石油是現(xiàn)代社會中重要的能源和工業(yè)原材料,隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,石油及其產(chǎn)品的應(yīng)用越來越廣泛。近海石油資源的開采、石油的海上運輸?shù)拳h(huán)節(jié)造成大面積的濱海土壤被石油污染,而濱海土壤在海水浸漬的作用下常常趨于鹽堿化。生物修復(fù)是消除環(huán)境中石油污染的最有效、應(yīng)用最廣泛的方法。然而,在濱海鹽堿化的石油污染土壤中存在多種因素限制生物修復(fù)的應(yīng)用。營養(yǎng)物質(zhì)有效性低、比例失調(diào)導(dǎo)致微生物的繁殖與代謝受到了極大的抑制,降低了濱海鹽堿化土壤的生物修復(fù)效果。因此在生物修復(fù)中常常需要向濱海鹽堿土壤中投加營養(yǎng)物質(zhì)以強化石油降解。目前使用最廣泛的無機(jī)營養(yǎng)劑在促進(jìn)石油降解的同時也存在成本高、持續(xù)性差、會帶來二次污染等問題。近海大型海藻的水產(chǎn)養(yǎng)殖和工業(yè)加工過程中產(chǎn)生了大量富含纖維、蛋白質(zhì)、碳水化合物等有機(jī)物的海藻廢棄物,這些廢棄物大多沒有得到充分利用,增加了接收環(huán)境的壓力�；诖�,本研究提出以海藻廢棄物為實驗材料制備海藻裂解液,并利用海藻裂解液培養(yǎng)濱海土壤細(xì)菌制備具有石油降解性能的石油降解菌劑,用于濱海石油污染土壤的生物修復(fù)。這為濱海石油污染土壤的強化修復(fù)和海藻廢棄物的資源化利用提供了新的思路。目前尚未有利用海藻裂解液強化生物修復(fù)濱海石油污染土壤的相關(guān)報道。本文首先采用水熱裂解工藝處理海藻廢棄物,并進(jìn)行工藝參數(shù)的優(yōu)化,確定水熱裂解的最優(yōu)工藝條件為:水熱溫度160℃,水熱時間120 min,料水比(m/v)1:40,在此條件下制備海藻裂解液。海藻裂解液中含有總糖、還原糖、蛋白質(zhì)、乙酸、氮磷無機(jī)鹽等營養(yǎng)物質(zhì),且具有乳化性和表面活性。石油的液體搖瓶降解實驗表明,濱海土壤細(xì)菌具有石油降解能力,以海藻裂解液作為濱海土壤細(xì)菌的生長基質(zhì)可以有效促進(jìn)石油的降解。之后,基于海藻裂解液培養(yǎng)濱海土壤細(xì)菌制備石油降解菌劑,在細(xì)菌濃度OD600=1.6,石油濃度為10000 mg/L的條件下,進(jìn)行石油的液體搖瓶降解實驗,7 d后石油降解率為62.4%。其次考察了不同強化方式、不同投加比例(v/m)及不同石油污染程度對濱海石油污染土壤生物修復(fù)效果的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn):海藻裂解液和石油降解菌劑可強化石油污染土壤的生物修復(fù),且兩者聯(lián)合使用時修復(fù)效果最好;當(dāng)海藻裂解液和石油降解菌劑的投加比例不超過10%時,提高投加比例可以顯著促進(jìn)石油的降解,而當(dāng)投加比例超過10%時,石油降解率變化不大;當(dāng)土壤石油污染程度在1000~5000 mg/kg時,可取得最佳的修復(fù)效果,石油降解率在67%以上,最高可達(dá)70%,當(dāng)污染程度大于5000 mg/kg后,石油降解率開始下降。最后在優(yōu)化的修復(fù)條件下進(jìn)行濱海石油污染土壤的生物修復(fù),以海藻裂解液和石油降解菌劑為強化劑,按10%的投加比例分別投加到石油濃度為1970 mg/kg的濱海石油污染土壤中進(jìn)行修復(fù)。修復(fù)40 d后發(fā)現(xiàn),石油濃度由1970 mg/kg降至498 mg/kg,石油降解率為74.7%,土壤石油濃度基本達(dá)到了國家農(nóng)業(yè)用地石油烴濃度的二級環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。海藻裂解液和石油降解菌劑能夠提高土壤脫氫酶活性,促進(jìn)石油的降解。海藻裂解液和石油降解菌劑還能夠增加土壤有機(jī)質(zhì)、銨態(tài)氮、有效磷、速效鉀含量,在一定程度提高了土壤肥力。
【學(xué)位單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：X53;X173
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 濱海石油污染土壤概述與研究現(xiàn)狀
        1.1.1 濱海土壤石油污染現(xiàn)狀
        1.1.2 石油污染對濱海土壤的危害
        1.1.3 石油污染土壤的生物修復(fù)研究
        1.1.4 生物修復(fù)研究方向
    1.2 大型海藻概述與研究現(xiàn)狀
        1.2.1 大型海藻生物質(zhì)資源簡介
        1.2.2 大型海藻的資源化利用
        1.2.3 海藻廢棄物的環(huán)境影響與應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.3 生物質(zhì)水熱技術(shù)概述
        1.3.1 水熱處理技術(shù)簡介
        1.3.2 生物質(zhì)水熱處理技術(shù)
    1.4 本論文研究目的、意義及技術(shù)路線
        1.4.1 研究目的與意義
        1.4.2 技術(shù)路線
2 實驗部分
    2.1 實驗材料與儀器
        2.1.1 實驗用海帶
        2.1.2 實驗用土壤
        2.1.3 石油污染土的制備
        2.1.4 培養(yǎng)基
        2.1.5 實驗試劑
        2.1.6 實驗儀器
    2.2 實驗分析方法
        2.2.1 常規(guī)指標(biāo)檢測方法
        2.2.2 總糖含量的測定
        2.2.3 還原糖含量的測定
        2.2.4 化學(xué)需氧量的測定
        2.2.5 蛋白質(zhì)含量的測定
        2.2.6 溶液石油含量測定
        2.2.7 乳化指數(shù)的測定
        2.2.8 土壤石油含量測定
        2.2.9 土壤銨態(tài)氮測定
        2.2.10 土壤有效磷測定
        2.2.11 土壤速效鉀測定
        2.2.12 土壤脫氫酶活性測定
3 海藻裂解液及石油降解菌劑的制備
    3.1 海藻裂解液的制備
        3.1.1 水熱裂解海帶工藝的參數(shù)優(yōu)化
        3.1.2 海藻裂解液成分和性質(zhì)分析
        3.1.3 海藻裂解液對石油降解的促進(jìn)作用
    3.2 石油降解菌劑的制備
        3.2.1 降解菌劑的制備
        3.2.2 降解菌劑的石油降解性能研究
    3.3 本章小結(jié)
4 濱海石油污染土壤的生物修復(fù)研究
    4.1 強化方式對修復(fù)效果的影響
        4.1.1 強化方式對石油降解效果的影響
        4.1.2 強化方式對土壤脫氫酶活性的影響
        4.1.3 強化方式對土壤pH、電導(dǎo)率的影響
    4.2 投加比例對修復(fù)效果的影響
        4.2.1 投加比例對石油降解效果的影響
        4.2.2 投加比例對土壤脫氫酶活性的影響
        4.2.3 投加比例對土壤pH、電導(dǎo)率的影響
    4.3 污染程度對修復(fù)效果的影響
        4.3.1 污染程度對石油降解效果的影響
        4.3.2 污染程度對土壤脫氫酶活性的影響
        4.3.3 污染程度對土壤pH、電導(dǎo)率的影響
    4.4 最優(yōu)修復(fù)條件下的土壤修復(fù)效果
        4.4.1 石油降解效果的變化
        4.4.2 土壤脫氫酶活性的變化
        4.4.3 土壤pH的變化
        4.4.4 土壤電導(dǎo)率的變化
        4.4.5 土壤有機(jī)質(zhì)含量的變化
        4.4.6 土壤銨態(tài)氮、有效磷、速效鉀含量的變化
    4.5 本章小結(jié)
5 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2849392