石油污染土壤中石油烃微生物降解性能的研究

摘要

本文首先对石油污染土壤中石油烃含量的测定方法进行了研究,分别用石油醚、二氯甲烷、三氯甲烷和甲苯作为萃取溶剂,采用重量法分析石油污染土壤中的石油烃。并对四种不同溶剂萃取物进行了石油烃含量、四组分组成、红外光谱、结构参数等方面的对比分析,最终确定二氯甲烷为石油污染土壤中石油烃的最佳萃取溶剂。
　　 实验室运用单因素实验、正交实验对发酵培养基和发酵控制参数进行优化,得到最优发酵条件,筛选了石油烃降解的高效菌种,并对固体菌剂进行了制备。
　　 为获得微生物对原油各馏分降解情况,将孤东原油蒸馏得到的柴油馏分、蜡油馏分分别进行微生物降解,对柴油馏分进行GC-MS分析,并对柴油、蜡油降解产物进行FT-ICR MS分析。在柴油馏分中鉴定出O1、O2、N1等多种分子类型,其中O2相对丰度远高于O1、N1类型,该类化合物是脂肪酸。油样中脂肪酸存在明显的C16、C18优势,降解前后组成差异不明显,其中BC-I菌剂降解后,低碳数脂肪酸相对丰度似有增加。从碳数分布来看,蜡油以m/z=293(C19双环环烷酸)为中心正态分布,烷基咔唑中C5-咔唑丰度最高,苯并咔畔相对丰度很低。O2类化合物丰度很低,可见脂肪酸含量很低。DBE为4或5的O2类化合物明显占优势,对应3～4环环烷酸丰度较高。另外,将正十六烷作为微生物生长的唯一碳源进行降解以确定正构烷烃的生物代谢途径,产物经FT-IR和GC—MS分析检测到十六酸的存在,这说明正构烷烃的代谢产物是有机酸。
　　 将微生物修复土壤技术应用于孤东石油污染区,开展一段时间的中试试验后,将从现场不同时间取得的土样进行石油烃测定分析,确定现场微生物降解的效果。

目录

文摘

英文文摘

第一章 前言

1.1 课题研究目的及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 石油污染土壤生物修复方法

1.2.2 生物修复的研究内容

1.2.3 微生物降解机理

1.3 课题研究的主要内容

1.3.1 石油污染土壤中石油烃分析方法的研究

1.3.2 高效石油降解菌的筛选与制备

1.3.3 孤东原油各馏分的微生物降解

1.3.4 实验室模拟微生物降解石油污染土壤及现场中试实验

第二章 石油污染土壤中石油烃的分析方法研究

2.1 实验仪器与试剂

2.1.1 实验仪器

2.1.2 实验试剂

2.2 石油污染土壤中石油烃的测定方法

2.2.1 石油醚抽提

2.2.2 二氯甲烷抽提

2.2.3 氯仿抽提

2.2.4.甲苯抽提

2.3 石油污染土壤中石油烃不同分析方法的比较

2.3.1 不同溶剂提取的石油烃的含量分析

2.3.2 不同溶剂提取物的四组分分析

2.3.3 不同溶剂提取物的红外谱图分析

2.3.4 不同分析方法所得石油烃的结构参数

2.4 本章小结

第三章 高效石油降解菌的筛选及菌剂的制备

3.1 实验仪器及试剂

3.2 石油降解菌的筛选及培养

3.2.1 土样的采集及菌剂的耐盐性测定

3.2.2 石油降解菌的富集培养和分离筛选

3.2.3 降解菌的16SrDNA的PCR、测序及菌种鉴定

3.3 降解菌发酵条件的优化研究

3.4 石油降解菌剂的制备

3.5 本章小结

第四章 孤东原油馏分微生物降解性能的研究

4.1 柴油馏分的微生物降解性能的研究

4.1.1 柴油馏分微生物降解前后气相色谱分析

4.1.2 柴油馏分微生物降解前后FT-ICR MS分析

4.2 蜡油馏分的微生物降解性能的研究

4.3 正构烷烃模型化合物的微生物降解性能的研究

4.3.1 实验方法

4.3.2 十六烷降解产物分析

4.4 本章小结

第五章 土壤中石油烃微生物降解性能评价及中试试验

5.1 实验室模拟石油污染土壤的微生物降解

5.1.1 实验方法

5.1.2 实验室模拟微生物降解柴油馏分

5.1.3 实验室模拟微生物降解孤东原油

5.2 石油污染土壤微生物修复中试试验

5.2.1 示范场地石油烃含量及微生物数量的测定

5.2.2 示范场地石油烃组分分析

5.2.3 示范场地石油烃模拟蒸馏

5.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的学术成果

致谢