微生物强化自然衰减功能制剂研发及对石油烃降解效果评估
近几十年来，由于石油在世界范围内的广泛使用，土壤和地下水中的石油烃污染也越来越严重。自然衰减作为一种依靠场地天然机制的被动修复技术，具有经济、环保、可持续等优点。但是修复周期长，处理效率低，难以满足一些修复时间短，效率高的需求。因此本研究主要利用批试验，在实验室条件下，通过营养源和鼠李糖脂生物表面活性剂的生物刺激，外源降解功能菌群的生物强化和生物刺激-强化联合的不同处理方式，强化微生物的降解能力。通过气相色谱法、16SrRNA测序、主成分分析和典型相关分析等手段，对地下水中石油烃污染物的降解效果进行对比分析，进行微生物强化功能制剂的研发。 1.研究了营养源和不同浓度鼠李糖脂生物刺激对微生物的强化影响和对石油烃的降解效果，分析环境因子变化和细菌群落结构变化。结果表明：补充P营养源调整C/N/P比为100∶20∶1，可以为微生物提供最适营养条件。添加鼠李糖脂可以增加石油烃的溶解度，促进石油烃与微生物的接触，并通过鼠李糖脂诱导的结构变化促进跨膜转运。在本试验设计范围内，当添加3g/L鼠李糖脂和P营养源时，地下水中石油烃的最高降解率为60.1%。固氮螺菌属Azospirillum和磁螺菌属Magnetospirillum成为生物刺激试验的优势菌属。 2.在生物刺激研究基础上，进一步利用6种石油烃降解菌群进行了生物强化研究。分析环境因子变化，离子浓度变化和细菌群落结构变化。结果表明：使用6种石油烃降解菌群生物强化对石油烃降解率为60%，添加氮磷营养源调整C/N/P比为100∶10∶1和鼠李糖脂生物表面活性剂生物刺激对石油烃降解率为57%。生物刺激组中梭状杆菌属Clostridiumsensustricto和拟杆菌属Bacteroides成为优势菌属。生物强化组中发现了运动替斯崔纳菌属Tistrella和假单胞菌属Pseudomonas，证明了外源菌群在试验条件下可以保证生命活动并发挥降解作用。 3.在生物刺激和生物强化研究基础上，进行了6种石油烃降解混合菌群+营养源，混合菌群+鼠李糖脂，混合菌群+营养源+鼠李糖脂的生物刺激-强化联合研究。分析环境因子变化，离子浓度变化，氧化还原过程变化，细菌群落结构变化和细菌多样性变化。结果表明：在本试验设计范围内，混合菌群+营养源+鼠李糖脂的生物刺激-强化联合组石油烃降解率最高为83%。试验组经历了硝酸盐还原过程，铁锰还原过程和硫酸盐还原过程，其中最主要为硫酸盐还原过程。 综上所述，混合菌群+营养源+鼠李糖脂的生物刺激-强化联合制剂配比对石油烃降解效果最优。因为联合处理组既提供了NP营养源和鼠李糖脂生物表面活性剂，保证了微生物适合的营养条件，乳化石油烃促进降解。又提供了外源混合菌群，提高了微生物对石油烃的生物代谢能力。
地下水;石油烃;生物刺激;生物强化;微生物降解
北京化工大学
硕士
环境科学与工程
李秀金
2022
中文
X523
2022-11-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）