① 土壤、地下水中石油污染物微生態修復室內模擬實驗研究
通過對研究區土壤、地下水中降解石油菌進行分離和篩選,並進行強化土壤、地下水中石油污染的微生態修復實驗,優化最佳修復方法和實施技術,為野外原位實際修復試驗提供方法與技術。
一、實驗器材、測試方法和實驗步驟
1.實驗材料
化學試劑:MgSO4·7H2O,NH4NO3,CaCl2,FeCl3,KH2PO4,K2HPO4,KCl,(NH4)2SO4,CaCO3,NaCl,可溶性澱粉、蔗糖、乳酸、鹽酸、酒石酸鉀鈉、瓊脂、液體石蠟、石油醚、三氯甲烷等均為分析純。杏子川油田原油(地下2400m采出的原油)、新鮮馬鈴薯、地下水、杏子川油田區黃土土樣,等等。
添加劑:草坪草晾乾粉碎(5~10mm),等等。
實驗用土壤樣品采自陝西省延安市南約5km210國道邊,山坡上修路的剖面上為黃土土壤,采樣時剖開表層約25cm的表層土,取裡面新鮮土壤,為無石油污染樣品。土中含有少量2~5mm的小姜石,土壤濕容重為1.7~1.93g/cm3;土壤干容重為1.49~1.7g/cm3。自然含水量為9.46%,pH值為8.1;試驗用地下水,pH值為7.2,TDS含量為370mg/L。
2.實驗器具
實驗用玻璃器皿等:150mL,250mL具塞三角瓶,125mL,1000mL磨口細口試劑瓶,各種不同類型的細菌培養試管、培養皿、橡膠塞。
主要儀器:QZD-1型電磁振盪器、KQ218超聲波清洗器、生物恆溫培養箱、高速離心機、高壓蒸汽滅菌器、無菌實驗室、生化培養箱、搖床培養箱、萊卡生物顯微鏡、752N紫外可見光柵分光光度計、電熱乾燥箱及各種化學分析用玻璃儀器。
3.測試方法
本次實驗測試方法是外方合作者德國蒂賓根大學應用地質中心提供的超聲—紫外分光光度法,該方法操作簡單,靈敏度高,准確。
4.實驗步驟
根據上述實驗和選出的降解石油污染的優勢菌群,利用不同的培養基對所選出的各類菌群進行培養並放大培養。各類菌群培養3~5d後進行混合培養,繼續培養3~7d後做相應的石油烴降解實驗,並進行模擬不同條件下的地下水、土壤石油污染的微生態修復實驗。實驗裝置150mL三角瓶和250mL具塞三角瓶。
地下水石油污染微生態降解模擬實驗,用150mL三角瓶每個瓶中加入20mL地下水配製的無菌培養液,加入一定量的原油,接入3mL培養好的菌液,用棉塞封口但要透氣,按不同溫度條件進行實驗,一定的間隔時間取出一瓶樣品,分析石油的降解去除的含量。並作無菌對照,按一定時間取樣測試石油的變化。
土壤石油污染微生態降解模擬實驗,用若干(按實驗設計的數量)250mL具塞三角瓶每個瓶中加入10g無菌風干土壤加入5mL營養液,加入一定量的原油,接入3mL培養好的菌液,按不同溫度條件進行實驗,一定的間隔時間取出一瓶樣品,分析土壤中石油的降解去除的含量。同時作同等條件無菌對照,按一定時間取樣測試石油的變化。第一批次實驗用棉塞,但時間一長則蒸發量大,實驗樣品乾燥影響實驗效果,後改為具塞三角瓶,以保證有足夠的含水量。在第二次實驗中為增強細菌的作用利用草坪草晾乾粉碎作為添加劑,該添加劑有兩個主要作用:一是改良土壤的膨鬆劑;另一是以細菌作為營養素的來源。在一定時間取樣測試石油含量的變化。
二、石油污染地下水微生態細菌降解的模擬實驗
為了實驗的准確性,實驗分兩批次進行,第二批次是在第一批次改進的基礎上進行,主要考慮到地下水中溫度對實驗效果的影響。
1.第一批次地下水降解實驗
實驗是在2007年3月30日至4月27日進行的。實驗選擇了相對較低的溫度:25℃,20℃,15℃。實驗結果見表6-8、6-9。
通過上述數據,說明實驗取得了初步成功,也驗證了微生態技術在地下水石油污染修復中的作用。表6-8、6-9,圖6-1顯示,由於模擬實驗溫度的不同導致實驗效果不同。在選擇的3個溫度中,20℃的實驗效果要好於15℃和25℃的實驗效果,25℃的實驗效果要優於15℃的效果。但總的來說,實驗效果不是十分理想,實驗在第27天時最大去除率僅為41%左右。對照樣品中的石油含量變化不大,基本在5%以內,說明在同等溫度無菌條件下短時間內地下水中石油降解是緩慢的。
表6-8 第一批次石油污染地下水細菌降解石油含量隨時間變化測試結果
表6-9 第一批次石油污染地下水細菌降解石油含量隨時間降解率變化結果單位:%
圖6-1 第一批次地下水石油污染不同溫度條件石油隨時間降解率趨勢圖
2.第二批次地下水降解實驗
第二批次地下水降解實驗,是在2007年6月21日至8月6日進行的。根據第一次實驗結果,又選擇了相對高一點的溫度進行實驗,溫度為35℃,30℃,25℃,20℃。實驗溫度升高而且實驗時間延長。另外,為了驗證實驗效果的好壞,每一溫度條件同時做一平行實驗。實驗結果見表6-10、6-11,圖6-2~6-4。
表6-10 第二批次石油污染地下水細菌降解石油含量隨時間變化測試結果
表6-11 第二批次石油污染地下水細菌降解石油含量隨時間降解率結果單位:%
圖6-2 第二批次地下水石油污染35℃微生態修復實驗石油隨時間降解率圖
圖6-3 第二批次地下水石油污染30℃微生態修復實驗石油隨時間降解率圖
圖6-4 第二批次地下水石油污染25℃微生態修復實驗石油隨時間降解率圖
通過上述實驗,進一步驗證了微生態細菌在地下水石油污染中的修復作用。在選擇的4個溫度中,30℃的實驗效果要好於35℃,25℃和20℃的實驗效果,實驗在第37天時最大去除率達90%以上。其他溫度條件的實驗效果基本相同,在30d時石油的去除率為50%左右。在同等條件的平行實驗效果也基本一致,得到了相互驗證的效果,驗證了實驗數據的可靠性。
3.兩批次實驗結果對比
通過上述兩批次的室內模擬石油污染地下水微生態細菌的降解實驗,實驗結果得出第一批次石油污染地下水細菌降解石油的模擬實驗顯示,實驗效果不是十分理想,20℃實驗在第27天時最大去除率僅為41%左右。但對照樣品中的石油含量變化不大,從實驗數據看基本在5%以內,說明在同等溫度無菌條件下短時間內地下水中石油降解是緩慢的。第二批次實驗結果,則進一步驗證了微生物細菌在地下水石油污染的修復技術是有較好的修復作用。在選擇的4個溫度中,30℃的實驗效果要好於35℃和25℃,20℃的實驗效果。30℃實驗在第37天時最大去除率達90%以上。其他溫度條件的實驗效果基本相同,在30d時石油的去除率為50%左右。在同等條件下的平行實驗效果也基本一致,得到了相互驗證的效果,說明實驗數據的可靠性。
三、石油污染黃土土壤微生態細菌降解修復的模擬試驗
為了驗證實驗的效果和准確性,該實驗也分兩批次進行,第二批次相對第一批次加入了一組相對高一點的溫度。
1.第一批次土壤降解實驗
實驗是在2007年3月30日至5月14日進行的。考慮研究區地表土壤在春、夏、秋溫度一般在20~30℃之間,選擇了不同的溫度段進行實驗。溫度為30℃,25℃,20℃,以及不同的石油含量進行實驗,並在30℃,25℃兩個溫度選擇了平行實驗。實驗結果見表6-12、6-13和圖6-5~6-7。
表6-12 第一批次石油污染土壤細菌降解石油含量隨時間變化測試結果
表6-13 第一批次石油污染土壤細菌降解石油含量隨時間降解率結果單位:%
雖然模擬實驗溫度不同,但實驗效果基本相同,實驗在第45天時去除率都在80%左右。對照樣品中的石油含量變化不大,基本在10%以內,說明在相同溫度無菌條件下短時間內土壤中石油降解是緩慢的。
圖6-5 第一批次土壤石油污染30℃微生態修復實驗石油隨時間降解率圖
圖6-6 一批次土壤石油污染25℃微生態修復實驗石油隨時間降解率圖
圖6-7 一批次土壤石油污染20℃微生態修復實驗石油隨時間降解率圖
2.第二批次土壤修復模擬實驗
實驗進行於2007年6月21日至8月6日。實驗選擇了相對高一點的溫度進行,實驗溫度為35℃,30℃。利用草坪草(晾乾粉碎)作為添加劑,添加量為5%。每一溫度條件同時做一平行實驗。實驗結果見表6-14、6-15,圖6-8。
表6-14 二批次石油污染土壤細菌降解石油含量隨時間變化測試結果
表6-15 第二批次石油污染土壤細菌降解石油含量隨時間降解率結果單位:%
圖6-8 第二批次土壤石油污染30℃微生態修復實驗石油隨時間降解率圖
第二批次石油污染土壤細菌降解的模擬實驗顯示,微生態技術在土壤石油污染的修復中效果良好。雖然模擬實驗選擇了2個溫度,但實驗效果基本相同。利用草坪草晾乾粉碎作為添加劑,起到了一定的作用,使第二次實驗短時間內得到了理想的效果。
3.兩批次實驗結果對比
通過上述兩批次的室內模擬石油污染土壤微生態細菌的降解實驗,實驗結果得出第一批次石油污染土壤細菌降解石油的模擬實驗顯示,微生物細菌在土壤石油污染的修復是有較好的降解作用。表6-12、6-13,圖6-5~6-7顯示,雖然模擬實驗溫度不同,但選擇的3個溫度為20℃,25℃,30℃的實驗效果基本相同。實驗在第45天時去除率都在80%左右。有的達85%以上。對照樣品中的石油含量變化不大,從實驗數據看基本在10%以內,說明在同等溫度無菌條件下短時間內土壤中石油降解是緩慢的。第二批次模擬實驗顯示,微生物修復確有較好的降解作用。表6-14、6-15,圖6-8顯示,雖然第二次模擬實驗選擇了2個溫度,但35℃,30℃的實驗效果基本相同。實驗在第30天時去除率都在85%左右,有的達85%以上。利用草坪草晾乾粉碎作為添加劑,起到了一定的作用,使第二次實驗時間雖短於第一次時間卻增大了去除率,增大5%以上。在同等條件下的平行實驗效果也基本一致,得到了相互驗證的效果。
四、實驗結果與討論
通過兩批次的室內模擬石油污染地下水微生態細菌的降解實驗,實驗結果顯示第一批次石油污染地下水細菌降解石油的模擬實驗,實驗效果不是十分理想,20℃實驗在第27天時最大去除率僅為41%左右。第二批次實驗結果,則進一步驗證了微生物細菌在地下水石油污染的修復具有一定的修復作用。在選擇的4個溫度中,30℃的實驗效果要好於35℃和25℃,20℃的實驗效果。30℃實驗在第37天時最大去除率達90%以上。其他溫度條件的實驗效果基本相同,在30d時石油的去除率為50%左右。在同等條件下的平行實驗效果也基本一致,得到了相互驗證的效果,說明實驗數據的可靠性。對照樣品中的石油含量變化不大,從實驗數據看基本在5%以內,說明在同等溫度無菌條件下短時間內地下水中石油降解是緩慢的。
通過兩批次的室內模擬石油污染土壤微生態細菌的降解實驗,實驗結果顯示第一批次石油污染土壤細菌修復具有較好的修復作用。表6-12、6-13,圖6-5~6-7顯示,雖然模擬實驗溫度不同,但選擇的3個溫度為20℃,25℃,30℃的實驗效果基本相同。實驗在第45天時去除率都在80%左右。有的達85%以上。對照樣品中的石油含量變化不大,從實驗數據看基本在10%以內,說明在同等溫度無菌條件下短時間內土壤中石油降解是緩慢的。第二批次模擬實驗顯示,微生態對土壤的石油污染治理修復確有較好的降解作用。表6-14、6-15,圖6-8顯示,雖然第二次模擬實驗選擇了2個溫度,但35℃,30℃的實驗效果基本相同。實驗在第30天時去除率都在85%左右,有的達85%以上。利用草坪草晾乾粉碎作為添加劑,起到了一定的作用,使第二次實驗時間雖短於第一次時間卻增大了去除率,增大5%以上。在同等條件下的平行實驗效果也基本一致,得到了相互驗證的效果。
上述室內模擬實驗取得了一定的效果,為野外原位試驗積累了經驗,奠定了基礎,提供了技術。
② 什麼是細菌採油技術
當一個油田的原油經過一段時間的開采,地層壓力下降或者由於石油的特殊性質等原因導致油層中的石油難以被採到地面上來時,人們就會採用注水、注蒸汽等方法盡量多采出石油來,除此之外還有什麼能夠提高原油產量的技術手段嗎?細菌採油技術就是科學家們在20世紀後半葉發展出的一種新型採油技術。
人們經過實驗發現,在注水油田的鑽井和開採石油的過程中,油層中的兩大類主要細菌——喜氧菌與厭氧菌就開始了發育繁殖,而促進這種繁殖的主要因素是含油的地層中具有這種菌類所需要的營養物質(包括碳氫化合物、蛋白質、脂肪等),以及油層內適宜的溫度、壓力、酸鹼度(pH值)、含鹽量等條件。這類細菌的發育繁殖程度主要取決於油藏內的油/水界面、碳質來源與能源的供給。
這些細菌具有分解石油烴的能力。起初,主要由喜氧細菌起作用,使烴類物質和糖等分解,並將其改造、加工成自己的細胞成分,與此同時,細菌還向四周放出自己代謝產生的氣體(有H2、CH4、CO2、H2S和N2等)、低分子有機酸(甲酸、乙酸、丙酸、戊酸)、溶劑(酮、醛、醇)、高分子化合物(蛋白質、多糖)等等。到了後期,則主要由厭氧細菌起作用。
這些由細菌完成的復雜的生物化學過程是無法用肉眼看到的,但作用的結果卻是顯而易見:細菌能分解油內各種烴類組分,這些被分解後的烴分子量減少,進而會降低粘度,易於流動,使其開采量明顯增加。
此外,當地層水中含有細菌所需要的糖、酸、醇、蛋白質等營養物質時,細菌消耗之後就能放出大量的CO2、N2、H2、CH4和H2S等氣體。這些氣體溶於油會使其粘度下降,溶於水可使水的pH值下降,即使不溶解也會使油藏處於「充氣」狀態,增加地層能量,這些都可大大促進地層中原油的采出。
與此同時,細菌作用產生的物質可形成豐富的碳酸、甲酸、乙酸、丁酸、乳酸等,它們與岩石內碳酸鈣、碳酸鎂等作用生成溶解性碳酸鹽,從而提高儲層孔隙度和滲透率。
在細菌分解烴類物質的同時,還可生成表面活性劑,從而降低油水界面張力,使吸附於岩石孔隙表面的油膜脫落。而且,所生成的表面活性劑在油層孔隙里又形成泡沫,進而降低了CO2濃度,有利於石油的開采。
經過幾十年的摸索與探討,科學家們已經認識到,用於開採石油的細菌也是有嚴格要求的,所選菌種必須能很好地適應試驗油層環境,在其所喜愛的培養基中迅速發育、繁殖,在試驗層中有效地分解烴類而產生有助於原油開採的生化物質,並在使用過程中不污染環境,而且對於培養基液和注入地層的工藝無苛刻的要求等。菌種的培養也應分成不同的類型:如用厭氧菌產生表面活性劑、溶劑和CO2,起到驅油作用;用芽孢梭菌屬、假單胞菌、黃單胞菌屬等桿狀菌類產生生物聚合物、生物稠化劑、乳化液,以起到封堵高滲透層和調節地下流體流動速率和驅油麵的作用。
採用細菌開採的油藏也有一定的要求:油藏的油層要達到相當的含水程度,以適應大面積油水接觸面的需要;地層水和注入水內不能含有過多的硫酸鹽,否則用於減少硫酸鹽的細菌用量就須加大投入,增加成本;地層溫度不得高於40℃;油層應為高滲透性的,以便於細菌在層內擴散,地層水的礦化度較低,每升水不應超過80~100克陽離子。
目前世界各國大多採用在每個油藏選1口注入井配4~15口採油井組成一個細菌採油實驗單元,也有採用多口注入井方案的。
一旦取得實驗數據,即可投入大規模現場開采試驗。
在世界主要產油國中,原蘇聯於20世紀50年代後期開始注入厭氧菌提高採收率試驗,至1975年,在巴什基里亞的阿爾蘭油田實驗結果表明,利用細菌採油的最終採收率可提高12%~18%。
美國從20世紀70年代開始大規模實施這類實驗,在阿肯色州開發末期油田的一口井中注入糖蜜和菌種,使得該油區19口採油井增產達1倍以上。美國國家石油委員會公布的資料表明,到1995年,全美細菌採油所增加的原油產量達437萬立方米,而用物理化學方法所增產原油僅為230萬立方米。
我國一些大中型油田從20世紀90年代中期也開始了細菌採油實驗,取得了可喜的成果。世界各大油公司都認識到這一極有前景的採油方法,大多數實驗現場都由獨立公司或企業進行,對所用菌種和試驗資料嚴加保密,力求獨統這一新興技術的發展領域和應用市場。
③ 什麼細菌能夠清除流入海洋的石油呢
目前,人們正在探索活躍細菌的變種,從中不斷培育出新的滅蟲「健將」,為防治植物病蟲害作出新的貢獻,幫助清除海洋污染的細菌。
近年來,由於工業、交通的發展,大量石油產品污染物流入海洋,導致了海洋環境的污染。有人估計,每年約有1000萬噸石油流入海洋,漂浮於海面,破壞了海洋生態平衡,使海洋生物大量死亡,也給人類帶來了災難性的後果。有什麼辦法能夠清除流入海洋的石油呢?人們又想到了生物。經過長期觀察研究,生物學家發現了一種能以石油為食的海洋細菌。這種海洋細菌吃了石油,怎麼不會中毒死亡呢?原來在它們體內有一種能分解石油的特殊催化劑——酶。
於是,人們讓能吃石油的細菌去清除海洋中的石油。現在,生物學家成功地培育出了一種以石油為「食」的完全新型的細菌。這種「超級細菌」只要幾小時就可以除去海上的浮油。如果油船在海上遇難,所造成的石油污染將會很快被這種超級細菌清除。科學工作者還進一步設想:把能吞吃石油的細菌製成菌粉,撒在被石油污染的海域,以清除海中石油;或者模仿吞吃石油的海洋微生物及海洋細菌的機理,製造出高效化學吸附劑或凈化劑,以清除海洋污染,保護海洋環境。
以石油為食的海洋細菌
④ 分解石油的細菌是需要氧氣的分解者嗎
分解石油的細菌是需要氧氣的因為它能夠分解石油一般來說可以作為分解者,如果在這個過程當中它能產生一些有機物就是生產者。
⑤ 如何找到能夠分解石油的細菌
尋找目的菌種時要根據它對生存環境的要求,到相應的環境中去尋找.
要想找到能夠分解石油的細菌,就要到有石油的地方去尋找,然後配製以石油為唯一碳源的選擇培養基,即可篩選到能夠分解石油的細菌.
⑥ 外單位送來一個細菌培養物要求鑒定,你如何將其鑒定到種
用鑒別培養基,根據菌落的大小、形狀、邊緣、表面、質地、顏色等鑒定。
⑦ 石油污染是怎樣被微生物消除的
除了廢水污染外,石油對水體的污染也很嚴重,每年運輸過程中有150萬噸原油流入世界水域,同時由於近年來原油和各種精煉石油產品在陸地上就地排放或進入水域中,特別是油船遇難或由於海上鑽井的操作失控,引起石油的大規模泄漏,使水域被石油污染?
除石油引起的水質污染也是治理環境污染的一大重點?用微生物處理石油污染既經濟又快捷?
美國賓夕法尼亞州某村地下泄漏約6000加侖汽油,嚴重污染了水源,影響供水?最初,事故的責任者使用的是掘井提油的辦法,即開掘能夠打出地下水的深井,用泵打撈浮在水表層的汽油,用這種方法約除去3000加侖?但剩下的汽油如果仍採用這種方法清除,預計尚需100年時間?
在不得已的情況下,決定利用培養當地有分解汽油能力的細菌的方法來解決,從而成功地進行了凈化?微生物凈化石油的方法將是21世紀環境治理的主要手段之一?
石油是多種烴類組成的混合物,僅靠一種細菌不可能完全分解石油?現在科學家們將能夠降解石油的幾種基因,結合轉移到一株假單孢菌中,構建「超級微生物」,能夠降解掉很多種原油成分?
在油田?煉油廠?油輪和被石油污染了的海洋?陸地都可以用這種「超級微生物」去消除石油污染?
微生物消除石油污染
⑧ 清理石油的細菌是什麼者
屬於分解者
消費者是指直接或間接以生產者為食物的生物,又稱異養生物(相對自養生物而言)。消費者通常都是動物。素食動物通過吃生產者以維持生命(為直接以生產者為食物),然後再由肉食動物把素食動物消化(為間接以生產者為食物)。在這個過程中,不但在生產者內的物質會被轉移,有關能量亦一並轉至消費者,但不會全部轉移。
分解者(decomposer)主要是生態系統中的各種細菌和真菌。它們能夠分解動植物屍體中的有機物並且利用其中的能量,將有機物轉化成為無機物供生產者如植物再利用,重新以有機物形式出現於食物鏈的基層。細菌、蚯蚓等生物便屬於分解者。
⑨ 快速培養馴化石油高效降解菌有什麼建議,希望能在兩個星期內完成,需要較具體的實驗步驟
1.取樣
2.選擇合適培養基(一般無機鹽就行),加入低濃度的石油(你的目標物),加入樣品,搖床震盪幾天
3.轉到新的培養基重復幾次
4.塗板,選擇幾個長的最好的菌 即可
過程重復越多篩選到性能好的菌可能性越大
望採納 不懂追問 祝你好運
⑩ 一般細菌培養是什麼意思,它的作用是什麼
建議:細菌培養是一種用人工方法使細菌生長繁殖的技術.細菌在自然界中分布極廣,數量大,種類多,它可以造福人類,也可以成為致病的原因.大多數細菌可用人工方法培養,即將其接種於培養基上,使其生長繁殖.培養出來的細菌用於研究、鑒定和應用.細菌培養是一個復雜的技術.