电动微生物修复工艺下石油胶质毒性和结构的变化

发布时间：2017-09-27 12:05

  本文关键词：电动微生物修复工艺下石油胶质毒性和结构的变化

  更多相关文章： 胶质 电动-微生物修复 降解菌 种子发芽率 红外光谱

【摘要】：胶质是石油中一种含有多个芳杂稠环的大分子化合物,难于被生物降解,进入土壤后长期累积,威胁生态环境和人类健康。因此胶质的毒性风险削减已经成为石油污染土壤修复过程中亟待解决的问题。本文以石油胶质为研究对象,从辽河油田污染土壤中分离筛选出胶质降解菌,构建优势混合菌,采用电动-微生物联合技术修复石油胶质污染土壤,研究修复过程中土壤理化性质、微生物数量变化以及胶质降解情况,结合修复后种子发芽率和胶质红外吸收峰变化,阐述胶质毒性与结构之间的对应关系。所得结论如下：(1)从辽河油田污染土壤中分离筛选出三株胶质降解菌J1、J4和J5,处理10d后对胶质的降解率分别达到7.92%、9.68%和7.33%,经形态观察和16SrRNA序列比对,J1、J4和J5分别为苏云金芽孢杆菌属(Bacillus thuringiensis)、蜡样芽孢杆菌属(Bacillus cereus)和巨大芽孢杆菌属(Bacillus megaterium)。通过正交实验构建优势混合菌群,确定菌株最佳投加比例为J1:J4:J5=0.5:2:2,10 d降解效果达到11.83%。(2)切换电场条件下,土壤保持中性环境,水分分布均匀,不切换电场条件下出现阳极酸化干化,阴极碱化水化的现象。电场的施加有助于促进土壤中微生物的生长繁殖,且切换处理中微生物数量大于不切换处理。不切换处理中,阴极区微生物数量多于阳极区。(3)电动-微生物修复对胶质的降解效果优于微生物或电动的单独作用,在电动-微生物修复中,不切换处理对胶质的降解效果大于切换处理,60 d时,胶质的降解率分别达到20.5%、9.9%。不切换处理中阴极区对胶质的降解效果优于阳极区,降解效率分别达到26.7%、19.7%。(4)结合小麦种子发芽率和胶质的红外吸收峰变化可知,电动-微生物不切换处理中阴极区胶质毒性较小,氧化程度较低,醛基减少,羧基增加,碳链支化程度较高,侧链长度变短,发生脱烷基反应。阳极区胶质毒性较大,氧化程度较高,侧链长度增加,芳构化程度降低。因此,胶质的羰基面积和nCH2/nCH3比值减小,芳碳率增大,可能使胶质的毒性降低,从而影响发芽率。电动-微生物联合修复虽然未能大幅度降低胶质浓度,却能通过改变胶质的结构来削减污染物毒性.为稠油污染土壤修复效果的评价提供了新的理论依据。
【关键词】：胶质 电动-微生物修复 降解菌 种子发芽率 红外光谱
【学位授予单位】：辽宁大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X172;X53
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 引言9-19
• 1.1 土壤石油污染物组成及危害9-10
• 1.1.1 土壤石油污染物的组成9
• 1.1.2 土壤石油污染的危害9-10
• 1.2 石油胶质的结构及研究现状10-11
• 1.2.1 石油胶质的结构10
• 1.2.2 土壤石油胶质的研究现状10-11
• 1.3 石油污染土壤的修复技术11-17
• 1.3.1 微生物修复技术11-13
• 1.3.2 电动修复技术13-15
• 1.3.3 电动-微生物联合修复技术15-16
• 1.3.4 土壤石油污染的修复难点16-17
• 1.4 研究方案17-19
• 1.4.1 研究目的17
• 1.4.2 研究内容17-18
• 1.4.3 技术路线18-19
• 第2章 胶质降解菌的筛选及鉴定19-30
• 2.1 材料与方法19-24
• 2.1.1 实验材料19-21
• 2.1.2 实验方法21-24
• 2.2 结果与讨论24-29
• 2.2.1 胶质降解菌的筛选24
• 2.2.2 胶质的红外光谱分析24-25
• 2.2.3 混合菌群的构建及其降解能力分析25-26
• 2.2.4 胶质降解菌的形态观察26-27
• 2.2.5 降解菌16S rRNA基因序列分析27-29
• 2.3 本章小结29-30
• 第3章 石油胶质污染土壤的电动-微生物修复30-42
• 3.1 材料与方法30-33
• 3.1.1 实验材料30-31
• 3.1.2 实验设计与方法31-33
• 3.2 结果与讨论33-41
• 3.2.1 土壤pH的变化33-35
• 3.2.2 土壤含水率的变化35-36
• 3.2.3 土壤微生物数量的变化36-38
• 3.2.4 胶质的降解情况38-41
• 3.3 本章小结41-42
• 第4章 修复后胶质的毒性及结构变化42-51
• 4.1 材料与方法42-43
• 4.1.1 实验材料42-43
• 4.1.2 实验方法43
• 4.2 结果与讨论43-50
• 4.2.1 胶质的毒性变化43-44
• 4.2.2 胶质的分子结构变化44-50
• 4.3 本章小结50-51
• 第5章 结论51-53
• 致谢53-54
• 参考文献54-59
• 攻读学位期间发表的学术论文及参加科研情况59

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本文编号：929569