多孔载体与表面活性剂在原油降解菌上的应用研究

论文摘要

随着石油工业的发展,石油污染土壤的问题日趋严重。微生物修复由于操作简单,费用低、无二次污染等优点被认为具有广阔的应用前景。但该方法的一个突出缺点是降解速度慢,处理时间长。而采用表面活性剂的方法可增加石油污染物在水相中的溶解度进而增加了污染物的传递速率,提高微生物的降解速率及除油率。考虑到便于菌剂的扩大化生产与运输,应将微生物进行固定化处理。因此,对微生物进行固定化研究和选取合适的表面活性剂很有必要。从石油污染土壤中筛选、驯化得到三株对辽河原油具有较好降解效果的菌种（H1、H2、H3）,本文以液相降解实验中对原油降解率最高的菌株H1为供试菌种,通过物理吸附法选用不同的载体对菌株进行微生物固定化试验,确定了锯末为最佳吸附载体。根据在化学表面活性剂SDS、Tween80、β-环糊精和生物表面活性剂鼠李糖脂作用下菌H1的生长曲线,考察了表面活性剂在不同浓度下对菌H1的毒性作用,并建立了菌体的生长模型。当SDS浓度大于40mg/L时,表现出一定的毒性。表面活性剂的降解及对原油的增溶实验表明,各表面活性剂均能被菌H1降解;鼠李糖脂对原油增溶效果明显,且随着鼠李糖脂浓度增加而增加,SDS、Tween80对原油也有一定的增溶作用,β-环糊精几乎没有增溶作用。采取天津滨海地区典型土壤淤泥质粉质粘土夹粉砂层土壤为试验土样,考察了不同表面活性剂对该类型土壤中原油降解的促进作用。实验结果表明,化学表面活性剂SDS、Tween80、β-环糊精对原油的降解促进效果甚微。而生物表面活性剂鼠李糖脂能够明显促进原油在土壤中的降解。随着鼠李糖脂浓度的增大,原油降解速度越快,降解半衰期越短。采用该体系下双重指数模型对原油的降解进行拟合,所得的动力学方程能够很好地描述原油的降解反应趋势。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 土壤污染状况及危害
• 1.1.1 土壤污染状况
• 1.1.2 土壤污染危害
• 1.2 土壤污染的修复技术研究现状
• 1.2.1 石油污染土壤修复方法
• 1.2.2 影响生物修复的主要因素
• 1.3 生物固定化方法
• 1.3.1 微生物固定化技术的概念
• 1.3.2 微生物固定化技术的分类
• 1.3.3 微生物固定化方法的比较
• 1.3.4 微生物固定化载体
• 1.4 表面活性剂在石油污染土壤生物修复中的应用
• 1.4.1 表面活性剂的种类
• 1.4.2 表面活性剂的增溶作用
• 1.4.3 表面活性剂的毒性
• 1.4.4 表面活性剂在石油污染中的应用
• 1.5 本文主要研究内容和研究意义
• 1.5.1 本文主要研究内容
• 1.5.2 本文的研究意义
• 第二章 微生物固定化研究
• 2.1 实验药品及仪器
• 2.2 载体的选择与处理
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 载体密度的测定
• 2.3.2 载体的吸菌量
• 2.3.3 载体的持水性能
• 2.4 实验结果与讨论
• 2.4.1 载体密度的测定
• 2.4.2 载体的吸菌量的比较
• 2.4.3 载体的持水性能的比较
• 2.5 本章小结
• 第三章 表面活性剂毒性及增溶效果研究
• 3.1 实验菌种及生长条件
• 3.1.1 实验菌种及其形态
• 3.1.2 菌株降解性能研究
• 3.1.3 菌H1 生长条件
• 3.2 表面活性剂的选取及性质
• 3.3 表面活性剂对菌H1 毒性
• 3.3.1 表面活性剂对菌H1 生长曲线的影响
• 3.3.2 生长曲线模型
• 3.4 菌H1 对表面活性剂的降解作用
• 3.5 表面活性剂的增溶作用
• 3.5.1 石油分析方法比较
• 3.5.2 无水硫酸钠的处理
• 3.5.3 正已烷的处理
• 3.5.4 原油标准曲线的绘制
• 3.5.5 增溶作用
• 3.6 本章小结
• 第四章 表面活性剂促进土壤中原油降解的研究
• 4.1 实验药品及仪器
• 4.2 实验土样及其性质
• 4.3 实验方法
• 4.3.1 提取方式的比较
• 4.3.2 菌剂量对降解率的影响
• 4.3.3 土壤有机质与表面活性剂对ABS的影响
• 4.3.4 水分挥发的测定
• 4.3.5 原油降解实验
• 4.4 实验结果与讨论
• 4.4.1 提取方式比较结果
• 4.4.2 土壤有机质与表面活性剂对ABS的影响
• 4.4.3 菌剂量对降解率的影响
• 4.4.4 水分挥发的测定
• 4.4.5 原油降解实验
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 附录 土壤激光粒度分析报告
• 致谢