胜利油田石油污染土壤吸附/解吸规律及微生物降解的实验研究

论文摘要

近五十年来,伴随着胜利油田的开发利用,大面积的土壤、水体等遭到了不同程度的污染,而局部地区的污染较严重。土壤是人类赖以生存和发展的物质基础和环境条件,如果土壤受到污染或污染负荷超过它的自净能力,它的生存能力就会下降,甚至全部消失,而且土壤中的污染物危害植物和人类的生命健康,随之对社会经济、生态系统的结构和功能造成破坏。针对此危害,本文通过实验室静态实验和模拟实验,研究了土壤中石油类污染物的吸附/解吸规律及其微生物的降解,探讨其在油气田开发建设中土壤环境保护的可行性。本文通过实验室模拟实验,对石油类污染物在土壤中的吸附/解吸规律及其影响因素进行了研究;利用石油污染土壤,以原油为唯一碳源经过反复驯化、筛选、分离,获得了一组石油烃降解优势菌;选择其与一组天然混合菌作为研究对象,对其在水体中降解石油烃的条件进行了探讨;在此基础上,通过实验室小型模拟实验,对菌种降解土壤中石油烃的效果进行了研究。主要研究内容和成果如下:1、土壤对石油类物质的吸附通过锥形瓶振荡实验,研究了静态条件下土壤对石油类物质的吸附动力学过程和主要的影响因素。结果表明,土壤对石油类污染物的吸附较快,4h可基本达到吸附动态平衡;土壤对石油类污染物的吸附符合Langmuir吸附模式,相关系数在0.99以上。温度、含盐量和pH值对吸附均具有不同程度的影响。2、土壤对石油类物质的解吸通过锥形瓶振荡实验,研究了土壤对石油类物质的解吸动力学过程和主要的影响因素。结果表明,土壤对石油类污染物的解吸较快,6h可基本达到解吸动态平衡;土壤对石油的解吸符合Langmuir解吸模式,相关系数在0.99以上。温度、含盐量、pH和表面活性剂值对解吸均具有不同程度的影响。通过投加以原油为唯一碳源经过反复驯化、筛选、分离,获得的石油烃降解优势菌,对石油类污染物进行降解。结果表明,微生物能够在一定程度上促进土壤中石油类污染物的解吸;通过施加营养盐可以有效促进石油类污染物的生物降解,且适宜的N/P比为10:1。3、实验室模拟微生物对石油类污染物的降解在实验后期,模拟了石油污染土壤中微生物对石油类污染物的生物降解。结果表明,经过55d的降解,在30℃恒温条件下,接种了天然混合菌的土壤,其石油烃的去除率为42.6%,而未接种微生物的空白样,其石油去除率为31.1%,接种了优势菌的土壤,其石油烃的去除率为58.7%;在室温条件下,接种了天然混合菌的土壤,其石油烃的去除率为41.2%,而未接种微生物的空白样,其石油去除率为28.3%,接种了优势菌的土壤,其石油烃的去除率为57.1%。实验结果表明,在合适的降解条件下,筛选的优势菌对石油烃有较好的去除作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 石油污染物
• 1.3 土壤中石油类污染物的来源及危害
• 1.3.1 土壤中石油类污染物的来源
• 1.3.2 石油污染的危害
• 1.4 石油污染物在土壤中吸附/解吸的研究现状
• 1.5 石油污染物的微生物降解及影响因素
• 1.5.1 生物修复的概念
• 1.5.2 石油污染物的微生物降解
• 1.5.3 石油烃类污染物生物降解的影响因素
• 1.6 石油污染土壤生物修复的研究进展
• 1.6.1 原位修复
• 1.6.2 异位修复
• 1.6.3 原位-异位联合修复技术
• 1.7 本课题的来源及研究的主要内容
• 1.7.1 课题的来源
• 1.7.2 实验研究的基本技术路线
• 1.7.3 实验研究的内容
• 第2章 实验材料与方法
• 2.1 实验材料与设备
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 实验设备
• 2.1.3 实验用药剂
• 2.1.4 主要培养基
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 菌种的筛选、分离
• 2.2.2 菌种的保存
• 2.2.3 菌悬液的制备方法
• 2.3 分析方法
• 2.3.1 土壤中石油烃的测定
• 2.3.2 土壤含水率的测定
• 2.3.3 土壤中微生物量的测定
• 第3章 土壤对溶解油的吸附及影响因素
• 3.1 实验材料与实验方法
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.2 计算方法
• 3.2 吸附原理
• 3.3 吸附动力学研究
• 3.3.1 实验过程
• 3.3.2 常用的吸附动力学方程
• 3.3.3 吸附动力学方程研究
• 3.4 吸附等温式的数学描述
• 3.5 吸附影响因素的研究
• 3.5.1 温度对吸附实验的研究
• 3.5.2 盐度对吸附实验的研究
• 3.5.3 pH对吸附实验的研究
• 3.6 本章小结
• 第4章 土壤中石油污染物的解吸
• 4.1 自然解吸实验
• 4.1.1 污染土壤样品的配置
• 4.1.2 解吸动力学研究
• 4.1.3 pH对解吸的影响
• 4.1.4 盐度对解吸的影响
• 4.1.5 温度对解吸的影响
• 4.1.6 表面活性剂对解吸的研究
• 4.2 微生物对土壤中石油污染物解吸的影响
• 4.2.1 实验装置
• 4.2.2 实验方法
• 4.2.3 实验分析方法
• 4.2.4 实验结果
• 4.3 两种解吸实验的比较
• 4.4 本章小结
• 第5章 筛选菌种在土壤条件下的降解模拟
• 5.1 实验材料与方法
• 5.1.1 主要材料
• 5.1.2 实验装置
• 5.1.3 实验方法
• 5.1.4 实验分析方法
• 5.2 实验结果与讨论
• 5.2.1 恒温实验结果分析
• 5.2.2 冬季常温实验结果与讨论
• 5.3 本章小结
• 第6章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作
• 1. 发表的学术论文
• 2. 参与的科研工作
• 致谢