPH)的去除率分别为12.03%和17.09%。其中,施加硝酸钾修复45 d时主要增强了土壤微生物的硝化潜力,修复后期(第46~110天)主要通过强化好氧反硝化作用实现对TPH的去除。对于陈旧性污染土壤,投加硝酸钾和麦饭石修复110 d后,TPH去除率分别为24.41%和22.07%,石油烃的去除主要发生在修复后期(第46~110天)。陈旧性污染土壤中添加硝酸钾提高了土壤微生物固氮和硝化潜力。麦饭石的添加对不同污染时长土壤中石油烃的去除主要通过吸附作用实现。蚯蚓急性毒性实验结果表明,麦饭石处理组蚯蚓7 d平均死亡率为35%,显著低于对照组的60%和硝酸钾处理组的100%死亡率,表明施入硝酸钾修复显著增强了土壤的生态毒性,施入麦饭石可降低石油污染土壤的生态毒性。研究表明,相比硝酸钾,麦饭石兼具石油烃去除和降低土壤生态毒性的作用,可作为一种优质修复剂处理石油污染土壤。

国槐与其他树种绿化废弃物混合施用对石油污染土壤修复效果的影响

采用室内模拟试验,研究了国槐废弃物分别与侧柏、云杉、油松、元宝槭和刺柏等5种常见园林绿化植物废弃物等质量混合对其修复石油污染土壤效果的影响,以期为合理利用绿化废弃物资源修复石油污染土壤提供理论依据。结果表明:国槐分别与侧柏、云杉、元宝槭或刺柏废弃物混合的添加形式普遍能够显著(P<0.05)强化对石油(至少是其饱和烃组分)的降解效率,提高土壤脲酶、碱性磷酸酶和脱氢酶活性,但上述混合处理普遍不影响甚至会削弱绿化废弃物对土壤速效氮、磷养分含量的提高效果。国槐与油松废弃物的混合添加形式对所有方面的修复效果普遍产生拮抗削弱。混合绿化废弃物中较高的氮、磷、氨基酸和有机酸含量有利于其降解石油或其部分组分,前三者同时有利于提高土壤速效氮素(主要是铵态氮)含量,及脲酶和脱氢酶活性;较高的酚类物质含量有助于提高土壤转化酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶活性;而较高的内部化学分异和萜类物质含量则分别不利于其降解饱和烃组分以及提高土壤脲酶和过氧化氢酶活性。总体而言,以适当的组合形式添加绿化废弃物可以强化其对石油污染土壤的修复效果。

吸附-包埋固定化微生物修复盐渍化石油污染土壤

为克服土壤中盐对微生物降解石油烃的不利影响,实验利用生物炭(BC)吸附石油烃降解菌后,再用海藻酸钠(SA)和聚乙烯醇(PVA)包埋,制备固定化微生物,用于修复盐渍化石油污染土壤。将制备的PVA-SA-BC固定化微生物(PSBB)用于石油无机盐液体培养基中及NaCl质量分数10 g/kg的石油污染土壤中,并考察其对石油烃降解率。研究结果表明:添加PVA能显著提高固定化载体的机械性能;吸附-包埋固定化能提高微生物耐盐能力,在无机盐液体培养基中,当NaCl质量浓度由20 g/L提升至40 g/L时,添加PSBB的石油烃降解率下降9.0%,降幅小于添加游离菌(下降13.5%)和添加BC固定化微生物(下降15.6%)的培养基。且添加PSBB的无机盐液体培养基中微生物浓度最高。经过120 d的土壤修复实验,PSBB组对石油烃的降解率达到61.5%,而游离菌(FB)组和BC固定化微生物(BCB)组的石油烃降解率分别为35.3%、45.9%,这表明添加PSBB对盐渍化石油污染土壤具有显著的修复效果。

石油污染土壤微生物修复技术及机理研究进展

综述了环境微生物技术在石油污染土壤修复中的应用方法,介绍了人为干预提高石油降解微生物治理油污土壤的原位和异位修复技术和微生物去除石油组分的作用机理。针对微生物修复的研究热点多为石油降解微生物的选取及多种微生物的复合菌对石油组分的去除效果,但对微生物技术的实际应用和机理研究相对较少。提出了未来微生物技术修复石油污染土壤的研究和发展方向,包括特定材料对微生物的固定化、利用宏组学与示踪技术进一步明确微生物的降解机理和质粒拼接手段构建高效基因工程菌。

植物-微生物联合修复石油污染土壤的研究进展

生物修复技术因其环境友好、修复成本低等优点受到大量关注,尤其是植物-微生物联合修复技术。两者互利的共生关系让植物-微生物组合更好地结合两者的优点,有效提高生物修复的应用范围和降解效率。本文概述植物-微生物联合修复技术降解有机污染物的机制,梳理联合修复技术的应用形式,重点讨论不同形式的植物-微生物组合的协同效应,并对植物-微生物联合修复未来的研究方向和应用前景进行展望,以更好地修复石油污染土壤。

石油烃污染土壤阴燃反应特性及修复效果研究

石油开采和运输过程中会产生大面积的石油污染场地,亟需修复。本研究以石油烃污染土壤为研究对象,采用自制的阴燃小试装置研究土壤热值、含水率和空气流量等因素对污染土壤阴燃反应特性及修复效果的影响,并探究了石油烃污染物在阴燃过程中降解路径。结果表明:石油烃污染土壤的阴燃反应温度区间为200~600℃,修复率普遍高于98.5%。当含水率增加5%时,阴燃峰面传播速率约减小46.3%,土壤含水率越高则阴燃峰面传播速率越小;当热值增加1.81 MJ/kg时,阴燃平均峰值温度会升高300℃。阴燃峰值温度随污染土壤热值的升高而增加;当空气流量为15~25 L/min时,阴燃峰面传播速率随空气流量的提高而增加。污染土壤阴燃过程中烯烃类物质的双键基团易被氧化断裂生成醛类物质,同时长链烷烃类物质的碳键易断裂生成中链烷烃类物质。研究显示,阴燃对石油烃污染土壤的修复效果显著,并且可以通过对影响因素的调控实现对阴燃过程的控制,相关结果将为有机污染土壤阴燃修复技术的工程化应用提供理论支撑。

固定化菌剂对石油烃污染土壤的修复研究

该文旨在分离高效石油烃(TPHs)降解菌并制备不同生物质基生物炭固定化复配菌剂,评估不同菌剂对土壤中石油烃的降解作用。从石油烃污染土壤中分离纯化出假单胞菌(Pseudomonas sp. E)和中间苍白杆菌(Ochrobactrum intermedium H)。2株菌具有TPHs降解协同作用,最佳复配比例为2∶1,5 d TPHs降解率达到85.97%,显著优于单一菌株。采用玉米秸秆、蟹壳、木屑生物炭载体材料对菌株进行固定,开展50 d室内原位土壤修复模拟实验评估3种固定化菌剂对土壤TPHs的降解性能和酶活性变化。结果表明,各处理组对TPHs的降解率大小依次为:蟹壳生物炭固定化菌剂(78.3%)>玉米秸秆生物炭固定化菌剂(75.7%)>木屑生物炭固定化菌剂(73.9%)>游离混合菌(65.3%)>对照组(9.83%)。其中蟹壳生物炭固定化菌剂降解效率最高,半衰期最短,为22.21 d,土壤中过氧化氢酶、脱氢酶活性均显著增加,土壤肥力明显升高,具有土壤原位生物修复潜力。

植物-微生物联合修复石油污染土壤研究进展

总结了近年来植物-微生物修复石油污染土壤的研究进展,比较了植物修复、微生物修复及植物-微生物联合修复,分析发现较单一生物修复,联合修复效率显著提高,进一步明晰植物-微生物联合修复机理,指出根际效应、菌根作用在联合修复中发挥着重要作用,并对比了基于不同机理的植物-微生物联合修复方法,最后围绕未来石油污染土壤植物-微生物修复技术的发展方向提出了展望。

某石油烃污染区域土壤自然衰减恢复效果研究

以干旱区石油开采油井突发复杂状况导致的石油烃污染土壤作为研究对象,该区域石油烃污染区域面积较大,主要是天然牧草地。在不扰动区域天然植被生态系统的情况下,通过土壤石油烃自然衰减效果监测研究,结果显示:经过2年的自然恢复期,污染区域土壤中石油烃浓度超过对照点基线水平值的面积由原85.6%下降至56.8%,石油烃浓度降解率范围可达到27%~99%。表明土壤污染面积较大、石油烃污染物浓度未超过土壤污染风险筛选值时,自然衰减成为土壤污染物恢复的最佳措施。

石油降解菌剂应用于石油污染土壤治理的浓度范围与工程可行性

文章主要从土壤的含油量、达标降解时间的角度讨论将石油降解菌剂应用于土壤修复工程的可行性。经实验发现:含油量1%以下的土壤采用原位微生物治理能快速达标(一类用地筛选值);含油量在1%~2%之间的土壤其治理周期稍长,也可实现原位微生物法工程治理;含油量超过3%甚至5%的土壤若单纯采用原位微生物修复治理周期过长,后期含油量下降缓慢,可集中后根据实际情况处理。

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。

污泥生物炭固定化微生物强化石油污染土壤修复

针对石油污染土壤生物修复效率低,污水处理厂剩余活性污泥资源化利用途径不畅通的问题,开展污泥生物炭固定化微生物修复石油污染土壤研究。取污水处理厂剩余活性污泥经堆肥处理后的堆肥污泥,经400℃热解制备污泥生物炭,将其与石油降解菌群CH采用吸附法制备污泥生物炭固定化微生物,用于石油污染土壤的修复。结果表明:污泥生物炭具有良好的孔结构和营养特性,对菌群CH的固定率由堆肥污泥处理的23.21%提高到44.29%;经过90 d的修复实验,污泥生物炭固定化微生物组对总石油烃降解率达到58.80%,比添加污泥生物炭和添加污泥生物炭+游离降解菌组2种方法分别提高了13.66和33.73百分点,说明污泥生物炭固定化微生物用于修复石油污染土壤具有显著的效果。

SDBS微乳液制备及其对石油污染土壤清洗效果研究

目的利用阴离子型表面活性剂、助表面活性剂、无机电解质、有机相与去离子水配制微乳液,研究微乳液的稳定性,利用配置的微乳液对石油污染土壤进行清洗,探究方法可行性以及最佳参数条件。方法采用Shah法,以十二烷基苯磺酸钠为表面活性剂、分别以正丁醇、NaCl、Na_(2)CO_(3)、Na_(2)SiO_(3)、有机相正庚烷为助表面活性剂制备微乳液,通过绘制拟三元相图研究微乳液体系稳定性;分析该微乳液对石油污染土壤的洗脱率。结果配制的微乳液Ⅲ对含油量为10.6%的石油污染土壤去除率达到90.47%,清洗后的土壤含油率为1.01%,对比单一表面活性剂SDBS的石油烃脱附效率提高了32.31%。结论该微乳液脱附效率显著高于单一或其他复配溶液药剂,可作为高浓度石油污染土壤修复的主要备选技术。

利用富里酸原位制备富集铁修复石油污染土壤研究

为得到一种高效去除土壤中总石油烃(TPH)的原氧化技术,利用富里酸(FA)在土壤中原位制备富集铁并进行石油污染土壤修复研究,探究了富集铁组和非富集铁组对不同质地和有机质(SOM)含量的石油污染土壤(S1、S2)氧化效果的影响,以及富集铁组高效原位氧化TPH的机制.结果表明:(1)在S1、S2石油污染土壤(土壤S1、S2中TPH的初始含量分别为16074.33、14528.17 mg/kg)中,富集铁组中TPH的氧化量分别高达7550.32、8747.78 mg/kg,均高于非富集铁组Ⅰ中的相应值(分别为6364.43、5730.73 mg/kg),说明富集铁组可以高效氧化土壤中的TPH.(2)在土壤S1、S2中,富集铁组对中链(C_(19)~C_(24))烷烃的氧化率分别为20%、22%,对长链(C_(25)~C_(30))烷烃的氧化率分别为23%、20%,分别高于土壤S1中非富集铁组Ⅰ(17%、18%)和土壤S2中非富集铁组Ⅰ(19%、12%)的相应值.(3)电子顺磁共振波谱仪(EPR)测定结果表明,富集铁组中羟基自由基(·OH)强度(S1,36.61 a.u.;S2,16.06 a.u)高于非富集铁组Ⅰ中相应指标(S1,27.78 a.u.;S2,7.11 a.u.),并且羟基自由基持续时间(S1,50 h;S2,55 h)也高于非富集铁组Ⅰ中相应指标(S1,45 h;S2,40 h).(4)XPS测定结果显示,富集铁组中峰面积较高的FeOOH(S1,503.52;S2,850.01)和α-FeOOH(S1,399.40;S2,769.62)提高了·OH的瞬时强度,增加了·OH产量.而3D-EEM测定结果显示,富集铁组中类富里酸荧光区域标准体积(S1,1554047.24 au·nm^(2);S2,1110373.00 au·nm^(2))明显高于非富集铁组Ⅰ中相应值(S1,1100706.21au·nm^(2);S2,716069.98 au·nm^(2)),表明高含量的FA有利于FeOOH和α-FeOOH在土壤中的富集.研究显示,富集铁组实现了高效催化H_(2)O_(2)氧化土壤中TPH,为原位化学氧化修复石油污染土壤提供了一个经济有效的方法.

微生物电化学技术在石油烃污染土壤修复中的应用研究进展

石油开采和运输过程中会产生大面积的石油污染场地.碳中和背景下,微生物电化学技术为土壤中石油有机污染物去除提供了新型碳减排修复策略.简要介绍了微生物电化学系统的运行原理和分类,并针对该技术低成本、绿色低碳、能量转化效率高以及可控性强等优势具体分析了其在石油烃污染土壤修复领域应用的可行性.详细概述了微生物电化学系统修复性能的影响因素及增加系统电子受体、提高传质能力以及提高电子传递能力等强化途径,并对现阶段微生物电化学修复技术存在的问题和发展中的局限性进行总结,指出未来的发展方向,以期指导该技术在污染土壤中的实际应用.

过硫酸盐氧化—微生物处理修复石油污染土壤

采用过硫酸盐(PS)氧化—微生物处理修复石油烃(TPHs)污染土壤,以β-环糊精螯合Fe^(2+)活化PS,通过添加功能菌(GZ6)强化TPHs降解。考察了TPHs降解率、酶活性动态变化和微生物群落演替情况,探讨了PS氧化—微生物处理修复方案对TPHs的作用机制。实验结果表明:污染土壤经PS氧化—功能菌处理(CMB)修复后,TPHs降解率达83.1%,比PS氧化—土著菌处理(CB)提高了11.6个百分点;CMB土壤中C_(10)~C_(17)、C_(18)~C_(30)和C_(31)~C_(40)馏分的去除率分别为87.9%、73.6%和72.8%。宏基因组分析结果表明:门水平上,变形菌始终占优势地位,属水平上,诺卡氏菌始终占优势地位。GZ6的引入激活了部分本土TPHs降解菌,增加了微生物的数量,提高了TPHs的降解效率。

表面活性剂强化过硫酸钠氧化修复石油烃污染土壤

为了提升石油烃污染土壤的修复效率,考察了不同表面活性剂(吐温-80(Tw-80)、曲拉通X 100(TX 100)、十二烷基硫酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS))对过硫酸钠氧化土壤中石油烃的强化效果,并分析了表面活性剂SDS强化修复效果较优的原因。土壤中石油烃的去除率遵循如下趋势:SDS>SDBS>TX 100>Tw-80。SDS强化修复效果较优可能与其在土壤中吸附量较小对石油烃的增溶效果好、上清液中过渡态金属含量较高及对过硫酸钠分解消耗少有关。通过优化反应参数,可以进一步提高SDS强化过硫酸钠氧化修复石油烃污染土壤的效率,对采自武汉和盘锦的两种石油烃污染土壤都具有较好的修复效果。

石油污染土壤中原位微生物群落和功能代谢研究进展

石油污染土壤中具有丰富的微生物资源,能够以有机污染物为碳源进行生长代谢实现石油降解,恢复土壤生态功能,了解土壤原位微生物群落、功能基因和代谢途径有助于指导污染土壤的生物修复。梳理了石油污染土壤中烷烃、芳烃生物降解的关键功能基因,综述了石油污染土壤中的原位微生物群落和代谢机制,以期为石油污染土壤生物修复技术开发奠定理论基础。

外源菌群及与植物联合修复华北中度石油污染土壤效果研究

为探讨不同微生物菌群对华北地区中度石油污染土壤的修复效果,在实验室模拟条件下分别进行优势外源石油降解菌群的筛选和优势菌群与植物联合修复试验。结果显示:4种外源石油降解菌群中,PDC-3菌群对中度石油污染土壤总石油烃(TPH,total petroleum hydrocarbons)去除率为84.07%,在各菌群中效果最优;该优势菌群与植物联合修复中度石油污染土壤比单独使用优势菌群修复可获得更好的效果,优势菌群与黑麦草联用及优势菌群与紫花苜蓿联用120 d TPH的去除率分别为91.58%和89.30%,修复后土壤中TPH含量均小于500 mg/kg;同时优势菌群与黑麦草联合修复在90 d即可去除89.32%的土壤TPH,相比选用紫花苜蓿可有效缩短修复周期;优势菌群对土壤TPH的去除起主要作用,其贡献率远高于土著微生物菌群或植物的贡献率;植物对土壤TPH去除的贡献率为4.09%~6.48%,且其作用主要发生在修复过程的中后期;优势菌群单独使用或与植物联合修复中度石油污染土壤120 d均可有效去除C10~C12及C22~C40石油烃组分,去除率为85.14%~100.00%;然而,C13~C21石油烃组分含量表现出阶段性的积累效应;除对土壤石油烃的去除作用外,使用优势菌群进行生物修复存在一定的调节土壤pH、增加土壤肥力,且有利于恢复修复后的土壤功能。

石油污染土壤热脱附修复的应用研究进展

热脱附技术由于适用范围广、处理时间短、处理效率高、污染物可回收,成为石油污染土壤修复领域的研究热点。为此,在剖析石油污染土壤热脱附机理的基础上,系统阐述了三种原位热脱附技术(电阻热脱附、蒸汽热脱附和热传导热脱附)和两种异位热脱附技术(直接热脱附和间接热脱附)在石油污染修复中的应用现状,最后指出石油污染土壤热脱附技术存在的问题和攻关方向,可为石油污染土壤热脱附技术的进一步推广应用提供支撑。