焦化工业场地土壤的PAHs污染特征及微生物修复应用

摘要

多环芳烃是在焦化工业场地中常见的一类持久性有机污染物,因其水溶性差且热稳定性好,这使得这类化合物可长期吸附在土壤颗粒中而难以降解。目前,多环芳烃污染土壤的修复已成为焦化类工业场地亟待解决的难题。本文在对焦化工业污染场地多环芳烃和微生物的赋存特征分析基础上,应用可高效降解多环芳烃的菌剂对焦化工业场地土壤进行了实验室效果验证和现场修复工程小试研究。本论文为建立焦化工业场地多环芳烃污染土壤的微生物修复提供技术支撑。主要研究结果如下:
　　 1.建立了工业污染场地土壤中多环芳烃和苯系物的检测方法。结果表明:针对焦化工业场地土壤中的多环芳烃可以采用超声提取.气质联用法进行检测,方法回收率高,操作简单易行,对土壤中的蒽,芴的提取效果较好；针对焦化工业场地苯系物浓度较高的土壤样品,可以采用静态顶空-气相色谱法,针对苯系物浓度较低的土壤样品,则推荐采用吹扫捕集.气相色谱法。
　　 2.揭示典型焦化类工业污染场地土壤中微生物和多环芳烃的赋存特征。结果表明:焦化工业场地土壤中存在着严重的多环芳烃污染,污染范围延伸至地下12米,浓度最高可达666.74 mg/kg。土壤中多环芳烃以2～3环为主,不同深度土壤中,多环芳烃在2-20μm粒径的土壤颗粒浓度最高。0～7.5m的土壤中,20-200μm粒径的土壤颗粒质量百分比>70％,在10.5～12.0m的土壤中,>200μm的土壤颗粒质量百分比为85.93％。研究结果显示在土壤中存在着大量的土著微生物和苯系物降解菌。
　　 3.制备了降解多环芳烃的高效降解菌剂并研究其在液体和土壤体系中对多环芳烃的降解效果。结果表明:应用菌剂A、菌剂B和菌剂C降解处理的液体体系中总多环芳烃的浓度分别减少为2216μg/kg,2354μg/kg和2315μg/kg,菌剂A对液体体系中多环芳烃,尤其是萘,苊,芴,菲和荧蒽的降解作用优于其他菌剂；在土壤体系中,在发酵液:固体载体=1:1时,Microbacterium菌剂对总多环芳烃的降解效果最优,在发酵液:固体载体=0.5:1时,菌剂B的降解效果最优,菌剂A在两种情况下降解效果较为稳定。
　　 4.评估多环芳烃降解菌在工业污染场地现场的应用效果。结果表明:Bordetella菌剂在现场的应用效果优于其他处理组,对0～20cm和20μ40cm土壤中总多环芳烃的降解效率分别为95.25％和63.46％,菌剂A的降解效率分别为92.60％和52.52％。

目录

文摘

英文文摘

基金项目

第一章 前言

1 多环芳烃污染土壤的微生物修复研究进展

1.1 土壤多环芳烃污染概况

1.2 土壤多环芳烃污染的修复技术

1.3 多环芳烃污染的微生物修复技术

2 研究的背景和意义

3 研究目标

4 研究内容

5 技术路线

第二章 工业污染场地中有机污染物的检测方法的对比研究

1 前言

2 材料和方法

2.1 供试材料

2.2 试验设计

3 结果和分析

3.1 土壤中多环芳烃的检测方法对比

3.2 土壤中苯系物的检测方法对比

4 讨论

5 结论

第三章 焦化工业污染场地PAHs赋存特征及微生物分布

1 前言

2 材料与方法

2.1 供试材料

2.2 试验设计与实施

3 结果与分析

3.1 焦化工业场地土壤多环芳烃及土著微生物分布特征

3.2 焦化工业场地土壤多环芳烃在不同粒径颗粒中的赋存特征

4 讨论

5 结论

第四章 降解多环芳烃复合菌剂的研制及效果评价

1 前言

2 材料与方法

2.1 供试材料

2.2 试验设计

2.3 分析方法

3 结果与分析

3.1 液体体系中不同菌剂对多环芳烃的降解效果

3.2 土壤体系中不同菌剂对多环芳烃的降解效果

4 讨论

5 结论

第五章 降解多环芳烃菌剂在焦化工业污染场地的现场应用

1 前言

2 材料与方法

2.1 供试材料

2.2 试验设计

2.3 分析方法

3 结果与分析

3.1 不同菌剂对多环芳烃总量降解效果的影响

3.2 施加不同菌剂后对16种多环芳烃降解效果的影响

4 讨论

5 结论

第六章 结论与展望

参考文献

致谢

附录

研究生期间发表文章和专利

缩略词表(ABBREVLATION)