【摘 要】
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探究低温冷环境下的石油烃类生物修复机制对冻土区生态环境治理和保护具有重要意义。本文以青藏高原冻土区土壤的石油烃类污染为背景,通过构建低温高效石油烃类降解功能微生物,对冻土区石油烃类污染物的生物降解特性及强化处理技术进行了研究,以此为基础,进行了石油烃污染土壤的生物修复室内模拟试验研究。主要研究成果如下:1、石油烃污染物对高原冻土区微生物群落组成及结构影响显著,石油烃污染土壤中石油降解功能菌群落多样
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探究低温冷环境下的石油烃类生物修复机制对冻土区生态环境治理和保护具有重要意义。本文以青藏高原冻土区土壤的石油烃类污染为背景,通过构建低温高效石油烃类降解功能微生物,对冻土区石油烃类污染物的生物降解特性及强化处理技术进行了研究,以此为基础,进行了石油烃污染土壤的生物修复室内模拟试验研究。主要研究成果如下:1、石油烃污染物对高原冻土区微生物群落组成及结构影响显著,石油烃污染土壤中石油降解功能菌群落多样性高于背景土壤。高通量测序结果显示,背景土样(TS、MS两个样品)中细菌群落组成相似,相对而言,石油烃类污染土样(SDO、SLO两个样品)中细菌群落结构差异显著;机油污染土样(SLO)中细菌的丰度最高,其次为背景土样,柴油污染土样(SDO)中细菌菌群丰度最低。2、石油烃类(柴油、机油)摇瓶降解试验结果显示,初步构建的耐低温石油烃类(柴油、机油)降解同生菌体活性较高,对石油烃类在低温下有较高的降解性能。此次研究表明,在低温10℃下,经过20d试验,柴油的累积降解率达到63%;机油试验组经过30d试验,降解率为52.75%。3、石油烃类(柴油、机油)的生物降解历程变化规律相似。试验初期石油烃类(柴油、机油)的平均降解速率高于试验末期,低碳烃类的降解成效相对高于结构复杂的高碳烃类;试验微生物对石油烃类(柴油、机油)的生物降解动力学方程大部分符合一级反应动力学模型。在低温10℃下,较高浓度石油烃类的降解速率较小,半衰期相对较长;柴油菌群降解速率常数大于机油菌群,在同环境条件下柴油污染的生物修复周期较短。4、电子受体(H2O2)、表面活性剂(Tween-80)等添加剂的应用对石油烃类(柴油、机油)降解效能的改善作用显著,不同助剂对石油烃类降解性能的影响效应具有差异性。较低浓度H2O2强化石油烃类(柴油、机油)的生物降解,高浓度H2O2抑制石油烃类的生物降解;过高或过低浓度的Tween-80弱化石油烃类(柴油、机油)的生物降解成效,适宜浓度的Tween-80促进石油烃类(柴油、机油)的生物降解;固定化微生物菌剂的应用强化了微生物对石油烃类的降解成效,不同材料的固定化菌剂对石油烃类的降解效果具有差异性。此次试验固定化菌剂中,活性炭过滤棉固定菌剂对石油烃类(柴油、机油)的降解效果最佳,其次为小麦秸秆固定菌剂,化纤纺布固定菌剂最低。5、湿度、营养盐配比对石油烃(机油)降解效果有明显影响。过高或过低的土壤含水率抑制石油烃(机油)的生物降解作用,适宜的土壤含水率强化石油烃(机油)的生物降解成效;较低氮磷比的营养盐有助于微生物对石油烃的生物降解。经过60d试验,设计含水率为25%时,机油的降解效果最佳,此次试验含水率高于或低于25%时,土壤石油烃(机油)的降解率均降低;试验营养盐比例N/P=6时,机油的降解率最大,试验土壤营养水平的改善强化了石油烃(机油)的生物降解。6、通过石油烃(机油)污染土壤生物修复室内模拟试验,验证了此次研究所构建的石油降解功能微生物具有现场试验的应用潜能;加调理剂、翻耕对土壤石油烃(机油)的生物降解具有促进作用。
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