第 1 章  緒論

據(jù)報道，2014 年我國潤滑油市場消費(fèi)總量約 760 萬噸，在經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展進(jìn)程中，人們對潤滑油的需求持續(xù)增加，每年都要產(chǎn)生大量的廢潤滑油，而如何處理這些廢潤滑油也越來越引起人們的關(guān)注。當(dāng)前針對廢潤滑油的無害化處理文獻(xiàn)較少，研究重點集中在以提高其資源綜合利用率為目標(biāo)的廢潤滑油再生處理上[4]，通過一些理化技術(shù)手段處理后，可得到與基礎(chǔ)油性質(zhì)接近或者更好的再生油[5]。廢潤滑油再生處理包括傳統(tǒng)工藝如蒸餾-硫酸-白土工藝和蒸餾-加氫工藝，新工藝如分子蒸餾工藝、溶劑精制工藝和膜處理工藝；受制于處理成本、技術(shù)手段及回收渠道的不暢通等因素，我國廢潤滑油回收率還不到廢潤滑油總量的 20%，大部分廢潤滑油被直接排放到環(huán)境中[1]2，土壤則往往是其污染的主要對象。 潤滑油是一種復(fù)雜的混合物，主要包括烴類化合物（烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴）和少量非烴類物質(zhì)（氯、硫、磷元素及重金屬元素），其生態(tài)毒性高、可生物降解性差[6]。廢潤滑油一旦進(jìn)入到土壤環(huán)境后，一些難降解烴組分會長期滯留，影響土壤自身結(jié)構(gòu)和功能，嚴(yán)重污染土壤和地下水資源，破壞生態(tài)環(huán)境和生態(tài)平衡[7-8]，通過食物鏈也會對人類健康構(gòu)成潛在的巨大威脅。通過土壤的自凈作用，廢潤滑油中一些組分可被降解，但并不能完全消除其對土壤的影響危害。

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第 2 章  瓜類果斑嗜酸菌降解潤滑油特性

2.1 實驗材料

本實驗建立在初步的單因素實驗篩選基礎(chǔ)上，利用 L9（34）正交實驗表設(shè)計了四因素三水平的正交實驗方案，因素水平見表 2.3。需要特別指出的是溫度條件在此實驗中選擇了 38℃、40℃、42℃，這個水平的選擇主要鑒于在單因素實驗中，得知該菌在 37~40℃之間均保持了相對穩(wěn)定的潤滑油降解效率，但由于單因素實驗設(shè)計上的缺陷，無法判斷剛剛超過 40℃之后細(xì)胞的降解情況，因此選擇了上述三個水平，在該參數(shù)條件的最終確定上將參照正交實驗結(jié)果綜合考慮實際情況而定。此外，潤滑油初始濃度為 411 mg/L，每組實驗條件，按照正交表對應(yīng)的設(shè)計配制。

2.2 實驗方法

為研究溶氧量對瓜類果斑嗜酸菌降解潤滑油的影響，分析了在不同搖瓶裝液量條件下菌株的降解性能。將 10 mL、20 mL、25 mL、30 mL、40 mL、50 mL 無機(jī)鹽培養(yǎng)基（pH=7.0）分別注入至 6 個 100 mL 三角瓶中，各瓶初始潤滑油濃度均為 405 mg/L；濕熱滅菌后接種兩次活化后的細(xì)胞培養(yǎng)液，接種量均為 5%，在 37℃，180 r/min 條件下振蕩培養(yǎng)，4 天后測定潤滑油降解率和 OD600值。

第 3 章  潤滑油污染土壤生物修復(fù)工藝參數(shù)優(yōu)化 .......... 33 

3.1 實驗材料 ............ 33
3.2 實驗方法 ....................... 34
3.3 分析方法 ................... 36
第 4 章  瓜類果斑嗜酸菌修復(fù)潤滑油污土壤 ............ 54 
4.1 實驗材料 ....................... 54 
4.2 實驗方法 ......... 54 
4.3 分析方法 ........... 55 
4.4 實驗結(jié)果與討論 .................. 56
第 5 章  結(jié)論與展望 ................. 66 
5.1 結(jié)論 ............................... 66 
5.2 展望 ................. 66

第 4 章  瓜類果斑嗜酸菌修復(fù)潤滑油污土壤

4.1 實驗材料

本章實驗在前期研究獲得的生物修復(fù)工藝參數(shù)條件下進(jìn)行，即每個土壤樣本重 1 kg，土壤層厚約 15 cm；翻土頻率每天一次，含水量保持在 40%左右，菌液投加量每次 60  mL，表面活性劑（TW-80）投加量為土樣質(zhì)量的 0.2%；其中營養(yǎng)鹽每隔 30  天添加一次，C:N:P 比例為 100:15:1。因土樣含油量不斷降低，添加前需首先測定土壤含油量，以此調(diào)整 N、P 元素添加量。 實驗設(shè)置了 4 種初始含油量不同的土樣，分別為 19.49%、15.12%、10.17%、4.89%，并考察每種土樣分別在 37℃、30℃和室溫下利用瓜類果斑嗜酸菌對其修復(fù)效果，對應(yīng)設(shè)置了不加菌液的土樣作對照。從菌株降解潤滑油特性研究結(jié)果得知，溫度在 40℃時菌株降解潤滑油效果最好，但考慮實際修復(fù)環(huán)境，且 40℃和 37℃時菌株潤滑油降解效果差別不大，因此實驗設(shè)置的最高溫度為 37℃。本實驗之所以設(shè)置具有一定梯度的 4 種初始潤滑油含量土樣，是為了對比研究不同污染程度下潤滑油降解變化規(guī)律，也為實際中修復(fù)不同污染程度的土壤提供參考。

4.2 實驗方法

通過土壤復(fù)配得到 3 種土樣，初始潤滑油含量分別為 15.12%、10.17%、4.89%。本章實驗設(shè)置了 4 種初始含油量不同的土樣，其中 3 種土樣由上述復(fù)配而得，另一種為原始保存的土樣，其初始含油量為 19.49%。實驗在 3 個溫度下進(jìn)行，分別是 37℃、30℃和室溫。實驗共有 24 個樣本，37℃，30℃下的樣本放置于對應(yīng)溫度的恒溫培養(yǎng)箱，室溫樣本放置于實驗室內(nèi)，實驗設(shè)計見表 4.1。分別于不同修復(fù)時間取 25 g 土樣，測定各樣本中殘留潤滑油含量，并計算潤滑油降解率。為準(zhǔn)確檢測土樣中潤滑油含量，采用五點法取樣，每個點各取 25 g 土樣，然后收集混勻，再從中稱取 25 g 土樣用于含油量的檢測，其余土樣則放回塑料盒中繼續(xù)進(jìn)行實驗。
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第 5 章  結(jié)論與展望 

5.1 結(jié)論 

（1）通過單因素?fù)u瓶降解實驗和多因素正交實驗對菌株降解潤滑油條件進(jìn)行了優(yōu)化。多因素正交實驗表明，影響菌株降解潤滑油的因素主次順序為：溫度>pH>接種量>裝液量，最終得到的優(yōu)化條件為：溫度 40℃、pH  6.8、搖瓶裝液量不超過 30  mL 為宜。在優(yōu)化條件下，考察了菌株對潤滑油及廢潤滑油的降解特性，實驗結(jié)果表明，初始潤滑油濃度為 1200 mg/L 時，經(jīng)過 300 h 的降解，潤滑油降解率達(dá)到 97.62%。繼而針對廢機(jī)油、廢液壓油、廢變壓器油開展了生物降解實驗研究，結(jié)果表明，廢變壓器油最難降解，在 230  h 內(nèi)最大降解能力為 900 mg/L；廢機(jī)油、廢液壓油分別在 232 h、240 h 內(nèi)最大降解能力可以達(dá)到 1200 mg/L、1100 mg/L。 （2）對潤滑油污染土壤生物修復(fù)工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化研究，結(jié)果表明翻土可改善土壤中溶氧條件，提高潤滑油降解率；當(dāng)土壤含水量為 40%，菌液投加量為60 mL，表面活性劑投加量為土樣質(zhì)量的 0.2%，NH4Cl 為氮源（C:N:P=100:15:1）時，可取得最佳的生物除油效果。5.2 展望 石油烴污染土壤生物修復(fù)技術(shù)已經(jīng)得到廣泛研究，該技術(shù)亦可應(yīng)用于潤滑油污染土壤的生物除油處理。當(dāng)前的諸多研究主要集中在除油效果方面，為進(jìn)一步完善、提高，并使該技術(shù)趨于成熟化，可以從研究典型石油烴組分被降解利用的變化規(guī)律入手，深入揭示微生物除油凈化機(jī)理。此外，可利用分子生態(tài)學(xué)技術(shù)，對土壤微生物乃至外源微生物的群落結(jié)構(gòu)特征變化進(jìn)行系統(tǒng)研究，從實驗和理論上指導(dǎo)生物修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用和推廣。

5.2 展望 

石油烴污染土壤生物修復(fù)技術(shù)已經(jīng)得到廣泛研究，該技術(shù)亦可應(yīng)用于潤滑油污染土壤的生物除油處理。當(dāng)前的諸多研究主要集中在除油效果方面，為進(jìn)一步完善、提高，并使該技術(shù)趨于成熟化，可以從研究典型石油烴組分被降解利用的變化規(guī)律入手，深入揭示微生物除油凈化機(jī)理。此外，可利用分子生態(tài)學(xué)技術(shù)，，對土壤微生物乃至外源微生物的群落結(jié)構(gòu)特征變化進(jìn)行系統(tǒng)研究，從實驗和理論上指導(dǎo)生物修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用和推廣。

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參考文獻(xiàn)（略）

本文編號：133312