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目前随着石油开采量与使用量的增加,石油不可避免的会进入土壤环境,造成土壤的石油污染。而通过对黄河三角洲孤岛油区石油污染的盐渍化土壤分析发现,土壤受重金属污染也比较严重,使土壤易发生石油-重金属的复合污染。石油污染的土壤一般采用成本低、无二次污染的生物修复技术,但在石油的降解过程中重金属会被活化,从而影响石油的降解率,因而必须对活化重金属进行钝化。但石油-重金属复合污染的土壤大部分是盐碱土,一般的钝化剂很难发挥作用,而纳米碳黑由于其特有的理化性质,如巨大的比表面积、高的活性点位、超强的吸附、催化和螯合能力,使其在环境污染治理领域具有广阔的应用前景。 本论文以模拟的Cd、Ni污染盐渍化土壤,加入改性纳米碳黑,利用培养实验,通过分析土壤pH、重金属有效态和重金属形态变化的特征来研究改性纳米碳黑对重金属的钝化能力;通过模拟石油-重金属复合污染盐渍化土壤,利用盆栽实验,分析土壤pH、重金属有效态、重金属形态变化、石油降解等,研究微生物修复石油-重金属复合污染盐渍土过程中改性纳米碳黑对重金属的钝化能力及植物-微生物联合修复过程中改性纳米碳黑对重金属的钝化能力。为纳米碳黑在石油-重金属复合污染土壤联合修复技术提供理论依据。 本文获得的主要研究结果如下: 重金属污染盐渍化土壤时,添加MCB后土壤 pH下降。在各培养时间添加MCB的处理中土壤有效态Cd含量均低于相应的不加MCB的处理。但在各培养时间添加MCB的处理中有效态Ni含量与相应的不加MCB的处理呈跌宕起伏的变化。添加MCB能使土壤Cd、Ni的形态发生显著的变化。培养35天后,土壤中Cd的弱酸提取态含量下降,可还原态含量变化不大;Ni的弱酸提取态含量降低,可氧化态含量增加,可还原态含量的影响没有明显的规律性。 石油-重金属复合污染微生物修复过程中,土壤pH随培养时间呈降低趋势,且未添加MCB的处理土壤pH降低幅度大于添加MCB的处理。培养35天后土壤pH趋于稳定。微生物降解石油的过程中重金属Cd、Ni被活化,MCB的添加能显著降低土壤中有效态Cd、Ni的含量,表明MCB对Cd、Ni有很好的钝化效果,且MCB对Cd的钝化效果好于对Ni的钝化效果。MCB的添加也会使Cd、Ni的形态发生显著变化,培养60天后,添加MCB后重金属的弱酸提取态和可还原态含量均降低。土著菌降解石油烃的降解率低于15%左右,添加石油降解菌后降解率达到45%左右,MCB的添加对石油烃的降解没有影响。 石油-重金属复合污染植物-微生物联合修复过程中,添加 MCB能降低土壤pH,促进碱蓬的生长;且石油-重金属复合污染土壤上碱蓬的生物量显著低于单一石油污染的土壤,不论添加MCB与否,添加降解菌的土壤中碱蓬的生物量要低于未添加降解菌的处理。MCB的添加能显著降低土壤中重金属有效态,且植物-微生物联合修复时MCB对Cd、Ni的钝化能力要比仅植物修复时MCB对Cd、Ni的钝化能力更好。MCB的添加使Cd的弱酸提取态、可还原态、可氧化态含量分别降低19%、61%、82%,使 Ni的弱酸提取态、可还原态、可氧化态含量分别降低15%、42%、5%。 石油-重金属复合污染植-微生物联合修复时,添加MCB能促进碱蓬对Cd、Ni的富集,且石油-Cd复合污染土壤植物-微生物联合修复比仅植物修复时富集效果更明显,石油-Ni复合复合污染植物-微生物联合修复与仅植物修复时的富集效果相差不大。收割碱蓬后,添加石油降解菌都显著提高了石油烃的降解率,且添加MCB的处理中石油烃的降解率略高于不加MCB的处理,说明MCB的添加对降解菌降解石油有影响,但影响不大。