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石油烃污染土壤的生物修复研究

作　者: 白云
导　师: 李川
学　校: 重庆工商大学
专　业: 环境工程
关键词: 石油污染土壤生物修复降解率微生物-植物联合修复
分类号: X53
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

石油烃类物质有较高的生物学毒性、在环境中的残留时间较长。所以,石油污染是除农药污染之外的又一大土壤污染源,其对环境造成的危害己引起广泛重视。生物修复技术具有处理成本低、高效、无二次污染、自然美观等特点,是最具应用前景的土壤修复技术之一。本文采用外源微生物方法,在实验室环境下对模拟石油烃污染土壤进行修复,一方面力求揭示如何使污染物状况和环境条件更适合菌株降解,系统探讨各影响因子和环境条件对微生物降解的影响;另一方面初步探讨基于本土植物的植物-微生物联合修复技术。为实现这两个研究目标,具体开展了以下几个方面的研究:首先考察污染浓度、土样处理方式、投菌量、湿度、温度和营养配比等6种因素对微生物降解的影响;在此基础上研究这6种因素的显著性水平和相互关联关系;通过多因素关联分析和开展多因素正交试验,获得最优正交试验条件;进一步选用重庆乡土植物,与微生物联合降解石油烃污染土壤。通过本文的研究,结果表明:(1)采用黄孢原毛平革菌对不同浓度的石油烃污染土壤降解60d后,低中高三种浓度(500mg/kg,5000mg/kg,10000mg/kg)降解率分别达到了58%,70%和72%,说明在降解菌耐受浓度范围之内,随着污染浓度的增大石油降解量增大,而且浓度越大,降解率越高;土样翻耕实验组在5000mg/kg污染浓度条件下,土壤翻动时的降解率比不翻动的高18%,而对照组(500mg/kg,10000mg/kg)翻动时降解率比不翻动的分别高14%,30%,说明土壤经过翻动,加强了通风透气的作用,使微生物呼吸作用加强,从而提高石油烃降解率,而且这一功效适用于各种浓度条件,浓度越高效果越明显;向污染土壤中投加外源菌对石油烃去除有明显的促进作用,较空白样提高了8-28%,而接种量为0、5、10、15、20、25、30mL时,石油烃降解率分别为22、46、54、60、64、74、70%,说明投加量与降解率之间不是简单的正比例关系,在实际工作中应确定最佳投加量,既提高石油烃降解率又节省生物菌剂;土壤含水量分别为5、10、15、20、25%时,石油降解率分别达到12、30、48、66、64%,说明在一定范围内,石油烃的降解量随土壤含水率的提高而增大;从C/N比例这个角度研究,C:N≤10的两组(100:10:1和100:15:1)降解率比C:N>10的两组(120:10:1和50:2:1)高,前两组降解率分别是64%,60%,而后两组分别为44%,52%;根据重庆地区年平均气温在18℃左右,夏季气温较高(特殊高温除外)的气候条件,设计的两组温度(20℃和35℃)条件下,降解率分别达到了66%和70%,说明在一定温度范围内,温度越高,生物活性越大,最终降解率越高。(2)在实验考虑的影响因素中,时间、含水率、投菌量和营养盐配比在本实验中对降解有显著影响。在因素间关联分析的基础上,采用L9(3~4)正交实验确定的最优方案为:温度35℃,污染浓度10000mg/kg条件下,每天翻耕,湿度20%,投菌量20ml,营养配比C:N:P=100:10:1。(3)金心吊兰和吉祥草都对石油烃有降解效果,但金心吊兰在所选植物中的石油烃降解效果是最好的,降解90d后,金心吊兰在不同浓度条件下的降解率分别为29、35、33%,而且金心吊兰+微生物组合降解石油烃能力最强,降解率最高。本研究揭示了不同影响因子和环境条件对微生物降解石油烃的影响,初步证实了选用的两种重庆乡土植物与微生物联合修复具有潜在的优势,研究结果可以为石油烃污染土壤的现场修复提供基础的技术支持。

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摘要 4-6Abstract 6-81 绪论 8-21 1.1 石油污染土壤的途径及危害 8-9 1.2 石油污染土壤的修复技术 9-12 1.3 石油污染土壤的微生物修复技术 12-17 1.4 植物-微生物联合修复技术 17-19 1.5 本文研究的目的和意义 19 1.6 实验技术路线 19-212 石油污染土壤微生物修复研究 21-50 2.1 实验材料 21-22 2.2 实验测定及分析方法 22-24 2.3 实验内容 24-25 2.4 结果与分析 25-48 2.5 本章小结 48-503 石油污染土壤的植物-微生物联合修复初探 50-56 3.1 实验材料 50-51 3.2 实验测定内容及方法 51 3.3 实验内容 51-52 3.4 结果与分析 52-55 3.5 本章小结 55-564 结论与展望 56-58 4.1 结论 56-57 4.2 展望 57-58参考文献 58-63附录A 63附录B 63-64附录C 64-65致谢 65

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