植物—微生物联合修复渤海油田水基泥浆的研究

发布时间：2018-03-22 17:28

本文选题：植物　切入点：微生物　出处：《天津科技大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：为了满足人类日益增长的油气以及相关产品的需求,汕气开采业的迅速发展产生了大量的水基泥浆废弃物。废弃物中含有大量有害物质,如果随意堆放会污染土壤和水体从而造成严重的环境污染,进而威胁人类的健康和生命。废弃的水基泥浆含有较高的石汕烃,并且土质板结,粘度大,因此不易处理,特别是海上钻井废弃水基泥浆盐度高、碱度大,给水基泥浆的处理带来了挑战。本文以渤海油田水基泥浆进行脱水后的固体废弃物为研究对象,利用植物-微生物联合修复技术对其进行修复。通过堆肥实验,探索了适合的堆肥条件;通过实验室内盆栽实验,筛选高效修复石油烃污染的植物,构建植物-微生物联合修复体系,研究其对渤海油田水基泥浆中石油烃的去除效果,主要结论如下:(1)对渤海汕田水基泥浆进行理化性质的测定,结果表明,水基泥浆pH为8.77±0.1,盐度 1.76±0.1%,含水率 23.45±1.01%,有机质含量 92.16±2.36g/kg,速效磷 2.63±1.04 mg/kg,速效氮 236.67±76.62 mg/kg,总有机碳 53.46±2.36 g/kg,总氮0.56±0.02g/kg,总磷 0.81±0.09g/kg,石油烃含量 26.85±0.67g/kg。总体来说,渤海油田水基泥浆石油烃含量较高,盐度高,碱度大,缺少营养物质,不利于微生物和植物的生长,因此,先进行堆肥处置,探索适合的堆肥条件。(2)将牛粪和秸秆按照1:1、3:1和5:1的比例混合制成堆肥调理剂,将调理剂按照水基泥浆的10%、20%和30%添加到水基泥浆里,添加或不添加氮素混合均匀后进行堆肥实验。堆肥处理60 d后,实验结果表明,石油烃降解率最高可达到79.42%,显著高于空白对照组的30.05%,说明堆肥处置可以有效地去除水基泥浆中中的石油烃。牛粪与秸秆的比例、调理剂的填充量和是否添加氮素这些都会影响堆肥效果。实验结果表明,牛粪与秸秆的比例为3:1、调理剂填充量为20%、添加0.1%的氮素(本文添加了 0.21%的尿素)为渤海油田水基泥浆的最适堆肥条件。在堆肥过程中,氮磷会随着堆肥的进程有所消耗。初始pH为8.74～9.36,堆肥60d后降低到了 8.30～9.26。盐度由初始的1.16%～1.75%,降低到了 0.20%～0.57%。土壤中的异养菌总数数量从未堆肥的104上升到了 106。(3)选取黑麦草、碱蓬、紫花苜蓿和白三叶种子在四组(第4、5、6和8组)堆肥后土壤中进行种子发芽率实验。实验结果表明,黑麦草在四组实验组和对照组中的发芽率分别为37.50%、43.50%、62.50%、66.00%和75.50%;碱蓬的发芽率分别为30.00%、42.50%、60.00%、55.00%和 65%;白三叶的发芽率分别为 17.50%、15.00%、37.50%、27.50%和 80.00%;紫花苜蓿的发芽率分别为 17.50%、12.00%、32.50%、25.00%和77.50%。因此,选取第6组(牛粪与秸秆比例为3:1、调理剂填充量为30%、添加0.1%的氮素)和第8组(牛粪与秸秆比例为5:1、调理剂填充量为20%、添加0.1%的氮素)堆肥处理后的水基泥浆作为供试土壤,黑麦草和碱蓬作为供试植物进行植物修复实验。(4)对两组土壤和两种植物进行植物修复实验。结果表明,种植植物的实验组石汕烃降解率最高可达到56.84%,显著高于空白对照组,且根际土壤的石油烃降解率显著高于非根际土壤。经过28 d的植物修复,在第6组种植黑麦草和碱蓬的石油烃降解率最高,可达到50.98%和56.84%,并且黑麦草和碱蓬不适宜混种。因此,可以将牛粪与秸秆比例为3:1,调理剂填充量为30%,添加0.1%氮素与水基泥浆混合后先进行堆肥处置,再种植黑麦草和碱蓬进行植物修复,可加速水基泥浆中石油烃的去除。(5)植物修复使土壤中的异养菌总数从106提高到了108,并且.提高了土壤酶的活性,根际土壤显著高于非根际土壤,微生物和酶活性的变化规律可以从侧面解释石汕烃降解的规律。修复过程中大量的氮磷被消耗,可以考虑在修复后期加入一些营养物质进一步促进石油烃的降解。pH在修复过程中有所降低,最终土壤的pH低于8。总之,对渤海汕田水基泥浆进行植物-微生物联合修复,不但可以加速水基泥浆中石油烃的去除,还可以改善水基泥浆的理化性质。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X741

【参考文献】