【摘要】：隨著海洋石油工業(yè)和海上石油運(yùn)輸業(yè)的迅速發(fā)展,溢油污染已成為海洋生態(tài)環(huán)境潛在的重大危害。經(jīng)過(guò)三十多年的發(fā)展,生物修復(fù)技術(shù)得到很大發(fā)展并已在現(xiàn)場(chǎng)獲得使用,已成為一種經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益俱佳的消除潮間帶溢油污染的有效手段。然而,溢油污染潮間帶生物修復(fù)是一項(xiàng)涉及污染場(chǎng)地特性、溢油油品、微生物生態(tài)結(jié)構(gòu)及各種環(huán)境條件的復(fù)雜工程,因此在生物修復(fù)項(xiàng)目實(shí)施以前,必須經(jīng)過(guò)小試和現(xiàn)場(chǎng)中試對(duì)工程的可行性進(jìn)行研究。 本論文主要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)中試試驗(yàn),考察水溶性肥料、緩釋肥料和石油烴降解菌劑等措施對(duì)不同油品不同類型潮間帶溢油污染的生物修復(fù)效果的影響。以現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)得到各理化因子(溫度、鹽度、pH、DO、間隙水總?cè)芙獾⒘?以及各生物因子(石油烴降解菌密度、烷烴降解菌、芳烴降解菌、微生物群落結(jié)構(gòu)和多樣性等)動(dòng)態(tài)變化數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),通過(guò)對(duì)影響石油烴生物降解主要因子的主成分分析,確定生物修復(fù)技術(shù)在不同類型溢油污染潮間帶生物修復(fù)過(guò)程中適用性以及控制油污染物生物降解的關(guān)鍵因子。論文主要研究結(jié)果如下： (1) BXPT中質(zhì)原油污染的不同岸線土著微生物群落結(jié)構(gòu)有較大差異,石油烴自然降解率也明顯不同。其中,粉砂-淤泥基質(zhì)中烷烴平均降解率較高,達(dá)17.6%,而粗砂-礫石基質(zhì)和細(xì)砂-中砂基質(zhì)烷烴平均降解率接近,分別為8.5%和7.0%,而各基質(zhì)中芳烴的平均降解率比較相近。這表明不同岸線具有不同的生態(tài)環(huán)境特征,對(duì)生物修復(fù)措施的敏感性也不同。 (2)對(duì)于BXPT中質(zhì)原油污染的不同岸線,氮、磷含量低是限制石油烴生物降解的主要因素,添加營(yíng)養(yǎng)鹽即生物刺激可以有效提高油污染物的生物降解率,但添加緩釋肥料和水溶性肥料的在不同基質(zhì)中的作用效果不同。在60天生物修復(fù)時(shí)間內(nèi),粗砂-礫石岸線和細(xì)-中砂岸線中添加緩釋肥料的體系優(yōu)于添加水溶性肥料的體系,烷烴平均降解率分別是對(duì)照體系的1.3倍和2.2倍,分別是各自添加水溶性肥料體系的1.3倍和1.3倍；而粉砂-淤泥岸線中添加水溶性肥料的體系優(yōu)于添加緩釋的體系,烷烴平均降解率是對(duì)照體系的2.1倍,是添加水溶性肥料體系的1.4倍。而不同岸線添加營(yíng)養(yǎng)后芳烴平均降解率與對(duì)照無(wú)顯著差異甚至降低。上述結(jié)果表明,添加營(yíng)養(yǎng)鹽可以促進(jìn)烷烴的降解,而芳烴的降解則受到抑制。 (3)同時(shí)添加營(yíng)養(yǎng)鹽和接種石油烴降解菌劑Ⅰ在BXPT中質(zhì)原油污染不同類型岸線中的作用效果不同。對(duì)于粗砂-礫石岸線和細(xì)-中砂岸線,同時(shí)添加營(yíng)養(yǎng)鹽和接種菌劑的體系,不僅可以顯著提高兩種基質(zhì)間隙水中氮、磷養(yǎng)分的含量,有效促進(jìn)接種石油烴降解菌和土著菌的快速生長(zhǎng)繁殖,而且改善了基質(zhì)中的微生物群落結(jié)構(gòu),提高群落多樣性,從而有效提高生物修復(fù)的效率。其中,烷烴平均降解率分別為各自對(duì)照的4.8倍和5.1倍,芳烴平均降解率則與對(duì)照相當(dāng)。而對(duì)于粉砂-淤泥基質(zhì),同時(shí)添加營(yíng)養(yǎng)鹽和接種菌劑的體系中盡管營(yíng)養(yǎng)鹽促進(jìn)了土著石油烴降解菌的生長(zhǎng),但外加菌劑則與土著菌之間產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)作用,導(dǎo)致石油烴生物降解率低于只添加營(yíng)養(yǎng)鹽的體系。 (4)對(duì)于SZ36-1重質(zhì)原油污染的粉砂-淤泥岸線,考察了兩種溢油濃度下石油烴降解菌劑Ⅰ和菌劑Ⅱ與緩釋肥料同時(shí)對(duì)石油烴生物降解的影響,其中,菌劑Ⅱ是在菌劑Ⅰ中復(fù)配2株能以石油烴為碳源而產(chǎn)生物標(biāo)表面活性劑的菌。在高濃度油污染條件下,同時(shí)添加緩釋肥料和菌劑Ⅰ體系中烷烴和芳烴的平均降解率分別為對(duì)照組的2.9和1.3倍。在低濃度油污染條件下,同時(shí)添加緩釋肥料和接種菌劑Ⅰ的處理和同時(shí)添加緩釋肥料和接種菌劑Ⅱ的處理都大大提高了修復(fù)效率,在60天的修復(fù)時(shí)間內(nèi),烷烴的降解率分別為對(duì)照的2.8和2.9倍,芳烴的降解率分別為對(duì)照的1.3和1.3倍。進(jìn)一步比較生物修復(fù)過(guò)程中微生物群落多樣性的PCR-DGGE結(jié)果,可以看出在生物修復(fù)開(kāi)始階段,同時(shí)添加緩釋肥和菌劑體系中微生物群落多樣性要高于對(duì)照體系,隨著修復(fù)時(shí)間的增長(zhǎng),添加菌劑Ⅰ與菌劑Ⅱ的體系中微生物群落結(jié)構(gòu)逐漸趨同,相似性系數(shù)達(dá)到了70%以上,在修復(fù)后期,各處理體系中微生物群落結(jié)構(gòu)與對(duì)照組趨同,表明土著微生物在體系中開(kāi)始表現(xiàn)出很大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。 (5)在試驗(yàn)周期內(nèi),各溢油污染岸線現(xiàn)場(chǎng)生物修復(fù)試驗(yàn)中,各環(huán)境參數(shù)的變化(DO、pH、鹽度、溫度)均在石油烴降解菌生長(zhǎng)的范圍之內(nèi),各試驗(yàn)池之間均沒(méi)有顯著性差異(P0.05),表明這些環(huán)境因子不是限制生物修復(fù)效果的主要因素。
【圖文】：

3.1.1.1BXPT原油生物修復(fù)過(guò)程中各試驗(yàn)池的溫度的變化溫度是影響微生物降解活性的重要因素，對(duì)于好養(yǎng)菌來(lái)說(shuō)，一般認(rèn)為15℃一30℃為其最適溫度(任磊，2001)�，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)定的結(jié)果表明(圖3一1)，各試驗(yàn)池的溫度在18一30℃之間，并且各試驗(yàn)池的溫度隨時(shí)間的變化一致，，比較適合微生物的生長(zhǎng)，且各試驗(yàn)池之間不存在顯著性差異(P>0.05)。因此，溫度可能不是BXPT原油污染潮間帶生物修復(fù)期間的限制性因子。粗砂一鵝卵石基質(zhì)一.一1#一奮一鮮一查一群一，卜~4#加28鄧24左加18戶\側(cè)明細(xì)砂一中砂基質(zhì)一.一解一.一解一去尸灘一甲-麟加28鄧24差加18\g側(cè)明粉砂-淤泥基質(zhì)一.一解一舟一1哪一▲一11#一，一1群令一1群」-14#聲1豁功 282624左加18異\側(cè)嚨修復(fù)時(shí)間/d圖3一 1BXPT中質(zhì)原油污染潮間帶生物修復(fù)中各試驗(yàn)池的溫度變化 3.1.1.2BXPT原油生物修復(fù)過(guò)程中各試驗(yàn)池的鹽度的變化一般來(lái)說(shuō)，土壤中的石油烴降解菌數(shù)量受鹽度的影響較小，只是影響了微生物的代謝活性(金文標(biāo)1998)

從而影響其生長(zhǎng)及其對(duì)石油烴的降解性。一般認(rèn)為，海洋環(huán)境中好氧石油烴降解菌的適宜pH范圍為6.5一9.00由圖3一3結(jié)果可以看出，在60天的修復(fù)時(shí)間內(nèi)，粗砂一礫石岸線、細(xì)一中砂岸線和粉砂一淤泥基質(zhì)岸線中各試驗(yàn)池的pH的變化趨勢(shì)基本相同，波動(dòng)不大。具體來(lái)講，粗砂鵝卵石岸線、細(xì)一中砂岸線的各試驗(yàn)池pH值均在7.0到7.5之間波動(dòng)，表明各個(gè)試驗(yàn)池的環(huán)境比較適合石油烴降解菌的生長(zhǎng)。對(duì)于粉砂一淤泥基質(zhì)，從圖中可以看出，低濃度油污染的11#、12#、13#、14#、15#試驗(yàn)池中pH值與其他兩種岸線的變化規(guī)律基本相似
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：X55

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