论文部分内容阅读
石油及其制成品的泄露通常会导致土壤和地下水的污染。这种污染会引起显著的环境影响,并对人们身心健康构成潜在的危害。石油污染土壤的修复是环境研究领域的一个热点。在本文研究中,采用室内盆栽方式,研究了高羊茅对烃降解的影响。通过无土培养获得黑麦草、高羊茅及紫花苜蓿的根系及其分泌物,考察了其对微生物生长及降解原油的影响。以硅油为溶剂,构建了一个两液相生物泥浆反应器,降解石油污染土壤中的残余污染物。以气相色谱,质谱仪和电喷雾傅立叶变换离子回旋共振质谱仪分析残余污染物。以三角瓶批处理的方式,研究了土壤中的菲在不同浓度的H2O2和铁盐时的氧化反应效率。针对高浓度的残油污染土壤,通过类Fenton氧化预处理后,接入微生物进行生物降解强化处理。
研究表明,总石油烃在根际土壤体系比非根际土壤消失得更快。在试验进行10周后,非根际与根际土壤总石油烃降解率分别为11.8%和27.4%。根际土壤微生物平板计数及酶活性显著高于非根际土壤。石油污染物对荧光素二乙酸酯水解具有显著影响。相比无草被体系,种植有高羊茅的体系显著增加了石油烃降解的一级速率常数。4种氧化态多环芳烃1-二氢苊酮、9-芴酮、蒽醌、苯并芴酮,在处理过程中浓度不断增加,并具有持久性。
黑麦草、高羊茅及紫花苜蓿的根系及其分泌物能支持微生物的生长,并促进石油的降解。黑麦草与高羊茅处理间的差异不显著。但这两种草本植物与紫花苜蓿处理间有显著差异。根系对微生物生长和石油降解的刺激效应持续时间比根系分泌物的刺激效应持续时间要长。
在12周的处理后,两相反应器中土壤总二氯甲烷可提取有机物(totaldichloromethane-extractableorganics,TEO)的去除量为15900mg/kg土的。在没有添加硅油的普通泥浆反应器中,由于代谢物抑制了微生物群落的活性,污染物没有被降解。TritonX-100温和提取出的土壤TEO量与生物降解量较一致。两相生物反应器处理中,土壤生态毒性显著下降。生物泥浆反应器处理3周后,脱氢酶活性被严重抑制而不能检测到。硅油滴测定出微生物活性,间接说明微生物在两相界面存在附着。
Fenton氧化菲的过程中,开始的0.5小时反应速率很快,大部分降解是在这期间完成的,之后降解速率相对缓慢。类Fenton氧化中,H2O2与Fe3+最佳摩尔比为300/1。在泥浆反应器中进行的类Fenton处理,TEO从32400mg/kg土降低到21800mg/kg土,且土壤毒性显著降低。氧化过程中,土壤微生物数量显著降低。在生物处理阶段,50.6%的TEO被降解。鉴别出了多种含氮、氧的极性化合物。经化学氧化,含两个氧原子的化合物数量从604减少到163,而在生物降解后,其数量又再次增加到577。