利用生物碳固化微生物修复石油污染土壤的生态机制研究

Petroleum pollution not only degraded the soil function, but also threatened the safety of agricultural products. The immobilization of an oil-degrading strain on a biochar technology, which has many advantages, such as high microbial density, rapid response, less wastage microorganisms etc, is used for contaminated soil restoration, at the same time, it could also reduce the adsorption of the oil residue on the soil by plant communities. The purpose of the study was, 1 to investigate the immobilization condition of an oil degrading strain on a activated carbon fiber, and the adsorption capacity after applying it to the soil, 2 to understand the effect of immobilization of an oil-degrading strain on a biochar technology to the environment of petroleum contaminant, 3 to illuminate the effect and function of biochar for petroleum contaminant adsorption and soil improvement. In order to provide some scientific basis for the development of safety and efficiency of petroleum contaminated soil practical technology.

石油污染不仅使土壤功能退化，还对农产品安全构成严重威胁。生物碳固化微生物技术，具有微生物密度高、反应迅速、微生物流失少等优点。这类技术在修复受污染土壤的同时，降低土壤上覆植物群落对石油残留物的吸附力。本研究旨在研究生物碳固化微生物小球的固化条件以及施加后对土壤石油污染物的吸附作用，明确生物碳固化微生物技术对石油污染环境的影响，阐明生物碳对吸附土壤石油污染物以及改良土攘的功能和作用，为发展安全高效的土壤石油污染修复的实用技术提供科学依据。

项目背景：.随着全球工业化的迅速发展，对石油的开采和对其产品的需求也日益增加，由于大量的开采和使用，以及一些地下输油管线的爆裂和地下储油罐泄漏事故的发生，使大量的石油及其加工产品进入土壤，给生物和人类带来了严重的危害。.研究内容：.1、生物碳制备条件的筛选的研究：本实验利用秸秆、松针作为生物碳制备的来源，通过控制热解温度条件，研究不同性质的生物碳质成碳的微结构、产率、灰分；固化小球的物理特性、菌吸附特性。筛选出最佳生物质来源。.2、石油降解菌筛选鉴定的研究：1采集不同石油污染程度的土壤，分析微生物群落结构。2从污染土壤筛选纯化菌株。对降解效果较好的菌株进行鉴定。.3、生物碳固化微生物条件的筛选：设计优化三种固化条件，测定原油降解率、固定化微球的物理性质。.4、生物碳固化小球在实际的应用：模拟自然状态，将生物碳固化小球分为不同的深度和施加量，测定石油降解率以及上覆植被生长状况。.重要结果及关键数据：.1、秸秆在800℃的真空马弗炉灼烧，发现为最优生物质来源。.2、对不同石油污染浓度的土壤进行磷脂脂肪酸分析，检测到32种脂肪酸生物标记，革兰氏阴性细菌分布和生物量多于革兰氏阳性细菌。分离纯化得到 28 株石油降解菌株。对4株高效石油降解菌进行16SrRNA基因序列鉴定，分析鉴定结果属于假单胞菌属、短杆菌属和红球菌属。.3、海藻酸钠-活性炭固化小球石油降解效果最佳。.4、固化小球和表面活性剂鼠李唐脂的联合作用在混匀的状态下对石油污染土壤修复最佳。.科学意义：本项目将以生物碳固化低温降解石油微生物修复石油污染土壤为主要研究目标，研究理想的生物碳固化低温石油降解菌的条件，以及不同施加方式对石油污染物吸附降解的影响，揭示生物碳对污染土壤地上部分植被吸收积累石油污染物、微生物多样性的影响，明确阐明生物碳固化微生物对吸附石油污染物以及改良土攘的功能和作用，为发展安全高效的土壤石油污染修复的实用技术提供科学依据。