随着石油工业的日益发展,大量的石油在开采、加工过程中进入环境,导致石油污染土壤已成为世界性的环境问题。石油污染土壤不仅对生态环境造成严重危害,其含有的有毒有害物质还会影响人类健康。因此,如何经济有效地修复石油污染土壤是目前国内外研究的焦点。生物修复利用微生物对有机污染物的代谢和转化以达到清除污染物的目的,具有成本低,操作简便,无二次污染等优点。但也存在一些局限性,如修复周期长、易受环境参数影响、对难降解物质的生物有效性低等。而化学氧化修复具有修复效率高,普适性强等优势,可以和生物修复联合修复石油污染土壤。氧化剂的添加可以减少污染物对微生物的毒性抑制作用,提高污染物的生物有效性,从而加快石油化合物的降解。在众多的生物修复材料中,农林废弃物不仅可以增加土壤孔隙度、疏水性,还能作为碳源被土著微生物利用,对土壤中的石油污染物具有良好的去除效果。但不同农林废弃物对石油污染物的降解效果不同,不同氧化剂去除有机污染物的效率也存在差异,因此,有必要进行生物修复和氧化修复的实验材料的筛选,并研究其修复机制,为开展实际的生物联合氧化修复提供理论指导。本研究通过生物修复实验,研究了两种不同农林废弃物对石油污染土壤的修复效果和微生物群落的影响;生物修复过程中微生物群落变化与石油烃不同组分去除率之间的关系;通过批量实验研究不同氧化剂对总石油烃的降解效率与微生物活性的影响;通过氧化联合生物技术修复石油污染土壤的动态降解过程,明确氧化剂在联合修复中的强化作用,初步探究氧化与生物联合修复对微生物群落的影响。研究结果如下:(1)通过生物修复实验,将两种常见的农林废弃物(稻草秸秆和锯末)用于修复石油污染土壤,以评估其对总石油烃(TPHs)和多环芳烃(PAHs)的去除效果。研究发现,稻草秸秆对TPHs的降解效果最好,而添加锯末的处理组PAHs发生了显著的降解,特别是高分子量的PAHs(5-6环)。主坐标分析(PCoA)表明稻草秸秆处理组仅在细菌群落与对照组分离,但锯末处理组在细菌和真菌群落都与对照组发生分离。此外,两种农林废弃物的添加促进了石油降解菌相对丰度的增加,如细菌:鞘氨醇单胞菌属、海源菌属和苯基杆菌属以及真菌:腐质霉属,节担菌属和粘束孢属。结果表明:两种废弃物对石油污染物的生物降解与微生物群落多样性无关,而与石油烃降解相关功能微生物群落的丰度相关。因稻草秸秆对总石油烃的修复效果更好,本研究选择稻草秸秆作为生物修复的材料。(2)比较了三种氧化剂(过硫酸钠、芬顿试剂、高锰酸钾)在不同浓度下对石油污染土壤总石油烃的去除效率。结果表明,不同氧化剂对污染物的去除效果存在差异。其中,添加过硫酸钠的处理组降解效果最好,石油烃最高降解率达到38.68%,三种氧化剂对总石油烃的降解效果由强到弱依次为过硫酸钠>芬顿试剂>高锰酸钾。微生物活性分析结果显示,三种氧化剂的添加均抑制了微生物的活性,对微生物活性的抑制作用由强到弱依次为芬顿试剂>高锰酸钾>过硫酸钠。因此,本研究选择过硫酸钠作为氧化修复的材料。(3)开展了氧化联合生物修复石油污染土壤试验,结果表明:单独生物修复100d后,石油烃降解率为34.22%,添加活化过硫酸钠40d后,石油烃的降解效率与单独的生物处理相比,提高了 8.01%。生物毒性剂量试验结果表明,氧化剂的添加改善了油泥的生物毒性,活化过硫酸钠在剂量2(20mmol Na2S2O8kg-1油泥+4mmol Fe2+kg-1油泥)的添加量下,油泥的生物毒性最小。在氧化处理40d后,油泥中的微生物数量和活性基本恢复到未添加氧化剂的水平。