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石油开采集输过程中的跑冒滴漏,造成了大面积的严重土壤污染,造成极大的生态环境风险。石油污染土壤的修复方法包括物理法、化学法、生物法,生物修复由于有效果好、成本低以及无二次污染而受青睐。中国多数油田位于盐碱区域,油田土壤面临石油污染及盐碱双重胁迫,盐碱土壤的石油污染修复治理研究及技术研发是油田土壤修复的难点。石油污染土壤的生物修复需要添加大量的氮磷营养(C:N:P=100:5:1),修复过程肥料的利用率低,肥料的流失会对地下水造成一定威胁。因此,解决盐碱土壤的石油污染修复并降低氮磷营养添加对当地地下水的威胁,是形成油田开采区石油污染土壤生态修复的关键。
本研究以胜利油田孤岛采油厂的油泥及油泥污染土壤为材料,利用QPix420高通量筛选耐盐/嗜盐的石油烃降解菌以及耐盐固氮、解磷菌,复配形成集耐盐石油烃降解及固氮解磷为一体的适合盐碱环境石油烃降解的生态修复菌剂,并进行应用基础研究,为油田区土壤污染的生态修复提供技术保障。主要结果如下:
1.从油泥/污染土中通过富集培养、分离纯化,筛选出6株高效的耐盐石油烃降解菌,通过16S rDNA序列对6株石油烃降解菌鉴定菌种,鉴定结果如下:石油烃降解菌1-3和4-9为Halomonas sp.;石油烃降解菌2-24为Staphylococcus sp.;石油烃降解菌3-4、4-2和4-14为Bacillus sp.。
2.筛选出的不同种属来源的菌株的耐盐性能有明显差异。菌株1-3、2-24、4-9耐盐性较强,NaCl浓度12%时对菌株生长的影响不大,但NaC l浓度15%时,除2-24外的另外两株菌在30h内没有明显生长;菌株3-4、4-2、4-14耐盐性较弱,9%和12%的NaCl浓度下的生长明显变弱,15%的NaC l浓度条件下30h内没有明显生长。
3.将菌株1-3接种至不同NaCl浓度的原油培养基中培养,每隔12h测OD600,得到菌株耐盐生长曲线,该菌生长的适宜NaCl浓度为9-15%,在低盐时,该菌株快速达到稳定期后随即进入衰亡期;高盐(≥9%)稳定期时间较长。对不同盐度原油培养基培养15天后,用重量法测定石油烃降解率,在NaC l浓度5-10%下对石油烃有较好的降解效果,其中5%NaCl为最优石油烃降解盐浓度。
4.对菌株1-3在不同盐浓度原油培养基培养15天后,用气相色谱法测定石油烃成分。结果显示,菌株1-3对石油烃中C10-C30均有明显的降解。随着盐度增加,菌株Halomonas sp.1-3对碳链较短的石油烃(C10-C14)降解率呈明显下降趋势,而长链石油烃(C29-C36)降解率呈上升趋势。
5.从油泥/污染土中通过筛选出12株固氮解磷菌,进行了固氮、解磷能力的测定,在不同盐度培养基中经过液体培养7d,测定培养液中可溶性磷和碱解氮。筛选高效固氮解磷菌:解磷菌3-P5的最大解磷量是241mg/k g,固氮菌6-13的最大固氮量为4.35mg/L。
6.将筛选出高效石油烃降解菌1-3、解磷菌3-P5、固氮菌6-13复配形成的复合功能的菌剂(石油烃降解-固氮-解磷)在石油烃污染土壤的修复中有良好的应用效果。对石油烃的降解效果与按C:N:P=100:5:1添加氮磷营养的处理接近,且效果明显好于不添加氮磷营养的处理。研究认为,高效的固氮菌、解磷菌在石油烃污染土壤的修复过程中可以持续提供有效氮磷,具有明显的促进石油烃降解菌对石油烃的降解作用。石油烃降解率结果显示,CK组的降解率最低,17.7%;其次为只添加石油烃降解菌1-3的实验组,为24.9%;添加复合功能的菌剂的实验组的石油烃降解率仅次于实验组添加氮磷营养的实验组,分别为38.6%以及42.2%。
本研究以胜利油田孤岛采油厂的油泥及油泥污染土壤为材料,利用QPix420高通量筛选耐盐/嗜盐的石油烃降解菌以及耐盐固氮、解磷菌,复配形成集耐盐石油烃降解及固氮解磷为一体的适合盐碱环境石油烃降解的生态修复菌剂,并进行应用基础研究,为油田区土壤污染的生态修复提供技术保障。主要结果如下:
1.从油泥/污染土中通过富集培养、分离纯化,筛选出6株高效的耐盐石油烃降解菌,通过16S rDNA序列对6株石油烃降解菌鉴定菌种,鉴定结果如下:石油烃降解菌1-3和4-9为Halomonas sp.;石油烃降解菌2-24为Staphylococcus sp.;石油烃降解菌3-4、4-2和4-14为Bacillus sp.。
2.筛选出的不同种属来源的菌株的耐盐性能有明显差异。菌株1-3、2-24、4-9耐盐性较强,NaCl浓度12%时对菌株生长的影响不大,但NaC l浓度15%时,除2-24外的另外两株菌在30h内没有明显生长;菌株3-4、4-2、4-14耐盐性较弱,9%和12%的NaCl浓度下的生长明显变弱,15%的NaC l浓度条件下30h内没有明显生长。
3.将菌株1-3接种至不同NaCl浓度的原油培养基中培养,每隔12h测OD600,得到菌株耐盐生长曲线,该菌生长的适宜NaCl浓度为9-15%,在低盐时,该菌株快速达到稳定期后随即进入衰亡期;高盐(≥9%)稳定期时间较长。对不同盐度原油培养基培养15天后,用重量法测定石油烃降解率,在NaC l浓度5-10%下对石油烃有较好的降解效果,其中5%NaCl为最优石油烃降解盐浓度。
4.对菌株1-3在不同盐浓度原油培养基培养15天后,用气相色谱法测定石油烃成分。结果显示,菌株1-3对石油烃中C10-C30均有明显的降解。随着盐度增加,菌株Halomonas sp.1-3对碳链较短的石油烃(C10-C14)降解率呈明显下降趋势,而长链石油烃(C29-C36)降解率呈上升趋势。
5.从油泥/污染土中通过筛选出12株固氮解磷菌,进行了固氮、解磷能力的测定,在不同盐度培养基中经过液体培养7d,测定培养液中可溶性磷和碱解氮。筛选高效固氮解磷菌:解磷菌3-P5的最大解磷量是241mg/k g,固氮菌6-13的最大固氮量为4.35mg/L。
6.将筛选出高效石油烃降解菌1-3、解磷菌3-P5、固氮菌6-13复配形成的复合功能的菌剂(石油烃降解-固氮-解磷)在石油烃污染土壤的修复中有良好的应用效果。对石油烃的降解效果与按C:N:P=100:5:1添加氮磷营养的处理接近,且效果明显好于不添加氮磷营养的处理。研究认为,高效的固氮菌、解磷菌在石油烃污染土壤的修复过程中可以持续提供有效氮磷,具有明显的促进石油烃降解菌对石油烃的降解作用。石油烃降解率结果显示,CK组的降解率最低,17.7%;其次为只添加石油烃降解菌1-3的实验组,为24.9%;添加复合功能的菌剂的实验组的石油烃降解率仅次于实验组添加氮磷营养的实验组,分别为38.6%以及42.2%。