石油是当今人类社会的重要资源之一,海洋中石油储量很丰富,因此,海上钻井平台随着石油的需求量增加而增加。海上油田钻采过程中不可避免产生含油泥浆,由于大量平台采用水基泥浆钻井,采出石油后,水基泥浆会带回陆地进行处理和处置,如果随意在陆地上堆放,水基泥浆中的石油烃会造成土壤环境的严重污染。石油烃不仅破坏土壤的正常功能,降低土壤的环境质量,而且一旦进入农田生态系统,会在动植物体内逐渐蓄积,并通过食物链的生物放大作用传递给人类,进而威胁人类的健康和生存。因此,我国将含油污泥废弃物列入国家危险废物名录,并对其排放有严格的限制。本文以海上油田水基泥浆脱水后的固体废弃物为研究对象进行生物修复,通过筛选高效修复植物联合石油烃降解微生物,构建植物-微生物体系,并在实验室内进行小试(盆栽试验),对水基泥浆废弃物中的石油烃进行处理,在此基础上进一步进行水基泥浆废弃物污染场地植物-微生物联合修复的中试试验,探究植物-微生物对污染场地中石油烃的去除效果,主要结论如下:(1)通过对水基泥浆废弃物性质及污染物含量的测定,水基泥浆废弃物的pH为9.1,含盐量为0.45%,主要污染物为石油烃,其含量为27.59±4.77 g/kg,重金属Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、Cd和Pb平均含量分别为 8.12、450.57、8.28、54.90、52.90、0.77和148.77 mg/kg,均未超标。因此,确定石油烃为植物-微生物联合修复的目标物。(2)将水基泥浆废弃物与未污染土配比出不同石油烃含量的土壤,通过土壤中石油烃对植物种子发芽率及生长情况的影响研究,选择的受试植物为黑麦草(Lolium perenne L.)、紫花苜蓿(Medicago L.)、高羊茅(Festuca 和白三叶(Trrifolium repens L.)。结果表明,这4种植物在不同配比的土壤中对石油烃耐受性不同,水基泥浆废弃物与未污染土的比例为1:1时,即石油烃含量约为1%时,黑麦草和紫花苜蓿的发芽率和生长情况相比于另两种植物受影响较小。因此,将土壤生物修复的比例为确定为1:1,修复植物确定为黑麦草和紫花苜蓿。(3)基于筛选出的两种植物和水基泥浆废弃物与未污染土的比例,进行盆栽试验,结果表明,经过50 d的修复,植物-微生物联合的处理不仅对土壤中总石油烃有很好的去除效果,去除率为53%-70%;而且对难降解物质多环芳烃也有较好的去除效果,去除率均大于50%,生物修复组对萘、菲和荧蒽等2-3环的多环芳烃去除效果最好。种植植物可以在短时间内提高土壤中细菌的数量和活性(脱氢酶活性最大增加237%),黑麦草使土壤中总异养菌数从102 CFU/g增加到107CFU/g,紫花苜蓿使土壤中降解复杂烃类的细菌数快速增加,石油烃降解菌从102 MPN/g增加到10s MPN/g,多环芳烃降解菌从102 MPN/g增加到104 MPN/g。不仅如此,植物及其根际圈微生物还可以在其生长和代谢污染物的过程中改变土壤pH值,从而加速土壤中难降解物质的降解和去除。(4)在中海油碧海环保分公司厂区内现场试验结果表明:经过120d的生物修复,黑麦草-微生物和紫花苜蓿-微生物对水基泥浆废弃物中石油烃的去除均有较好效果。紫花苜蓿联合其根际微生物对水基泥浆废弃物中石油烃的去除效果最好,其总石油烃的去除率为95%,其次是黑麦草,对总石油烃的去除率为94.1%,比非根际土中总石油烃的去除率高出约18%。同时,紫花苜蓿根际土中总石油烃的平均含量从7029.47 mg/kg下降至297.76 mg/kg,显著低于土壤环境质量标准(GB15618-1995)要求的最高含量(3000 mg/kg),表明黑麦草与紫花苜蓿的根际区对于水基泥浆废弃物污染土壤中的TPH修复效果相当,修复效果均比较显著。种植植物可以在短时间内提高土壤中微生物的数量和活性(脱氢酶活性增加),还可以改变土壤pH值,这与室内试验的结果一致。今后,可用黑麦草与紫花苜蓿联合微生物技术来处理海上油田水基泥浆废弃物,并降低其处理成本,使之达到无害化。