石油污染土壤生物原位修复技术试验.pdf

第 3 4 卷第 1 O 期 2 0 1 5 ． 1 0 行业论 坛 石油污染土壤生物原位修复技术试验 刹 、 可静 大庆油田 采油八厂 摘要 针 对 采 油试验 区原 油特征 及 土壤 环境 ，采 用极 限稀释 法 或平皿 划 线 法 ，观 察 1 0 0 株 降 解 菌 的 茵落 特征 ，通 过斜 面 穿刺试 验 ，获得 菌株 在 固体 中的 扩散 能 力 ，测定 目标 菌株 的 石 油 降 解 能力 。初 选 2 0 株 高效微 生物 菌株 ，研 究 了其 降解 能力 与温度 、p H值 、表 面活 性 剂和激 活 剂的 关 系，选取 出以降解菌为主、适合试验 区石油污染土壤的两种环境 治理方案。在 2口井上开展 了 现场试验 ，结果表 明，DP F 2 和 DP F 4 复合 菌剂对石油污染土壤 的现场修 复具有 良好的效果 ，石 油烃浓度值降到3 ％以下 ，具有一定推广价值。 关键 词 石油 污染 ；土壤 ；生物 原 位修 复 ；菌群 ；试 验 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 6 6 8 9 6 ． 2 0 1 5 ． 1 0 ． 0 0 5 在石油生产 、储运 、炼制加工及使用过程中 ， 由于事故 、不正常操作及检修等原 因，都会有石油 烃类的溢出和排放 ，造成土壤 、地下水和海洋等严 重 污染 。 目前 ，针 对不 同的污染 状 况 ，国内外 已经 形 成 了一 系列 修复 技术 。简单 地分 为三 大类 ，即物 理修复技术、化学修复技术和生物修复技术 。微生 物原 位修复技术是利用微生物处 理土壤和含油污 水 ，使 污染 物 最终 完全 矿 化 ，同 时该技 术 是在 污染 场地进行修复 ，避免了污染物运输过程 中的二次污 染 ，因其具 有 费用 低 、环 境影 响小 、应 用 范 围广 的 优 点 ，广泛 地 应用 在环 境治 理 中 。 1 最佳修 复菌群 的筛选 1 ． 1 目标 菌 扩散 和降 解 能力 的测定 用 平板 培 养及 固体 斜 面穿 刺试 验 ，观 察菌 株扩 散能力 ，采用液体摇瓶培养 ，测定单位时间内石油 最大 的降解能力 降解率 ，优选降解率最高的 1 0 株细菌和 l 0 株真菌作为后续研究对象 ，如表 1 所示。 表 1 优 选 的 2 O 株 菌 株 的 扩 散 能 力及 石 油 降 解 率 细 菌 7 d 冀 0 ⋯ ⋯ ％ 曩 {⋯ 饿 i 羲 臻 黧 68 ． 3 3 66 ．57 6l _ 7 8 59 ． 5 2 57 ． 0 1 55 ． 8 4 5 4． O 7 5 2．O 48 ． 5 8 47 ． 9 8 1 ． 5 1 ． 3 1 0 ． 9 1 2 O ． 6 O．9 O．7 O ． 8 1 ． 2温度 对 菌株 石油 降解 能 力的 影响 对 2 0 株 降解 菌 适 宜 温 度 进行 验证 ，1 0。 C时各 菌株活性不高 ，生长缓慢 ，3 5。 C 时各菌株生长缓 慢 甚 至大 量 死 亡 ，因此 取 试 验 区 0 2 0 c m处 的表层 土 壤 ，测 定 不 同温 度 1 O 、 l 6 、2 2 、2 8 、3 4。 C 下 各 试 验 组 的 石 油 降解 情 况 。试 验 结 果 表 明 ， 温 度在 l 6 ～ 3 4。 C 区间，各菌株石油降解率随温度提高 而提高 ，3 4。 C 条件下 ，菌株降解率前五名从大 到 小 排 序 D P F 4 D P F 2 D P F 3 3 D P F 2 8D P B O 0 5 见 表 2 。 表 2 不 同温度对 菌株石油 降解率 的影响 ％ 菌株 l l g 霪 2 ；襞 强 菊 撩 l i0 1 ll 6 2 2 2 垂 DP F 4 1 3 ． 4 3 1 4 ． 4 1 3 9 ． 1 7 6 3 ． 3 8 7 9 ．2 6 DP B 0 1 l 8 ．9 4 8 ． 9 3 2 5 ． 0 7 3 5 ．3 0 4 4 ． 1 ； DP F 2 1 2 ． 2 7 1 3 ． 8 3 7 ． 5 6 6 1 ． 2 9 7 6 ．6 2 DP B 0 1 3 7 ．8 8 ． 6 9 2 4 ． 6 0 3 4 ．7 6 4 3 ． 9 DP F 3 3 l 1 ． 9 8 l 2 ． 7 8 3 5 ． 7 5 5 6 ． 1 2 7 0 ． 9 5 DP B 0 0 4 7 5 6 8 ． 5 6 2 4 ． 2 2 3 4 ．6 4 3 ． 2 D P F 2 8 l 1 ． 9 1 l 2 ．5 7 3 4 ． 5 6 5 5 -8 5 6 9 ．8 2 DP B 0 0 7 7 ．8 7 8 ． 3 9 2 3 ． 4 3 3 ．5 7 4 1 ． 9 D P B 0 0 5 1 0 1 2 1 1 ． 7 5 3 4 ． 6 g 4 7 ． 5 7 6 0 ．0 5 DP F 5 5 ． 1 3 6 ． 8 6 1 8 ． 9 3 O ．7 7 3 8 ． 0 [ D P B 0 0 8 9 ． 7 6 l 1 ．6 8 3 1 ． 8 2 4 5 ． 5 2 5 6 ．8 7 DP F 1 4 5 ． 1 4 6 ． 8 1 l g ． O 1 3 0 ．2 7 3 8 ． 0 ] D P B0 0 1 9 8 9 1 0 ．3 7 2 9 ． 5 6 4 2 ． 4 5 5 2 ．7 9 DP F3 5 ．9 8 6 ．4 4 1 7 ． 8 3 2 8 ．5 8 3 5 ．7 D P B0 0 9 9 ． 8 1 1 0 ．7 4 2 9 ． 4 0 4 1 ．9 8 5 2 ．5 O DP F1 5 ．3 2 5 ．7 5 1 6 ． 7 3 2 6 ．2 6 3 2 ．8 { D P B0 0 2 9 ． 2 9 ．3 2 2 6 ． 1 5 3 7 ．3 1 4 6 ．5 9 DP F6 4 ．8 5 5 ．8 4 1 6 ． 3 2 6 ． 1 1 3 2 ．6 D P B0 0 6 8 ． 8 9 9 ．3 2 2 4 ． 0 5 3 6 ． 6 6 4 5 ．8 3 DP F 2 1 3 ．4 6 4 ．6 9 1 3 ．0 8 2 0 ． 8 9 2 6 ．0 l 1 ． 3 土壤 p H 值对 菌株 石油 降解 能 力的影 响 实 测 试 验 区 土 壤 p H值 为 8 ． 5 ，属 于 典 型 盐 碱 土 ，试 验 设 计 了 7 ． 0 、7 ． 5 、8 ． 0 、8 ． 5 、9 ． 0 五 个 p H 值 ，研究 了 2 O 株供试 菌株 的适 应性 。试验表 明 ， p H 8 ． 5 条 件下菌 株降解 率前 五名从大 到小排 序 DP F 2DP F 4DP B 0 0 5DP BO 0 8DP B 0 0 1 ， 并 且 在 p H 7 8 ． 5 范 围内 ，菌株 D P F 2 和 D P F 4降解率最 高 见 表 3 。 1 ． 4表面 活性 剂对 菌株 石 油降解 能 力的 影响 优 选 1 5 组 表 面 激 活 剂 ，试 验 结 果 表 明 ，活 化 能 力最 好 的三 种表 面活 性剂 是 自制 表 面活性 剂 油 气 田地面 工程 h t t p ／ ／ www． y q t d mg c ． c 。 m 一1 5一 ∞ ∞ ∞ 明 ∞ ∞ ∞ 弛 盯 嗽 n m m 啪哺 一 D D阱 D D D D 阱l山 O O 1 O 1 O O O 0 O l l l B B B B B B B B B B P P P P P P P P P P D D D D D D D D D D 第 3 4 卷第 1 0 期 2 0 1 5 ． 1 0 行业论 坛 T r i t o n Xl O 0 T w e e n 8 0 。 在 自制 表 面活 性 剂 配 方 条 件下 ，菌株降解率前 五名从 大到小排序 D P F 2 DP F 4DP F 3 3DP F 2 8DP B O 1 1 见表 4 。 表 3 不 同p H 值对菌株石油降解率 的影响 ％ 菌 株 鲥 稻州湛 ． H 8 。 讲9 l0 一 蓉 撩 H 7 ． 辩 蠹p H 8 H 8 ；5 州9 0 D P F 2 8 o ．4 1 7 8 ．3 6 7 3 ． 5 4 7 2 ． 2 O 6 3 ． 6 7 D P B 0 0 7 4 4 ．4 3 4 7 ．5 4 4 3 ．7 2 4 3 ．3 8 4 0 ．1 6 D P F 4 8 O ． 1 7 7 6 ． 0 7 2 ． 1 5 6 3 ． 1 5 5 5 ． 3 7 D P B 0 1 l 6 0 ．5 9 5 3 ．6 4 9 4 5 ． 1 6 4 2 7 3 3 5 ．2 4 D P B 0 0 5 5 4 ．7 8 5 5 6 9 5 9 ． 4 4 6 0 ．0 1 5 6 ． O 4 D P F 1 3 7 ．2 6 3 4 ．7 2 3 1 ．6 9 2 8 ．5 2 2 3 ．1 4 D P B 0 0 8 5 7 ． 4 5 6 1 ．8 3 6 2 ．9 3 5 5 ． 8 9 5 0 ．4 5 D P F 2 8 7 2 ．1 8 6 2 6 5 4 4 ．3 1 2 6 6 8 l 0 ．9 0 D P B O 0 1 5 3 ． 9 3 5 5 ．0 9 6 0 1 9 5 3 ． 8 4 4 3 ． 6 D P F 5 3 8 ． 0 3 4 ．6 0 3 0 2 4 2 4 9 9 2 1 ．4 0 D P B 0 0 9 6 6 ． 3 6 6 6 ．8 1 5 8 ．8 5 5 1 ． 9 4 4 2 ．6 1 D P F 3 3 7 ． 3 3 4 ．O 4 2 9 ． 0 6 2 4 ．2 3 2 1 ．8 9 D P B 0 0 4 6 3 ． 4 9 6 4 ．3 6 5 7 ．0 2 4 7 ． 4 4 3 9 ．7 1 D P F 1 4 3 9 0 1 3 4 ．0 2 2 9 ． 9 8 2 2 5 4 1 2 ． 1 5 D P B 0 0 2 5 4 ． 1 9 5 8 ．0 4 5 3 ．6 9 4 7 ． 3 1 4 0 ． 1 D P F 3 3 7 0 ．9 8 4 8 ．4 1 2 9 ． 7 4 1 6 4 4 8 ．5 5 D P B 0 0 6 5 3 ． 4 9 5 2 ． 2 5 4 8 ． 6 4 7 ．1 7 3 9 8 1 D P F 6 3 2 ．4 0 2 4 ．0 5 2 0 I8 8 1 5 ． 3 6 1 1 ．9 7 DP B 0 1 3 5 5 1 7 5 7 ．8 5 5 3 ．0 6 4 4 6 9 4 2 ．6 8 D P F 2 1 2 5 ．6 5 2 1 ．8 8 1 6 ．6 5 8 ． 1 3 5 ．6 9 1 ． 5 激 活剂对 菌株 石油 降解 能 力的影 响 现针 对试 验 区 土壤 条件 设计 了 5 种 激活 剂 配方 A、B、C、D、E，试 验 表 明 ，C配 方为 最佳 激 活剂 配方 ，在 此配方 条 件下 ，菌 株降解 率前 五名 从 大到 小 排 序 D P F 2 D P F 4D P F 2 8 D P F 3 3D P B O 0 9 见表 5 。 1 ． 6 最佳 优势 共生 菌群 的确 定 考 虑 实 际 可 操 作 性 ，2 0 取 2有 1 9 0 个 自 由组 合 ，工作量巨大 ，为提高工作效率 ，试验根据表 6 来选取降解率最高 的6 株真菌和6 株细菌 ，共 1 2 株 降解菌 ，1 2 取 2 有 6 6 个 自由组合 ，大大降低 了工 作强度。试验采用锥型瓶液体发酵培养，每个 2 5 0 m L 锥型瓶装入液体 5 0 m L ，添加石油 ，使初始含油浓 度为 9 4 6 ． 6 mg ／ L，分别添加不同组合 的微生物 ，温 表 4表面 活性剂对 2 0 株 菌株 石油降解 能力的影晌 ％ 菌 S D s 舾 黧 _ 9 s A _ l2 0 T W e e n 8 0 平 O H 心 P E 9 酬3 o 多 菰M ． O O 2 鞠索 度 3 4。 C、p H 8 ． 5 、 自制 表 面 活性 剂 、激 活 剂 C测 定 7 d 石油 降 解率 ，重 复三 次 ，每 瓶 中均 为 l g 总 菌 数 1 2 0 0 0 r ／ mi n 离心的菌体 ，测定方法参照 碎 屑 岩 油 藏 注水 质指 标 及 分 析 方 法 S Y ／ T 5 3 2 2 0 1 2 。 试 验结 果 表 明 ，菌 株 D P F 2 、D P F 4 组 合 是所 有 试 验 组 中石油 降解 率 最 大 的组 合 ，7 d 石 油 降解 率 达到 8 8 ． 4 7 ％。3 4。 C 温度下降解率前五名的菌株排 序 为 DP F 4DP F 2DP F 3 3DP F 2 8DP B 0 0 5 ； 在 p H值 8 ． 5时 ，降解 率最 高 的菌株 排 序 为 D P F 2 D P F 4D P B 0 0 5 D P B 0 0 8 D P B O 0 1 ； 在 自制 表 面 活性 剂 配方 条件 下 ，降解 率前 五 的菌 株排 序 为 D P F 2 D P F 4 D P F 3 3D P F 2 8 D P B 0 1 1 ； 最 优 激 活 剂 c条 件下 降解 率 前 五 的菌株 排序 为 D P F 2 D P F 4 D P F 2 8 D P F 3 3 D P B O 0 9 。 综 合 温 度 、p H 值 、表 面活性 剂 、激 活剂 因素 条件 进一 步确 认 最佳 2 株复 合菌 剂为 菌株 D P F 2和 D P F 4 。 综合温度 、p H值 、表面活性剂 、激活剂 因素 的影 响 ，确 定 2 株 最 大协 同效 应 组 合 为 菌 株 D P F 2 和 D P F 4 。试 验 采 用 食用 菌 固态 发 酵 技 术 ，对 真 菌 一 1 6 油气 田地 面工 程 h t t p ／ ／ www． y q t d mg c ． c o rn