加油站石油烃污染黄土原位修复微生物桩技术研究

发布时间：2020-11-02 15:04

　　 针对加油站在营运过程中油品跑冒滴漏露导致土壤环境污染修复的热点问题,本文提出采用固定化微生物技术将其原位处理的新思路,将污染物和受污染土壤就地处理处置,达到快速和无二次污染处理与修复的目的。本文创新性地提出了微生物桩的概念并对其修复石油污染土壤的影响因素与修复效果开展了深入研究,以期为石油烃污染土壤的原位快速修复提供一定的技术参考。首先,从中石油兰州市七里河区龚家坪东路加油站附近(采样点1)、和中国石油兰州市安宁区费家营加油加气站加油站附近(采样点2)油品长期污染的表层土壤中筛选得到石油降解优势土著菌并对菌群生理生化特性及其固定化方法和技术开展深入研究。然后,在此基础上将强化的微生物固定化到陶粒活性炭载体上并以微生物桩的形式植入受污染土壤中开展污染土壤的原位修复。同时,对pH值、盐度、温度、接种量和微生物桩的布桩深度、布桩密度方式等影响因素进行了深入研究。微生物桩技术相较于普通原位生物修复技术有随时监测控制菌株生长状态、灵活便捷且对修复场地扰动小、无二次污染、处理条件温和易达到等特点。主要研究内容与研究结果如下:(1)从石油污染土壤中筛选得到了石油烃优势降解菌并通过测序结果比对选出了其中的4株高效石油污染土壤优势土著菌作为实验用菌,这四株菌分别为:Enterobacter cloacae strain JM11 2-1(1~1#)、Bacillus toyonensis strain YC-3 3-2(2~1#)、Enterobacter ludwigii strain ALK512 7-1(1~2#)和Bacillus toyonensis strain FS-8 8-1(2~2#)。(其中,1~1#、1~2#为来自同一菌源土壤即采样点1;2~1#、2~2#为来自同一菌源土壤即采样点2。)(2)上述菌株对石油污染物的降解性能和排油圈直径、H_2O_2酶测定结果为:(1)1~2#株菌20d内对石油烃降解率在40%以上,1~2#株菌的排油圈直径与相同菌源土壤中筛选出的菌株相比较数值大,为1.3±0.08,且H_2O_2酶测定结果为阳性。(2)2~1#株菌在20d内的降解率在30%~40%之间,实验结果表明,2~1#菌株石油烃分解率与乳化层高度,排油环直径和H _2 O _2酶测试结果无显着相关性。(3)1~1#菌株的石油烃分解率在20天小于15%,1~1#菌株在石油烃作为碳源的环境条件下能够存活,但石油烃降解效果低,这表明该菌株是石油烃的抗性菌株。(3)1~2#菌株、2~2#菌株降解率高于40%,其pH值、盐度、温度、接种量的优化实验结果如下:(1)PH:在背景值为0.02情况下,pH值对1~2#菌株的影响较大,1~2#菌株仅仅能在pH值为6~7时较好的生长,除此之外的pH值都抑制该菌株的生长,而pH值对2~2#的影响较小,在pH值为5~9区间均能较好的生长,2~2#对pH的耐受性好,可以在较大的pH区间内存活。(2)盐度:在背景值为0.02情况下,在0.5%~4%的盐度区间里,1~2#和2~2#两株菌的生长状态差别不大,OD没有明显的增大或是减小,证明这两株菌都具有一定的耐盐性(3)温度:在背景值为0.02情况下,1~2#菌株适宜温度区间比2~2#菌株的大一些,在20℃到45℃这一区间内都可以较好的生长,在30℃时生长状况最好,而2~2#菌株仅能在30℃到45℃区间内较好生长,在30℃时生长状况最好。(4)接种量:在背景值为0.02情况下,接种量对两株菌的影响都不大,趋势比较平稳。(4)对选取的高效石油降解菌进行室内降解实验,微生物桩和普通原位修复技术修复效果比较。(1)土壤石油烃降解率效果趋势为:微生物桩普通原位修复自然修复。(2)挑选优势土著菌修复的普通原位修复有一定的修复效果,但微生物桩降解率明显优于自然修复,比普通原位修复效果更好。同时N、P营养的补充,很大程度促进了微生物对土壤石油污染物的降解作用。(3)普通原位修复第10周修复检测结果显示降解率突然降低,其原因可能是土壤中的养分不足以促进所选细菌和土壤自生微生物的生长,也可能因为土壤微生物和优势细菌竞争作用导致。(4)修复16周后,自然修复和普通原位修复降解率慢慢相差不大。(5)修复后第14周石油烃降解率较高,14周后降解率基本稳定。14周后,土壤中的石油烃含量没有太大变化。当生物修复在第15周进行时,修复进入滞后期。(6)整个修复周期中,微生物桩修复效果虽然也在15周后慢慢稳定且降解率不如前期,但整体效果要优于普通原位修复,16周后降解率仍可达15%到30%。(5)土壤渗透性测定和不同深度石油降解率的测定及微生物桩的安装:(1)随着时间的增加,暴露在环境中的石油在土壤中的渗透作用逐渐加强,在土壤石油不被清理的情况下,时间越长,土壤中的含油量就越高;石油在环境中存留后,被降解的可能性非常小.经过数周仍有大量存在;砂性土壤的渗透率较大,而容易被粘性土壤所截留。在原油向下渗透过程中受土壤剖面的影响,小颗粒土壤对石油的吸附、拦截作用较大。从分析数据来看,80%以上原油被截留在表层90cm以上。(2)在30-60cm石油降解率最高,降解效果好,原因可能是在30-60cm处微生物聚集,说明此处各种条件适宜微生物生长。(3)由研究确定微生物桩安装位置为采样点位,深度约为30-60cm.通过打孔法,孔直径为使桩体自由插入转动且不过于松散。
【学位单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X53
【部分图文】：

加油站石油烃污染黄土原位修复微生物桩技术剂 ：铁 锹、圆 状 取 土 钻 、竹 片 、卷.1）。实 验所 用培 养 基 有 ：（ 1）白 胨 5.0g、NaCl 10.0g、蒸 馏 水 10=7.0～ 7.2， 121℃ 灭 菌 20min。 （ K2HPO41.5g， KH2PO41.5g， Mg1g， NaCl 0.5g， FeCl20.01g， 蒸灭 菌 20min。（3）甘 油保 存 培养油 于 -70℃冰箱 保 存 。 实 验用 试剂

2.2 中 国 石 油 兰 州 市 七 里 河 区 龚 家 坪 东 路 采 样re 2.2 Sampling Point of Qilihe District Gong JEast Road, Lanzhou City, PetroChina 2.3 中 国 石 油 兰 州 市 安 宁 区 费 家 营 加 油 加 气 站ure 2.3 Anning District, Lanzhou City, PetroCFei jiaying Gas Station

2.3 中 国 石 油 兰 州 市 安 宁 区 费 家 营 加 油 加 气 站ure 2.3 Anning District, Lanzhou City, PetroCFei jiaying Gas Station ：采 用 梅 花布 点法 确 定 5 个 采样 位置 ，采2.4）。 ：采 样前 应清 除 土 壤 表 面 杂物 ，土 壤样 品采 集 ，每 个样 品 采 集 2kg 左 右 ，装 入样 品 标 注 采 样时 间 、地 点 、样 品编 号 、采 样 深 后过 20 目筛 ，备 用于 土 壤 微 生 物修 复 的
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本文编号：2867198