石油污染土壤的微生物强化修复作用及其机理研究

摘要

论文以胜华炼油厂原油罐区附近的石油污染土壤为修复对象,筛选出效果最好的单菌作为实验的高效外源菌,分析其降解机制;优化影响降解率环境因素;选择几种代表性激活剂进行强化修复实验,确定效果较好的激活剂及其最佳添加量,探索强化作用机理;将高效外源菌与激活剂同时用于修复石油污染土壤,通过对修复过程中的几个指标变化规律研究,探讨两者共同作用的效果,进一步分析强化作用机制。
　　 菌株L-1较其他菌株的降解性能好,pH、温度、油浓度等环境适应性强,纯烃利用性好,与土著菌有较好的协同性,L-1作为高效外源菌,强化修复石油污染土壤的效果明显。利用响应面法优化修复环境,获得最佳实验参数为:C:N为19.9:1,含水率17.8％,外源菌加入量为10.1％,在此条件下,土壤强化修复40天石油降解率理论值可达57.9％,对最优实验条件下的修复效果进行验证,修复40天的石油降解率为57.1％,与理论值非常接近,该模型能较好的预测修复效果。对菌株进行生理生化实验,初步确定菌株L-1为黄单胞菌属。
　　 添加葡萄糖可以提供碳源、影响土壤pn以及细菌细胞疏水性,对修复效果有一定的强化作用,最佳添加量为土壤质量的0-3％;H2O2通过自身氧化以及提供电子受体等作用强化修复效果,最佳添加量为0.3％;木屑比花生壳含有更多营养成分,其较好的保水性以及蓬松的结构特点使得强化修复效果最明显,其最佳添加量为5％。通过比较可以看出,添加单一种类的激活剂比添加外源菌的修复效果略差。
　　 同时添加外源菌和激活剂时土样的有机质、pn值、总氮基本是随修复时间的延长逐渐减少,细菌数量的变化规律与只添加激活剂时细菌变化规律相似,各个土样中土壤微生物群落结构随时间有明显变化。添加木屑+L-1和H202+L-1的石油降解率均比只采用一种强化修复方式的效果好,而添加葡萄糖+L-1的土样的强化修复效果比单一一种强化方式的效果均弱,说明土著菌与外源菌的协同作用是发生在一定的环境条件下的,当条件改变时,相互作用也会发生变化。
　　 添加木屑+L-1的方式强化修复石油污染土壤效果最明显,其反应过程符合一级反应动力学模型,模型相关系数RZ=0.9602。