石油污染土壤生物原位修复技术试验

2015-01-12孙可静

油气田地面工程 2015年10期

关键词：激活剂菌剂活性剂

孙可静

大庆油田采油八厂

石油污染土壤生物原位修复技术试验

孙可静

大庆油田采油八厂

针对采油试验区原油特征及土壤环境，采用极限稀释法或平皿划线法，观察100株降解菌的菌落特征，通过斜面穿刺试验，获得菌株在固体中的扩散能力，测定目标菌株的石油降解能力。初选20株高效微生物菌株，研究了其降解能力与温度、pH值、表面活性剂和激活剂的关系，选取出以降解菌为主、适合试验区石油污染土壤的两种环境治理方案。在2口井上开展了现场试验，结果表明，DPF2和DPF4复合菌剂对石油污染土壤的现场修复具有良好的效果，石油烃浓度值降到3%以下，具有一定推广价值。

石油污染；土壤；生物原位修复；菌群；试验

在石油生产、储运、炼制加工及使用过程中，由于事故、不正常操作及检修等原因，都会有石油烃类的溢出和排放，造成土壤、地下水和海洋等严重污染。目前，针对不同的污染状况，国内外已经形成了一系列修复技术。简单地分为三大类，即物理修复技术、化学修复技术和生物修复技术。微生物原位修复技术是利用微生物处理土壤和含油污水，使污染物最终完全矿化，同时该技术是在污染场地进行修复，避免了污染物运输过程中的二次污染，因其具有费用低、环境影响小、应用范围广的优点，广泛地应用在环境治理中。

1 最佳修复菌群的筛选

1.1 目标菌扩散和降解能力的测定

用平板培养及固体斜面穿刺试验，观察菌株扩散能力，采用液体摇瓶培养，测定单位时间内石油最大的降解能力（降解率），优选降解率最高的10株细菌和10株真菌作为后续研究对象，如表1所示。

表1 优选的20株菌株的扩散能力及石油降解率

1.2 温度对菌株石油降解能力的影响

对20株降解菌适宜温度进行验证，10℃时各菌株活性不高，生长缓慢，35℃时各菌株生长缓慢甚至大量死亡，因此取试验区0～20 cm处的表层土壤，测定不同温度（10、16、22、28、34℃）下各试验组的石油降解情况。试验结果表明，温度在16～34℃区间，各菌株石油降解率随温度提高而提高，34℃条件下，菌株降解率前五名从大到小排序：DPF4＞DPF2＞DPF33＞DPF28＞DPB005（见表2）。

表2 不同温度对菌株石油降解率的影响%

1.3 土壤pH值对菌株石油降解能力的影响

实测试验区土壤pH值为8.5，属于典型盐碱土，试验设计了7.0、7.5、8.0、8.5、9.0五个pH值，研究了20株供试菌株的适应性。试验表明，pH=8.5条件下菌株降解率前五名从大到小排序：DPF2＞DPF4＞DPB005＞DPB008＞DPB001，并且在pH=7～8.5范围内，菌株DPF2和DPF4降解率最高（见表3）。

1.4 表面活性剂对菌株石油降解能力的影响

优选15组表面激活剂，试验结果表明，活化能力最好的三种表面活性剂是：自制表面活性剂＞Triton X100＞Tween80。在自制表面活性剂配方条件下，菌株降解率前五名从大到小排序：DPF2＞DPF4＞DPF33＞DPF28＞DPB011（见表4）。

表3 不同pH值对菌株石油降解率的影响%

1.5 激活剂对菌株石油降解能力的影响

现针对试验区土壤条件设计了5种激活剂配方A、B、C、D、E，试验表明，C配方为最佳激活剂配方，在此配方条件下，菌株降解率前五名从大到小排序：DPF2＞DPF4＞DPF28＞DPF33＞DPB009（见表5）。

1.6 最佳优势共生菌群的确定

考虑实际可操作性，20取2有190个自由组合，工作量巨大，为提高工作效率，试验根据表6来选取降解率最高的6株真菌和6株细菌，共12株降解菌，12取2有66个自由组合，大大降低了工作强度。试验采用锥型瓶液体发酵培养，每个250 mL锥型瓶装入液体50 mL，添加石油，使初始含油浓度为946.6 mg/L，分别添加不同组合的微生物，温度34℃、pH=8.5、自制表面活性剂、激活剂C测定7 d石油降解率，重复三次，每瓶中均为1g总菌数（12 000 r/min离心的菌体），测定方法参照《碎屑岩油藏注水质指标及分析方法（SY/T 5329—2012）》。

表4 表面活性剂对20株菌株石油降解能力的影响%

试验结果表明，菌株DPF2、DPF4组合是所有试验组中石油降解率最大的组合，7 d石油降解率达到88.47%。34℃温度下降解率前五名的菌株排序为DPF4＞DPF2＞DPF33＞DPF28＞DPB005；在pH值8.5时，降解率最高的菌株排序为DPF2＞ DPF4＞DPB005＞DPB008＞DPB001；在自制表面活性剂配方条件下，降解率前五的菌株排序为DPF2＞DPF4＞DPF33＞DPF28＞DPB011；最优激活剂C条件下降解率前五的菌株排序为DPF2＞DPF4＞DPF28＞DPF33＞DPB009。综合温度、pH值、表面活性剂、激活剂因素条件进一步确认最佳2株复合菌剂为菌株DPF2和DPF4。

综合温度、pH值、表面活性剂、激活剂因素的影响，确定2株最大协同效应组合为菌株DPF2和DPF4。试验采用食用菌固态发酵技术，对真菌DPF2、DPF4固态菌剂进行规模化生产。