改性生物质电厂灰固定化微生物在石油污染土壤中的修复应用研究
发布时间：2022-02-24 21:31
在石油开发、运输、储存和炼化过程中,石油发生泄露。泄露的石油扩散进入地表水、地下水、土壤,这些石油污染物吸附在植物的根系上,通过食物链和食物网最终影响到人类的健康。石油污染问题已成为世界范围内严峻的环境问题,亟待解决。物理和化学手段常被用于土壤修复,但这两种方式成本高、能耗高、容易产生二次污染;生物降解方法成本低、环境友好,却耗费时间长。固定化微生物手段可以提高外来高效降解菌的生物活性,提高降解菌的生存能力和竞争力,增加微生物的酶活性,最终达到提高微生物对石油污染物降解效率的目的。生物质电厂灰是生物质在发电厂燃烧炉内燃烧后形成的灰渣,具有多孔结构,比表面积大,可以改善土壤理化性质,改性后可用做固定化载体,提高微生物对石油污染物的降解能力,也能实现废物资源化。本文从新疆某油田石油污染土壤中筛选高效降解混菌M3,对其进行形态学观察,并评价其对石油污染物的降解能力,混菌中同时包含革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌,对污染浓度为1g/L的石油污染物降解率达到73.3%,高于其他所有单菌对石油污染物的降解率;选取粒径为40-10目的生物质电厂灰,生物质电厂灰质量与改性溶液体积比值为1:1,改性时间为30...
【文章来源】：中国地质科学院北京市
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
第一节 石油污染物的性质来源及危害
1.1.1 石油污染物的性质
1.1.2 石油污染物的来源及危害
1.1.3 石油污染物的在土壤中的迁移转化途径
第二节 石油污染土壤的物理、化学修复技术
1.2.1 物理修复技术
1.2.2 化学修复技术
第三节 石油污染土壤的生物修复技术
1.3.1 植物修复技术
1.3.2 微生物修复技术
1.3.3 微生物与植物联合修复技术
第四节 固定化微生物修复技术在环境中的应用
1.4.1 固定化微生物修复技术的起源
1.4.2 固定化载体材料的选择
1.4.3 固定化微生物修复技术在石油污水修复中的应用
1.4.4 固定化微生物修复技术在土壤污染修复中的应用
1.4.5 固定化微生物技术的应用前景
1.4.6 固定化微生物技术提高石油污染物降解率的机理
第五节 选题依据
1.5.1 选题背景
1.5.2 研究目标
1.5.3 研究内容
1.5.4 研究路线
第二章 石油降解菌的分离、筛选及评价
第一节 材料与方法
2.1.1 实验材料
2.1.2 主要仪器与设备
2.1.3 降解菌株的富集、分离、纯化
2.1.4 降解菌种的形态学观察
2.1.5 降解菌种的保存
2.1.6 不同菌种的表面张力评价和降油能力评价
2.1.7 高效降解菌的生长曲线
2.1.8 高效降解菌最适生长pH
第二节 结果与分析
2.2.1 降解菌的富集分离结果及生态学描述
2.2.2 不同菌株的表面张力和降解能力结果
2.2.3 高效菌株的生长曲线及最适生存环境
第三节 本章小结
第三章 生物质电厂灰的改性及降解菌的固定
第一节 材料与方法
3.1.1 实验材料
3.1.2 主要仪器与设备
3.1.3 生物质电厂灰的物化性质探究
3.1.4 生物质电厂灰的改性优化
3.1.5 菌剂的固定化
3.1.6 固定化菌剂的平板计数
3.1.7 扫描电镜观察固定化菌剂
3.1.8 改性生物质电厂灰对原油的吸附学实验
第二节 结果与分析
3.2.1 生物质电厂灰的物理化学性质
3.2.2 生物质电厂灰的改性结果及固定菌剂能力
3.2.3 扫描电镜观察固定化降解菌
3.2.4 生物质电厂灰对原油污染物的吸附能力
第三节 本章小结
第四章 固定化菌剂修复石油污染土壤
第一节 材料与方法
4.1.1 实验材料
4.1.2 主要仪器与设备
4.1.3 新疆污染土壤分布区概况
4.1.4 土壤基本理化性质分析
4.1.5 固定化菌剂对石油污染土壤的修复实验设计
4.1.6 重量法测定土壤中剩余石油烃含量
4.1.7 石油污染物四组分分析
4.1.8 GC-FID分析C_7-C_(40)含量变化
第二节 结果与分析
4.2.1 土壤基本物理化学性质
4.2.2 固定化菌剂对石油污染土壤的修复结果
4.2.3 四组分含量变化
4.2.4 C_7-C_(40)含量的变化
第三节 本章小结
第五章 固定化混菌M3提高石油降解率机理分析
第一节 材料与方法
5.1.1 实验材料
5.1.2 主要仪器设备
5.1.3 土壤脱氢酶(S-DHA)和多酚氧化酶活性(S-PPO)检测
5.1.4 微生物呼吸速率变化
5.1.5 生物多样性变化
5.1.6 主成分分析
第二节 结果与分析
5.2.1 脱氢酶(S-DHA)和多酚氧化酶活性(S-PPO)变化
5.2.2 微生物呼吸速率
5.2.3 生物多样性
5.2.4 固定化混菌M3提高石油烃降解率的机理
第三节 本章小结
结论
致谢
参考文献
附录
个人简历
研究成果及公开发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]含油土壤化学处理技术研究进展[J]. 缪文振,顾晓婷,张罡. 化学工程师. 2019(01)
[2]固定化技术提高微生物对土壤中石油烃降解性能研究进展[J]. 王晓玲,陈宏坤,郑瑾,韩占涛,高春阳. 安徽农业科学. 2018(30)
[3]地下水位波动带中石油烃污染迁移转化规律综述[J]. 刘月峤,丁爱中,刘宝蕴,梁信,李实,张伦梁,尹洪峰. 科学技术与工程. 2018(24)
[4]利用改性生物质电厂灰钝化修复北方Cd污染土壤的试验研究[J]. 宋乐,韩占涛,吕晓立,张威,李雄光,王磊. 农业环境科学学报. 2018(07)
[5]石油污染土壤的生物修复研究进展[J]. 惠云芳,王鸿飞. 西北农业学报. 2018(04)
[6]石油污染土壤修复技术研究现状与展望[J]. 李佳,曹兴涛,隋红,何林,李鑫钢. 石油学报(石油加工). 2017(05)
[7]微生物菌剂配施腐殖酸钾对植烟土壤改良及烤烟经济效益的影响[J]. 刘芳,韩丹,赵铭钦,李小勇,管成伟. 浙江农业学报. 2017(07)
[8]生物炭的制备、改性及其环境效应研究进展[J]. 钟晓晓,王涛,原文丽,刘永红,朱俊,付庆灵,胡红青. 湖南师范大学自然科学学报. 2017(05)
[9]改性生物炭负载nZVI对土壤Cr（VI）的修复差异研究[J]. 孟繁健,朱宇恩,李华,张维荣,吴山,张桂香,李满满. 环境科学学报. 2017(12)
[10]我国复合污染土壤修复研究进展[J]. 吴志能,谢苗苗,王莹莹. 农业环境科学学报. 2016(12)
硕士论文
[1]油污土壤修复过程中土壤酶活性及微生物群落结构变化[D]. 李炜.西安建筑科技大学 2017
[2]苯酚降解菌的固定化及其修复作用研究[D]. 胡婷.西北农林科技大学 2014
[3]生物炭固定化微生物去除水中苯酚的研究[D]. 杜勇.重庆大学 2012
[4]新疆克拉玛依油田九6区齐古组油藏精细描述[D]. 孙洋.新疆大学 2011
[5]降解石油烃优势菌的筛选、分离及性能研究[D]. 孙远军.西安建筑科技大学 2006
本文编号：3643540
【文章来源】：中国地质科学院北京市
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
第一节 石油污染物的性质来源及危害
1.1.1 石油污染物的性质
1.1.2 石油污染物的来源及危害
1.1.3 石油污染物的在土壤中的迁移转化途径
第二节 石油污染土壤的物理、化学修复技术
1.2.1 物理修复技术
1.2.2 化学修复技术
第三节 石油污染土壤的生物修复技术
1.3.1 植物修复技术
1.3.2 微生物修复技术
1.3.3 微生物与植物联合修复技术
第四节 固定化微生物修复技术在环境中的应用
1.4.1 固定化微生物修复技术的起源
1.4.2 固定化载体材料的选择
1.4.3 固定化微生物修复技术在石油污水修复中的应用
1.4.4 固定化微生物修复技术在土壤污染修复中的应用
1.4.5 固定化微生物技术的应用前景
1.4.6 固定化微生物技术提高石油污染物降解率的机理
第五节 选题依据
1.5.1 选题背景
1.5.2 研究目标
1.5.3 研究内容
1.5.4 研究路线
第二章 石油降解菌的分离、筛选及评价
第一节 材料与方法
2.1.1 实验材料
2.1.2 主要仪器与设备
2.1.3 降解菌株的富集、分离、纯化
2.1.4 降解菌种的形态学观察
2.1.5 降解菌种的保存
2.1.6 不同菌种的表面张力评价和降油能力评价
2.1.7 高效降解菌的生长曲线
2.1.8 高效降解菌最适生长pH
第二节 结果与分析
2.2.1 降解菌的富集分离结果及生态学描述
2.2.2 不同菌株的表面张力和降解能力结果
2.2.3 高效菌株的生长曲线及最适生存环境
第三节 本章小结
第三章 生物质电厂灰的改性及降解菌的固定
第一节 材料与方法
3.1.1 实验材料
3.1.2 主要仪器与设备
3.1.3 生物质电厂灰的物化性质探究
3.1.4 生物质电厂灰的改性优化
3.1.5 菌剂的固定化
3.1.6 固定化菌剂的平板计数
3.1.7 扫描电镜观察固定化菌剂
3.1.8 改性生物质电厂灰对原油的吸附学实验
第二节 结果与分析
3.2.1 生物质电厂灰的物理化学性质
3.2.2 生物质电厂灰的改性结果及固定菌剂能力
3.2.3 扫描电镜观察固定化降解菌
3.2.4 生物质电厂灰对原油污染物的吸附能力
第三节 本章小结
第四章 固定化菌剂修复石油污染土壤
第一节 材料与方法
4.1.1 实验材料
4.1.2 主要仪器与设备
4.1.3 新疆污染土壤分布区概况
4.1.4 土壤基本理化性质分析
4.1.5 固定化菌剂对石油污染土壤的修复实验设计
4.1.6 重量法测定土壤中剩余石油烃含量
4.1.7 石油污染物四组分分析
4.1.8 GC-FID分析C_7-C_(40)含量变化
第二节 结果与分析
4.2.1 土壤基本物理化学性质
4.2.2 固定化菌剂对石油污染土壤的修复结果
4.2.3 四组分含量变化
4.2.4 C_7-C_(40)含量的变化
第三节 本章小结
第五章 固定化混菌M3提高石油降解率机理分析
第一节 材料与方法
5.1.1 实验材料
5.1.2 主要仪器设备
5.1.3 土壤脱氢酶(S-DHA)和多酚氧化酶活性(S-PPO)检测
5.1.4 微生物呼吸速率变化
5.1.5 生物多样性变化
5.1.6 主成分分析
第二节 结果与分析
5.2.1 脱氢酶(S-DHA)和多酚氧化酶活性(S-PPO)变化
5.2.2 微生物呼吸速率
5.2.3 生物多样性
5.2.4 固定化混菌M3提高石油烃降解率的机理
第三节 本章小结
结论
致谢
参考文献
附录
个人简历
研究成果及公开发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]含油土壤化学处理技术研究进展[J]. 缪文振,顾晓婷,张罡. 化学工程师. 2019(01)
[2]固定化技术提高微生物对土壤中石油烃降解性能研究进展[J]. 王晓玲,陈宏坤,郑瑾,韩占涛,高春阳. 安徽农业科学. 2018(30)
[3]地下水位波动带中石油烃污染迁移转化规律综述[J]. 刘月峤,丁爱中,刘宝蕴,梁信,李实,张伦梁,尹洪峰. 科学技术与工程. 2018(24)
[4]利用改性生物质电厂灰钝化修复北方Cd污染土壤的试验研究[J]. 宋乐,韩占涛,吕晓立,张威,李雄光,王磊. 农业环境科学学报. 2018(07)
[5]石油污染土壤的生物修复研究进展[J]. 惠云芳,王鸿飞. 西北农业学报. 2018(04)
[6]石油污染土壤修复技术研究现状与展望[J]. 李佳,曹兴涛,隋红,何林,李鑫钢. 石油学报(石油加工). 2017(05)
[7]微生物菌剂配施腐殖酸钾对植烟土壤改良及烤烟经济效益的影响[J]. 刘芳,韩丹,赵铭钦,李小勇,管成伟. 浙江农业学报. 2017(07)
[8]生物炭的制备、改性及其环境效应研究进展[J]. 钟晓晓,王涛,原文丽,刘永红,朱俊,付庆灵,胡红青. 湖南师范大学自然科学学报. 2017(05)
[9]改性生物炭负载nZVI对土壤Cr（VI）的修复差异研究[J]. 孟繁健,朱宇恩,李华,张维荣,吴山,张桂香,李满满. 环境科学学报. 2017(12)
[10]我国复合污染土壤修复研究进展[J]. 吴志能,谢苗苗,王莹莹. 农业环境科学学报. 2016(12)
硕士论文
[1]油污土壤修复过程中土壤酶活性及微生物群落结构变化[D]. 李炜.西安建筑科技大学 2017
[2]苯酚降解菌的固定化及其修复作用研究[D]. 胡婷.西北农林科技大学 2014
[3]生物炭固定化微生物去除水中苯酚的研究[D]. 杜勇.重庆大学 2012
[4]新疆克拉玛依油田九6区齐古组油藏精细描述[D]. 孙洋.新疆大学 2011
[5]降解石油烃优势菌的筛选、分离及性能研究[D]. 孙远军.西安建筑科技大学 2006
本文编号：3643540
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