石油污染土壤的生物修復(fù)技術(shù)研究_圖文

1、土壤（），（）：石油污染土壤的生物修復(fù)技術(shù)研究李春榮，王文科，柴麗紅（長安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，西安）摘要：從煉油廠污水池底泥中馴化、分離、篩選，得到種優(yōu)勢石油降解菌。采用搖床培養(yǎng)，研究了各優(yōu)勢菌和混合菌對石油烴的降解性能：采用黃豆、苜蓿和混合菌對石油污染土壤進行了植物一微生物聯(lián)合修復(fù)試驗。結(jié)果表明，種菌和混合菌天可將初始質(zhì)量濃度為的石油烴依次降解、和：運行天，苜蓿、黃豆試驗田污染土壤中的石油烴減少和；外源混合菌的施加使兩種植物的降解率分別提高到和。苜?；螯S豆一土著微生物源混合菌聯(lián)合修復(fù)石油污染土壤效果顯著。關(guān)鍵詞：土壤：石油污染；黃豆；茵蓿：生物修復(fù)中圖分類號：在原油生產(chǎn)、儲運、加工和使用

2、等過程中，都會有些原油灑落地面，使土地受到污染，對環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響川。因此，石油污染土壤的治理研究受到國內(nèi)外專家學(xué)者的普遍重視【堋。目前，國內(nèi)外采用的治理方法主要有物理處理、化學(xué)處理和生物處理技術(shù)，其中，石油污染土壤的生物修復(fù)以其操作簡單、費用低廉、場地適應(yīng)性強、無二次污染等特點而倍受關(guān)注【。國內(nèi)有關(guān)石油污染土壤的生物修復(fù)大多還限于實驗室研究階段，利用植物與微生物聯(lián)合修復(fù)的田間試驗研究報道甚少【】。本文以黃豆、苜蓿為供試植物，以自主分離的株高效石油降解菌為外源菌，通過田間模擬試驗研究了植物微生物對石油污染土壤的聯(lián)合修復(fù)作用，為石油污染土壤的原位修復(fù)提供技術(shù)支持。材料與方法材料、試劑與儀器供試種

3、子和土壤黃豆（）品種陜豆，苜蓿（）品種為金王后，均購于陜西洛川縣種子公司。試驗場地設(shè)在陜北黃土高原洛川塬。土壤類型為粉質(zhì)黏土，肥力適中，前茬作物為蔬菜，土壤值為，總有機，總含量為，總含量為，陽離子交換量（），土壤中嗜油菌背景值為×。試驗用石油及底泥原油由延安煉油廠提供，相對密度，屬于石蠟基原油。底泥取自延安煉油廠污水池。 培養(yǎng)基牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基：牛肉膏，蛋白胨，水；液體石蠟一無機培養(yǎng)基：，適量，蒸餾水，液體石蠟體積分?jǐn)?shù)或或：含油培養(yǎng)基是將上述培養(yǎng)基中源替換為的原油【。正十六烷、異辛烷和苯標(biāo)準(zhǔn)品購自。主要儀器型紅外分光測油儀（北京華夏科創(chuàng)儀器技術(shù)有限公司），型紫外分光光度計（上海光譜

4、儀器有限公司），一電子天平（瑞士梅特勒一托利多公司），總有機測定儀（日本島津公司）。實驗方法石油降解菌的馴化與分離將經(jīng)破碎處理的底泥上清液接種到含液體石蠟一無機培養(yǎng)基，（）、搖床培養(yǎng)至培養(yǎng)液變渾濁，取其中接種于含液體石蠟一無機培養(yǎng)基中。繼續(xù)搖床培養(yǎng)至培養(yǎng)液渾濁，同樣的方法可得到液體石蠟一無機培養(yǎng)基培養(yǎng)液。取含液體石蠟一無機培養(yǎng)基培養(yǎng)液，經(jīng)稀釋后，接種子牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基，（）恒溫箱培養(yǎng)，用環(huán)針挑取不同菌落特征的菌株進行反復(fù)分離純化，純化后的菌株保存于牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基斜面，冰箱保藏。基金項目：國家自然科學(xué)基金項目（）資助。作者簡介：李春榮），男。陜西洛川人，副教授，博士研究生主要從事水，士污染

5、生物治理研究。：第期李春榮等：石油污染土壤的生物修復(fù)技術(shù)研究高效石油降解菌的篩選各單菌株斜面于（）恒溫箱培養(yǎng)活化后，分別接種到牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基，于（）、搖床擴大培養(yǎng)天。取撐、撐、撐、撐菌擴大培養(yǎng)菌懸液（含菌量為”）分別接種到石油烴初始質(zhì)量濃度為的含油無機鹽培養(yǎng)基中：取種菌株擴大培養(yǎng)液各作為混合菌，接種到上述含油無機鹽培養(yǎng)基中，搖床培養(yǎng)天。不同時期取樣，用的石油醚（，處透光率）萃取次，萃取液經(jīng)無水硫酸鈉干燥后轉(zhuǎn)入比色管中，定容至刻度。以石油醚作為參比液，用紫外分光光度計測定不同時期培養(yǎng)液中石油烴質(zhì)量濃度（，；“，石英比色皿）。實驗另設(shè)不接種微生物空白對照組（），每一處理次重復(fù)計算平均降解率。田

6、間試驗試驗田分為黃豆試驗區(qū)（，），苜蓿試驗區(qū)（，）和無植被對照區(qū)（）?！笔侵赣谏畹母魍翆影枞胭|(zhì)量分?jǐn)?shù)為的原油。具體方法為：利用環(huán)刀法測定供試土壤的體積質(zhì)量，通過含水率測定結(jié)果計算出供試土壤的平均密度，進而計算出各試驗區(qū)所需加入的原油質(zhì)量。將計算量的原油均勻地噴灑在地面，待原油大部分下滲后用鋤頭從不同方向反復(fù)鋤動并用鐵耙反復(fù)耙耱，當(dāng)日噴灌澆水一次，次日早、晚各鋤、耙一次，第日再次鋤、耙、耱，多點取樣測定土壤中石油烴初始質(zhì)量濃度，然后下種?！笔侵冈囼瀰^(qū)土壤中除拌入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為的原油外，分別于下種后的、和天各施上述分離篩選的外源混合菌一次，施菌劑量為，菌懸液含菌量為。每塊試驗區(qū)面積×，黃豆

7、的行距，株距，共行，每行株；苜蓿的行距，每行點種粒。各試驗區(qū)均設(shè)一組平行試驗區(qū)。播種前，生育季節(jié)和施菌后適時灌溉，采用常規(guī)田間管理。于每次施菌后的第天取樣，統(tǒng)計各試驗區(qū)嗜油細(xì)菌的數(shù)量；測定不同時期土壤中石油烴的質(zhì)量濃度，根據(jù)污染土壤中石油烴初始質(zhì)量濃度計算石油烴降解率。分析方法微生物計數(shù)采用稀釋平板計數(shù)法。土壤中石油烴含量采用非分散紅外分光光度法測定【們。菌株的鑒定根據(jù)細(xì)菌分類手冊的標(biāo)準(zhǔn)，對分離到的菌株進行初步的形態(tài)觀察和相關(guān)生理生化試驗，初步鑒定到屬【¨。結(jié)果與討論高效石油降解菌的篩選與降解性能 實驗選用的群、甜、撐、撐株純化單菌株及其混合菌株（），于、和天時的石油烴降解率測定結(jié)果

8、見表。表分離菌對石油烴的降解率注：表中數(shù)據(jù)為平均值標(biāo)準(zhǔn)差白）：同列數(shù)據(jù)不同字母表示在水平上差異顯著，下表同由表可見，株菌對石油烴均有一定的降解能力。礎(chǔ)和撐菌天降解率達(dá)到和，天降解率為。和；群和群降解速度相對較慢，但天其降解率也分別達(dá)到了和?；旌暇到馑俣雀哂诜N單菌株，天降解率達(dá)到。這可能是因為單一菌株培養(yǎng)時只能代謝一定范圍內(nèi)不同種類的烴，對石油這樣一個復(fù)雜的混合物將具有不同酶活力的菌株進行混合培養(yǎng)對石油烴降解會產(chǎn)生協(xié)同和共代謝作用。天后由于揮發(fā)等非生物降解趨于緩慢，基本穩(wěn)定在左右。第天撐、撐、群、硝單菌和混合菌生物降解率分別為、和，生物降解占主導(dǎo)地位。田間試驗石油烴降解田間試驗各處理單元土壤中

9、嗜油細(xì)菌數(shù)統(tǒng)計結(jié)果及石油烴降解率測定結(jié)果見表和表?？梢姡\行土壤第卷至天各處理降解率與對照無顯著差異，這是因為這一時期黃豆、菖蓿均處于幼苗期，根系纖細(xì)、弱小，根際增效作用不明顯，石油烴的去除主要依靠自然揮發(fā)的非生物降解和少量適應(yīng)性較強的土著微生物的生物降解。天種處理的降解率明顯高于對照，且、區(qū)降解率分別較、高出和；天以后各處理石油烴降解速度明顯加快，這與試驗區(qū)嗜油菌數(shù)量的變化是一致的。至天，和處理的降解率分別高出對照和。這是因為這一時期植物本身可以吸收、積累和降解部分石油烴，更重要的是植物根際圈已形成，為微生物提供了旺盛的最佳生長場所，根際區(qū)的微生物與植物形成共生作用并增加了生物酶的多樣性或產(chǎn)

10、生特種酶，降解不能被細(xì)菌或真菌單獨轉(zhuǎn)化的有機物（如芳香烴）；植物根區(qū)分泌物（糖、蛋白質(zhì)、氨基酸等低分子有機物）可刺激細(xì)菌的生長繁殖；植物的轉(zhuǎn)移氧化作用，使根區(qū)的好氧代謝加快進行引。天，、區(qū)嗜油菌數(shù)量分別較、區(qū)增加了倍和倍；天，、區(qū)的降解率較、提高了和，分別達(dá)到和。外源混合菌的投加對生物修復(fù)起到了強化作用。這是因為供試菌（芽孢桿菌、假單孢 菌，節(jié)桿菌和微桿菌）是來自于微生物多樣性的含油底泥，它們不僅對石油烴具有強的降解能力，而且對石油污染的環(huán)境有較強的適應(yīng)生【。其次，植物根際圈存在的豐富有機質(zhì)營養(yǎng)物不僅為外源菌的生長、繁殖提供了充足營養(yǎng)源，而且外源菌在對根際圈中的某些有機質(zhì)或石油烴代謝時，可能刺

11、激某些原本不能轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)化石油烴非常慢的土著微生物利用石油烴，加快石油烴的降解。表土壤中嗜油細(xì)菌數(shù)統(tǒng)計結(jié)果表各處理區(qū)石油烴的降解率降解菌株的鑒定對實驗選用的株菌進行了菌體形態(tài)特征及生理生化試驗，結(jié)果見表。根據(jù)常用細(xì)菌鑒定方法初步確定撐為芽孢桿菌屬，為假單孢菌屬，蒯為節(jié)桿菌屬，群為微桿菌屬。表株試驗菌株鑒定結(jié)果結(jié)論（）通過梯度馴化分離篩選的！，捍，撐和撐高效石油降解菌，天石油烴降解率分別達(dá)到、和。初步鑒定株菌分別為：芽胞桿菌屬（），假單孢菌（），節(jié)桿菌屬（），微桿菌屬（）。（）選用株菌的混合菌為外源菌與苜蓿、黃豆兩種植物對石油污染土壤進行植物一微生物聯(lián)合修復(fù)，處理天石油烴的降解率分別達(dá)到和，取得了

12、較好的修復(fù)效果。參考文獻：【】：，：第期李春榮等：石油污染土壤的生物修復(fù)技術(shù)研究秦煜民，隋智慧，魏有權(quán)應(yīng)用生物修復(fù)技術(shù)處理石油污染土壤石油與天然氣化工，（）：黃廷林，解岳，王曉昌，王志盈，楊永哲，任勇翔，張荔延河沉積物的石油污染調(diào)查與分析環(huán)境工程，（）：孫慶蜂余仁煥石油污染土壤處理技術(shù)研究的進展國外金屬礦選礦，。（）：陳燕，李寅，堵國成，陳堅石油污染水體的生物修復(fù)水處理技術(shù)，（）：任磊。黃廷林石油污染土壤的生物修復(fù)技術(shù)安全與環(huán)境學(xué)報，。（）：，（）。（）：。，（）：。，。，（）：李春榮，王文科，曹玉清。王麗娟石油污染土壤的生態(tài)效應(yīng)及修復(fù)技術(shù)研究環(huán)境科學(xué)與技術(shù)。（）：鄒德勛，駱永明，徐鳳花，滕應(yīng)

13、，李振高土壤環(huán)境中多環(huán)芳烴的微生物降解及聯(lián)合生物修復(fù)土壤。，（）：任華峰。單德臣。李淑芹石油污染土壤生物修復(fù)技術(shù)的研宄進展東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，（）：【】【】【】【】【】【】【】【】李春榮。王文科。曹玉清。王麗娟石油污染物的微生物降解地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報，（）：鄒德勛。駱永明，滕應(yīng)，平立鳳，劉五星，李振高多環(huán)芳烴長期污染土壤的微生物強化修復(fù)初步研亢土壤，（）：劉五星。駱永明，騰應(yīng)。李振高。吳龍華石油污染土壤的生態(tài)風(fēng)險評價和生物修復(fù)一株具有乳化石油能力的細(xì)菌分離鑒定土壤學(xué)報，（）：何翊。吳海，魏薇石油污染土壤菌劑修復(fù)技術(shù)研究土壤，（）：沈萍，范秀容。李廣武微生物實驗北京：高等教育出版社，：謝重閣，孫蘭

14、香。吳鐘珩油酚監(jiān)測技術(shù)的研究中國環(huán)境科學(xué)叢刊。（）：潘臘青。陳芳。劉奕梅紫外分光光度法測定石油類的空白探討干旱環(huán)境監(jiān)測，（）：國家環(huán)境保護總局。水和廢水監(jiān)測分析方法編委會水和廢水監(jiān)測分析方法版北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社。：東秀珠。蔡妙莢常見細(xì)菌系統(tǒng)鑒定手冊北京：科學(xué)出版社。：于秀艷，丁永生多環(huán)芳烴的環(huán)境分布及其生物修復(fù)研究進 展大連海事大學(xué)學(xué)報，（）：沈德中污染環(huán)境的生物修復(fù)北京：化學(xué)工業(yè)出版社。：周啟星。宋玉芳污染土壤修復(fù)原理與方法北京：科學(xué)出版社，：，（，啦，）：鋤他，。，：。，腳團剛嘲嘲川網(wǎng)網(wǎng)陋 石油污染土壤的生物修復(fù)技術(shù)研究作者：李春榮， 王文科， 柴麗紅， LI Chun-rong，

15、WANG Wen-ke， CHAI Li-hong作者單位：長安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,西安,710054刊名：土壤英文刊名： SOILS 年，卷(期：2008，40(5引用次數(shù)：0次參考文獻(24條1. Betts WB Bioremediation:An alternative treatment for oil pollution 19932. 秦煜民. 隋智慧. 魏有權(quán) 應(yīng)用生物修復(fù)技術(shù)處理石油污染土壤期刊論文-石油與天然氣化工 2002(63. 黃廷林. 解岳. 王曉昌. 王志盈. 楊永哲. 任勇翔. 張荔 延河沉積物的石油污染調(diào)查與分析期刊論文-環(huán)境工程2000(44. 孫慶峰.

16、余仁煥 石油污染土壤處理技術(shù)研究的進展期刊論文-國外金屬礦選礦 2002(125. 陳燕. 李寅. 堵國成. 陳堅 石油污染水體的生物修復(fù)期刊論文-水處理技術(shù) 2003(56. 任磊. 黃廷林 石油污染土壤的生物修復(fù)技術(shù)期刊論文-安全與環(huán)境學(xué)報 2001(27. Margesin R. Schinner F Bioremediation (natural attenuation and biostimulation of diesel-oil-cantaminated soil in an Alpine Glacier Sking area 2001(78. Fan CY. krishnamu

17、nhy S Enzymer for enhancing hioremediation of petroleum-contaminated soils 1995(69. DING KEQIANG. LUO YONGMING. SUN Tieheng. Li Peijun Bioremediation of Soil Contaminated with PetroleumUsing Forced-Aeration Composting期刊論文-土壤圈(意譯名 2002(210. 李春榮. 王文科. 曹玉清. 王麗娟 石油污染土壤的生態(tài)效應(yīng)及修復(fù)技術(shù)研究期刊論文-環(huán)境科學(xué)與技術(shù) 2007(911.

18、鄒德勛. 駱永明. 徐鳳花. 滕應(yīng). 李振高 土壤環(huán)境中多環(huán)芳烴的微生物降解及聯(lián)合生物修復(fù)期刊論文-土壤2007(312. 任華峰. 單德臣. 李淑芹 石油污染土壤微生物修復(fù)技術(shù)的研究進展期刊論文-東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報 2004(313. 李春榮. 王文科. 曹玉清. 王麗娟 石油污染物的微生物降解期刊論文-地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報 2007(214. 鄒德勛. 駱永明. 滕應(yīng). 平立鳳. 劉五星. 李振高 多環(huán)芳烴長期污染土壤的微生物強化修復(fù)初步研究期刊論文-土壤 2006(515. 劉五星. 駱永明. 滕應(yīng). 李振高. 吳龍華 石油污染土壤的生態(tài)風(fēng)險評價和生物修復(fù).一株具有乳化石油能力的細(xì)菌分離鑒定期刊論文-土壤學(xué)報 2006(316. 何翊. 吳海. 魏薇 石油污染土壤菌劑修復(fù)技術(shù)研究期刊論文