生物曝气技术对石油类污染地下水的修复效果及去除机制

针对东北某石油污染场地水文地质条件进行模拟,按照试验场地地层现状进行实验室缩放,研究微生物在含水层介质为砾砂、粗砂和中砂中的迁移速度以及含水层介质吸附的微生物量。选取苯和二甲苯作为目标石油污染物,研究生物曝气技术对被污染地下水的修复效果及其去除污染物的机制。实验结果表明:微生物在介质中的迁移速度从大到小为砾砂、粗砂、中砂;介质吸附微生物量的顺序从大到小为中砂、粗砂、砾砂;生物曝气4个月后,苯和二甲苯去除率分别为86.4%和81.7%,BS对中砂层中的苯和二甲苯去除效果好于砾砂层和粗砂层,苯的去除效果好于二甲苯。由挥发机制去除的污染物为46.24%,生物降解去除的污染物为36.98%,BS技术可以有效去除地下水中石油类污染物。     

邻硝基对甲基苯酚和邻氨基对甲基苯酚对1,2,4-TCB厌氧生物降解影响研究

南京某化工厂生产邻硝基对甲基苯酚和邻氨基对甲基苯酚,场地调查和室内微宇宙实验研究发现该场地发生了1,2, 4-三氯苯(1,2,4-TCB)污染,且场地内天然发生着1,2,4-TCB的厌氧还原脱氯反应。为探究该场地地下水中邻硝基对甲基苯酚和邻氨基对甲基苯酚对1,2,4-TCB厌氧脱氯过程的影响,开展了3组微宇宙实验:(1)底物仅为1,2,4-TCB, (2)底物为1,2,4-TCB和邻氨基对甲基苯酚,(3)底物为1,2,4-TCB和邻硝基对甲基苯酚。对比了3种不同底物条件下1,2,4-TCB的降解过程、降解速率及微生物群落结构。实验结果表明:(1) 邻硝基对甲基苯酚在厌氧条件下还原生成邻氨基对甲基苯酚, 同时抑制1,2,4-三氯苯厌氧生物降解;最终1,2,4-TCB降解产物只有1,4-DCB。(2)邻氨基对甲基苯酚不会阻碍1,2,4-TCB的降解,但会降低降解速率。(3) Azospira和Pseudomonas与邻硝基对甲基苯酚还原反应有关,尤其是Pseudomonas极有可能是场地邻硝基对甲基苯酚还原的功能菌。     

污染土壤石油生物降解与调控效应研究

为考察修复过程中土壤石油降解效应,选用中国北方某油田区现场的原油污染土壤,进行了投加除油菌、调节氮磷营养含量和水分含量等强化措施的修复试验。经过180d修复,结果表明,土壤石油污染物去除率达70·6%,去除速率达0·15g·kg-1·d-1,与自然条件相比,石油污染物半衰期由929d减少为103d。饱和烃去除率占总石油去除的75%以上,主要为十八烷、二十七烷、二十九烷、三十一烷与三十四烷。初期投菌对石油污染土壤的生物修复具有快速启动作用,但后期多次投菌对生物修复的促进作用不明显。对氮磷营养水平的适当调节有利于生物修复进行,本试验中对除油菌生长和石油去除最有利的有效态碳氮比为C∶N=100∶1~50∶1。在石油去除过程中,土壤石油去除速率的变化与除油菌数量变化趋势基本一致,表明微生态环境调控对于污染土壤中的石油降解具有显著的促进作用。     

四氯乙烯在不同地下水环境的生物共代谢降解

四氯乙烯是地下水中常见的污染物,采用生物方法进行处理的优点是可以实现无害化、无二次污染、处理成本低。四氯乙烯只能在厌氧条件下发生还原脱氯,目前对产甲烷环境下四氯乙烯的降解研究较多,而对较弱还原环境,如反硝化、铁锰还原和硫酸盐还原环境下四氯乙烯的脱氯行为研究甚少。本文采用批实验,研究了在不同地下水环境,包括反硝化、铁还原、硫酸盐还原、混合电子受体和天然地下水环境下四氯乙烯的脱氯性能。结果表明,铁还原环境的四氯乙烯脱氯效果最好,天然地下水环境次之,四氯乙烯的去除率分别达到91.34%和84.71%,四氯乙烯很快转化为三氯乙烯,并可以进一步转化为二氯乙烯,四氯乙烯的降解符合准一级反应动力学方程。在反硝化、硫酸盐还原、混合电子受体环境,四氯乙烯的去除以挥发为主,降解只占很小的比例,且最终的降解产物只有三氯乙烯。地下水中三价铁的存在,对于四氯乙烯脱氯起促进作用;而当地下水中硝酸盐和硫酸盐的浓度较高时,四氯乙烯脱氯受到抑制。     

山东东营凹陷八面河油田稠油成因分析

东营凹陷八面河地区原油物性呈规律性的变化,偏离生油中心的构造高部位主要分布稠油,靠近生油中心的构造低部位主要分布正常油。对原油族组成与化学成分的分析表明,八面河油田稠油具有低饱芳比、饱和烃含量低、链烷烃与低分子量萘、菲等轻质馏分严重缺失等轻度-中等降解油特征,邻区草桥油田稠油含较为完整的生物降解标志物--25-降藿烷系列,系严重降解油,反映该区稠油的形成与次生变化有关。同区具有相同或相似油气成因的沙子岭原油的成熟度（C₂₉甾烷ααα20S/(S+R)值为0.24~0.25）低于八面河的（C₂₉甾烷ααα20S/(S+R)值为0.31~0.44）,为典型未熟-低熟油。沙子岭的轻度或未降解油同样表现为正常油,反映八面河地区低温成烃与稠油无必然的联系,进一步验证八面河稠油主系次生成因。处于构造高部位的油藏由于埋深浅、保存条件差,导致水洗、生物降解等次生变化相对较强,最终形成稠油。     

克拉玛依原油的生物降解作用

克拉玛依原油具同源性。抗生物降解强度的序列依次为：正构烷烃、类异戊间二烯烷烃、二环倍半萜、γ-胡萝卜烷、规则甾烷(20R型)、β-胡萝卜烷、规则邕烷(20S型)、妊甾烷、高妊烷、五环三萜烷、C20-C29三环二萜烷、重排甾烷、13、17开环甾烷。此外，还有更强的抗生物降解的生物标志物，25-降藿烷等。     

菲降解菌的分离鉴定及其降解性研究

采用微生物富集培养分离法对南洋油田不同油样中的菲降解菌进行了分离鉴定。分离得到2株以菲作为唯一碳源和能源的细菌菌株S17和S28,经革兰氏染色及显微镜形态观察,发现两者都是具有极生单鞭毛的革兰氏阴性、无芽孢杆菌。根据生理生化特性分析,以及16S rDNA序列同源性分析,两者属于假单胞菌属的不同种。菌株S17与食树脂假单孢菌(Pseudomonas resinovorans)序列同源性为97%;菌株S28则为高温假单胞菌(Pseudomonas thermaerum),其序列同源性达到100%。在以菲为唯一底物的条件下,菌株S28的生长速度是S17的2倍多,第4天即达到最大生长量,但是对于菲的降解而言,两者都在第10天达到最大,降解率分别为88.86%和82.02%,但是二者在起始的两天内对菲的降解效率最高,分别达到70.21%和72.74%,因此可用于菲污染的快速治理领域。     

海洋微塑料污染与塑料降解微生物研究进展

塑料垃圾在近海、大洋水体和沉积物中均广泛存在,并不断累积,对海洋生态系统构成了重大威胁,引起了国际社会的高度关注。本研究从环境生态和塑料降解微生物两个角度回顾了近几年相关方向上的研究进展,包括国内外海洋塑料特别是海洋微塑料在近海与深海等环境中的分布与丰度,以及近海、大洋等环境中降解菌多样性及其降解机制。总体而言,微塑料广泛分布在多种海洋环境,特别是在河口和近海的海水和沉积物,近岸沙滩,以及大洋环流中心;目前已报道的塑料降解菌及其降解酶主要来自陆地土壤和塑料垃圾处理环境,并以聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate,PET)降解菌和降解酶的研究最为深入。当前,中国科学家已在近海、大洋深海(深渊)以及极地等大洋环境中,开展了微塑料分布特征和丰度调查,并在生态危害方面开展了研究,但在海洋塑料降解微生物方面还鲜有报道。塑料在海洋环境中的最终归宿以及微生物在塑料降解过程中的作用亟待评估,建议在大洋深海科考中整体布局、联合开展这两个方面的相关研究。     

土壤/沉积物中石油烃微生物降解研究综述

结合目前国内外研究进展,综述了土壤和沉积物中石油烃污染物的来源、危害和生物降解的菌种及降解途径,分析了微生物性质和包括氧、营养物、温度、土壤/沉积物理化性质等环境因素对石油烃降解的影响,指出这些研究往往局限于某种特殊污染物、特殊污染降解菌种和单一条件下辅助降解方面,引入了人为因素的影响,造成与实际不符的降解假象。因此,自然条件下石油烃生物降解将成为重要的研究课题。     

生物降解稠油沥青质热解产物中生物标志化合物与单体烃碳同位素组成研究

本文运用热解技术对采自准噶尔盆地风城地区6个重度生物降解稠油进行沥青质热解实验。通过分析沥青质热解产物中生物标志化合物组成和单体正构烷烃碳同位素组成,探索其在降解稠油油源研究中的应用。研究结果显示,沥青质热解产物中生物标志化合物组成特征易受热解温度的影响,指示母质沉积水体环境的参数 Pr/Ph比值随热解温度升高逐渐增大,在较高的温度下,高碳数、高环数的生物标志化合物易裂解生成低碳数、低环数的化合物,导致C20三环萜烷/C30 藿烷和孕甾烷/αααC29R甾烷两个参数的比值随热解温度升高逐渐增大,表明利用沥青质热解产物生物标志化合物组成进行降解稠油油源判识易出现偏差。而沥青质热解产物单体正构烷烃碳同位素组成随热解温度升高并没有明显的变化, 6个降解稠油沥青质热解产物单体正构烷烃碳同位素分布曲线呈水平分布,与来自风城组烃源岩的典型原油基本相似,说明沥青质热解产物中单体烃碳同位素组成特征可用于重度降解稠油油源分析。另外,通过对比稠油与其沥青质热解产物中单体正构烷烃单体碳同位素组成差异,可用于研究多油源以及后期混入的问题。