① 土壤、地下水中石油污染物微生态修复室内模拟实验研究
通过对研究区土壤、地下水中降解石油菌进行分离和筛选,并进行强化土壤、地下水中石油污染的微生态修复实验,优化最佳修复方法和实施技术,为野外原位实际修复试验提供方法与技术。
一、实验器材、测试方法和实验步骤
1.实验材料
化学试剂:MgSO4·7H2O,NH4NO3,CaCl2,FeCl3,KH2PO4,K2HPO4,KCl,(NH4)2SO4,CaCO3,NaCl,可溶性淀粉、蔗糖、乳酸、盐酸、酒石酸钾钠、琼脂、液体石蜡、石油醚、三氯甲烷等均为分析纯。杏子川油田原油(地下2400m采出的原油)、新鲜马铃薯、地下水、杏子川油田区黄土土样,等等。
添加剂:草坪草晾干粉碎(5~10mm),等等。
实验用土壤样品采自陕西省延安市南约5km210国道边,山坡上修路的剖面上为黄土土壤,采样时剖开表层约25cm的表层土,取里面新鲜土壤,为无石油污染样品。土中含有少量2~5mm的小姜石,土壤湿容重为1.7~1.93g/cm3;土壤干容重为1.49~1.7g/cm3。自然含水量为9.46%,pH值为8.1;试验用地下水,pH值为7.2,TDS含量为370mg/L。
2.实验器具
实验用玻璃器皿等:150mL,250mL具塞三角瓶,125mL,1000mL磨口细口试剂瓶,各种不同类型的细菌培养试管、培养皿、橡胶塞。
主要仪器:QZD-1型电磁振荡器、KQ218超声波清洗器、生物恒温培养箱、高速离心机、高压蒸汽灭菌器、无菌实验室、生化培养箱、摇床培养箱、莱卡生物显微镜、752N紫外可见光栅分光光度计、电热干燥箱及各种化学分析用玻璃仪器。
3.测试方法
本次实验测试方法是外方合作者德国蒂宾根大学应用地质中心提供的超声—紫外分光光度法,该方法操作简单,灵敏度高,准确。
4.实验步骤
根据上述实验和选出的降解石油污染的优势菌群,利用不同的培养基对所选出的各类菌群进行培养并放大培养。各类菌群培养3~5d后进行混合培养,继续培养3~7d后做相应的石油烃降解实验,并进行模拟不同条件下的地下水、土壤石油污染的微生态修复实验。实验装置150mL三角瓶和250mL具塞三角瓶。
地下水石油污染微生态降解模拟实验,用150mL三角瓶每个瓶中加入20mL地下水配制的无菌培养液,加入一定量的原油,接入3mL培养好的菌液,用棉塞封口但要透气,按不同温度条件进行实验,一定的间隔时间取出一瓶样品,分析石油的降解去除的含量。并作无菌对照,按一定时间取样测试石油的变化。
土壤石油污染微生态降解模拟实验,用若干(按实验设计的数量)250mL具塞三角瓶每个瓶中加入10g无菌风干土壤加入5mL营养液,加入一定量的原油,接入3mL培养好的菌液,按不同温度条件进行实验,一定的间隔时间取出一瓶样品,分析土壤中石油的降解去除的含量。同时作同等条件无菌对照,按一定时间取样测试石油的变化。第一批次实验用棉塞,但时间一长则蒸发量大,实验样品干燥影响实验效果,后改为具塞三角瓶,以保证有足够的含水量。在第二次实验中为增强细菌的作用利用草坪草晾干粉碎作为添加剂,该添加剂有两个主要作用:一是改良土壤的膨松剂;另一是以细菌作为营养素的来源。在一定时间取样测试石油含量的变化。
二、石油污染地下水微生态细菌降解的模拟实验
为了实验的准确性,实验分两批次进行,第二批次是在第一批次改进的基础上进行,主要考虑到地下水中温度对实验效果的影响。
1.第一批次地下水降解实验
实验是在2007年3月30日至4月27日进行的。实验选择了相对较低的温度:25℃,20℃,15℃。实验结果见表6-8、6-9。
通过上述数据,说明实验取得了初步成功,也验证了微生态技术在地下水石油污染修复中的作用。表6-8、6-9,图6-1显示,由于模拟实验温度的不同导致实验效果不同。在选择的3个温度中,20℃的实验效果要好于15℃和25℃的实验效果,25℃的实验效果要优于15℃的效果。但总的来说,实验效果不是十分理想,实验在第27天时最大去除率仅为41%左右。对照样品中的石油含量变化不大,基本在5%以内,说明在同等温度无菌条件下短时间内地下水中石油降解是缓慢的。
表6-8 第一批次石油污染地下水细菌降解石油含量随时间变化测试结果
表6-9 第一批次石油污染地下水细菌降解石油含量随时间降解率变化结果单位:%
图6-1 第一批次地下水石油污染不同温度条件石油随时间降解率趋势图
2.第二批次地下水降解实验
第二批次地下水降解实验,是在2007年6月21日至8月6日进行的。根据第一次实验结果,又选择了相对高一点的温度进行实验,温度为35℃,30℃,25℃,20℃。实验温度升高而且实验时间延长。另外,为了验证实验效果的好坏,每一温度条件同时做一平行实验。实验结果见表6-10、6-11,图6-2~6-4。
表6-10 第二批次石油污染地下水细菌降解石油含量随时间变化测试结果
表6-11 第二批次石油污染地下水细菌降解石油含量随时间降解率结果单位:%
图6-2 第二批次地下水石油污染35℃微生态修复实验石油随时间降解率图
图6-3 第二批次地下水石油污染30℃微生态修复实验石油随时间降解率图
图6-4 第二批次地下水石油污染25℃微生态修复实验石油随时间降解率图
通过上述实验,进一步验证了微生态细菌在地下水石油污染中的修复作用。在选择的4个温度中,30℃的实验效果要好于35℃,25℃和20℃的实验效果,实验在第37天时最大去除率达90%以上。其他温度条件的实验效果基本相同,在30d时石油的去除率为50%左右。在同等条件的平行实验效果也基本一致,得到了相互验证的效果,验证了实验数据的可靠性。
3.两批次实验结果对比
通过上述两批次的室内模拟石油污染地下水微生态细菌的降解实验,实验结果得出第一批次石油污染地下水细菌降解石油的模拟实验显示,实验效果不是十分理想,20℃实验在第27天时最大去除率仅为41%左右。但对照样品中的石油含量变化不大,从实验数据看基本在5%以内,说明在同等温度无菌条件下短时间内地下水中石油降解是缓慢的。第二批次实验结果,则进一步验证了微生物细菌在地下水石油污染的修复技术是有较好的修复作用。在选择的4个温度中,30℃的实验效果要好于35℃和25℃,20℃的实验效果。30℃实验在第37天时最大去除率达90%以上。其他温度条件的实验效果基本相同,在30d时石油的去除率为50%左右。在同等条件下的平行实验效果也基本一致,得到了相互验证的效果,说明实验数据的可靠性。
三、石油污染黄土土壤微生态细菌降解修复的模拟试验
为了验证实验的效果和准确性,该实验也分两批次进行,第二批次相对第一批次加入了一组相对高一点的温度。
1.第一批次土壤降解实验
实验是在2007年3月30日至5月14日进行的。考虑研究区地表土壤在春、夏、秋温度一般在20~30℃之间,选择了不同的温度段进行实验。温度为30℃,25℃,20℃,以及不同的石油含量进行实验,并在30℃,25℃两个温度选择了平行实验。实验结果见表6-12、6-13和图6-5~6-7。
表6-12 第一批次石油污染土壤细菌降解石油含量随时间变化测试结果
表6-13 第一批次石油污染土壤细菌降解石油含量随时间降解率结果单位:%
虽然模拟实验温度不同,但实验效果基本相同,实验在第45天时去除率都在80%左右。对照样品中的石油含量变化不大,基本在10%以内,说明在相同温度无菌条件下短时间内土壤中石油降解是缓慢的。
图6-5 第一批次土壤石油污染30℃微生态修复实验石油随时间降解率图
图6-6 一批次土壤石油污染25℃微生态修复实验石油随时间降解率图
图6-7 一批次土壤石油污染20℃微生态修复实验石油随时间降解率图
2.第二批次土壤修复模拟实验
实验进行于2007年6月21日至8月6日。实验选择了相对高一点的温度进行,实验温度为35℃,30℃。利用草坪草(晾干粉碎)作为添加剂,添加量为5%。每一温度条件同时做一平行实验。实验结果见表6-14、6-15,图6-8。
表6-14 二批次石油污染土壤细菌降解石油含量随时间变化测试结果
表6-15 第二批次石油污染土壤细菌降解石油含量随时间降解率结果单位:%
图6-8 第二批次土壤石油污染30℃微生态修复实验石油随时间降解率图
第二批次石油污染土壤细菌降解的模拟实验显示,微生态技术在土壤石油污染的修复中效果良好。虽然模拟实验选择了2个温度,但实验效果基本相同。利用草坪草晾干粉碎作为添加剂,起到了一定的作用,使第二次实验短时间内得到了理想的效果。
3.两批次实验结果对比
通过上述两批次的室内模拟石油污染土壤微生态细菌的降解实验,实验结果得出第一批次石油污染土壤细菌降解石油的模拟实验显示,微生物细菌在土壤石油污染的修复是有较好的降解作用。表6-12、6-13,图6-5~6-7显示,虽然模拟实验温度不同,但选择的3个温度为20℃,25℃,30℃的实验效果基本相同。实验在第45天时去除率都在80%左右。有的达85%以上。对照样品中的石油含量变化不大,从实验数据看基本在10%以内,说明在同等温度无菌条件下短时间内土壤中石油降解是缓慢的。第二批次模拟实验显示,微生物修复确有较好的降解作用。表6-14、6-15,图6-8显示,虽然第二次模拟实验选择了2个温度,但35℃,30℃的实验效果基本相同。实验在第30天时去除率都在85%左右,有的达85%以上。利用草坪草晾干粉碎作为添加剂,起到了一定的作用,使第二次实验时间虽短于第一次时间却增大了去除率,增大5%以上。在同等条件下的平行实验效果也基本一致,得到了相互验证的效果。
四、实验结果与讨论
通过两批次的室内模拟石油污染地下水微生态细菌的降解实验,实验结果显示第一批次石油污染地下水细菌降解石油的模拟实验,实验效果不是十分理想,20℃实验在第27天时最大去除率仅为41%左右。第二批次实验结果,则进一步验证了微生物细菌在地下水石油污染的修复具有一定的修复作用。在选择的4个温度中,30℃的实验效果要好于35℃和25℃,20℃的实验效果。30℃实验在第37天时最大去除率达90%以上。其他温度条件的实验效果基本相同,在30d时石油的去除率为50%左右。在同等条件下的平行实验效果也基本一致,得到了相互验证的效果,说明实验数据的可靠性。对照样品中的石油含量变化不大,从实验数据看基本在5%以内,说明在同等温度无菌条件下短时间内地下水中石油降解是缓慢的。
通过两批次的室内模拟石油污染土壤微生态细菌的降解实验,实验结果显示第一批次石油污染土壤细菌修复具有较好的修复作用。表6-12、6-13,图6-5~6-7显示,虽然模拟实验温度不同,但选择的3个温度为20℃,25℃,30℃的实验效果基本相同。实验在第45天时去除率都在80%左右。有的达85%以上。对照样品中的石油含量变化不大,从实验数据看基本在10%以内,说明在同等温度无菌条件下短时间内土壤中石油降解是缓慢的。第二批次模拟实验显示,微生态对土壤的石油污染治理修复确有较好的降解作用。表6-14、6-15,图6-8显示,虽然第二次模拟实验选择了2个温度,但35℃,30℃的实验效果基本相同。实验在第30天时去除率都在85%左右,有的达85%以上。利用草坪草晾干粉碎作为添加剂,起到了一定的作用,使第二次实验时间虽短于第一次时间却增大了去除率,增大5%以上。在同等条件下的平行实验效果也基本一致,得到了相互验证的效果。
上述室内模拟实验取得了一定的效果,为野外原位试验积累了经验,奠定了基础,提供了技术。
② 什么是细菌采油技术
当一个油田的原油经过一段时间的开采,地层压力下降或者由于石油的特殊性质等原因导致油层中的石油难以被采到地面上来时,人们就会采用注水、注蒸汽等方法尽量多采出石油来,除此之外还有什么能够提高原油产量的技术手段吗?细菌采油技术就是科学家们在20世纪后半叶发展出的一种新型采油技术。
人们经过实验发现,在注水油田的钻井和开采石油的过程中,油层中的两大类主要细菌——喜氧菌与厌氧菌就开始了发育繁殖,而促进这种繁殖的主要因素是含油的地层中具有这种菌类所需要的营养物质(包括碳氢化合物、蛋白质、脂肪等),以及油层内适宜的温度、压力、酸碱度(pH值)、含盐量等条件。这类细菌的发育繁殖程度主要取决于油藏内的油/水界面、碳质来源与能源的供给。
这些细菌具有分解石油烃的能力。起初,主要由喜氧细菌起作用,使烃类物质和糖等分解,并将其改造、加工成自己的细胞成分,与此同时,细菌还向四周放出自己代谢产生的气体(有H2、CH4、CO2、H2S和N2等)、低分子有机酸(甲酸、乙酸、丙酸、戊酸)、溶剂(酮、醛、醇)、高分子化合物(蛋白质、多糖)等等。到了后期,则主要由厌氧细菌起作用。
这些由细菌完成的复杂的生物化学过程是无法用肉眼看到的,但作用的结果却是显而易见:细菌能分解油内各种烃类组分,这些被分解后的烃分子量减少,进而会降低粘度,易于流动,使其开采量明显增加。
此外,当地层水中含有细菌所需要的糖、酸、醇、蛋白质等营养物质时,细菌消耗之后就能放出大量的CO2、N2、H2、CH4和H2S等气体。这些气体溶于油会使其粘度下降,溶于水可使水的pH值下降,即使不溶解也会使油藏处于“充气”状态,增加地层能量,这些都可大大促进地层中原油的采出。
与此同时,细菌作用产生的物质可形成丰富的碳酸、甲酸、乙酸、丁酸、乳酸等,它们与岩石内碳酸钙、碳酸镁等作用生成溶解性碳酸盐,从而提高储层孔隙度和渗透率。
在细菌分解烃类物质的同时,还可生成表面活性剂,从而降低油水界面张力,使吸附于岩石孔隙表面的油膜脱落。而且,所生成的表面活性剂在油层孔隙里又形成泡沫,进而降低了CO2浓度,有利于石油的开采。
经过几十年的摸索与探讨,科学家们已经认识到,用于开采石油的细菌也是有严格要求的,所选菌种必须能很好地适应试验油层环境,在其所喜爱的培养基中迅速发育、繁殖,在试验层中有效地分解烃类而产生有助于原油开采的生化物质,并在使用过程中不污染环境,而且对于培养基液和注入地层的工艺无苛刻的要求等。菌种的培养也应分成不同的类型:如用厌氧菌产生表面活性剂、溶剂和CO2,起到驱油作用;用芽孢梭菌属、假单胞菌、黄单胞菌属等杆状菌类产生生物聚合物、生物稠化剂、乳化液,以起到封堵高渗透层和调节地下流体流动速率和驱油面的作用。
采用细菌开采的油藏也有一定的要求:油藏的油层要达到相当的含水程度,以适应大面积油水接触面的需要;地层水和注入水内不能含有过多的硫酸盐,否则用于减少硫酸盐的细菌用量就须加大投入,增加成本;地层温度不得高于40℃;油层应为高渗透性的,以便于细菌在层内扩散,地层水的矿化度较低,每升水不应超过80~100克阳离子。
目前世界各国大多采用在每个油藏选1口注入井配4~15口采油井组成一个细菌采油实验单元,也有采用多口注入井方案的。
一旦取得实验数据,即可投入大规模现场开采试验。
在世界主要产油国中,原苏联于20世纪50年代后期开始注入厌氧菌提高采收率试验,至1975年,在巴什基里亚的阿尔兰油田实验结果表明,利用细菌采油的最终采收率可提高12%~18%。
美国从20世纪70年代开始大规模实施这类实验,在阿肯色州开发末期油田的一口井中注入糖蜜和菌种,使得该油区19口采油井增产达1倍以上。美国国家石油委员会公布的资料表明,到1995年,全美细菌采油所增加的原油产量达437万立方米,而用物理化学方法所增产原油仅为230万立方米。
我国一些大中型油田从20世纪90年代中期也开始了细菌采油实验,取得了可喜的成果。世界各大油公司都认识到这一极有前景的采油方法,大多数实验现场都由独立公司或企业进行,对所用菌种和试验资料严加保密,力求独统这一新兴技术的发展领域和应用市场。
③ 什么细菌能够清除流入海洋的石油呢
目前,人们正在探索活跃细菌的变种,从中不断培育出新的灭虫“健将”,为防治植物病虫害作出新的贡献,帮助清除海洋污染的细菌。
近年来,由于工业、交通的发展,大量石油产品污染物流入海洋,导致了海洋环境的污染。有人估计,每年约有1000万吨石油流入海洋,漂浮于海面,破坏了海洋生态平衡,使海洋生物大量死亡,也给人类带来了灾难性的后果。有什么办法能够清除流入海洋的石油呢?人们又想到了生物。经过长期观察研究,生物学家发现了一种能以石油为食的海洋细菌。这种海洋细菌吃了石油,怎么不会中毒死亡呢?原来在它们体内有一种能分解石油的特殊催化剂——酶。
于是,人们让能吃石油的细菌去清除海洋中的石油。现在,生物学家成功地培育出了一种以石油为“食”的完全新型的细菌。这种“超级细菌”只要几小时就可以除去海上的浮油。如果油船在海上遇难,所造成的石油污染将会很快被这种超级细菌清除。科学工作者还进一步设想:把能吞吃石油的细菌制成菌粉,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细菌的机理,制造出高效化学吸附剂或净化剂,以清除海洋污染,保护海洋环境。
以石油为食的海洋细菌
④ 分解石油的细菌是需要氧气的分解者吗
分解石油的细菌是需要氧气的因为它能够分解石油一般来说可以作为分解者,如果在这个过程当中它能产生一些有机物就是生产者。
⑤ 如何找到能够分解石油的细菌
寻找目的菌种时要根据它对生存环境的要求,到相应的环境中去寻找.
要想找到能够分解石油的细菌,就要到有石油的地方去寻找,然后配制以石油为唯一碳源的选择培养基,即可筛选到能够分解石油的细菌.
⑥ 外单位送来一个细菌培养物要求鉴定,你如何将其鉴定到种
用鉴别培养基,根据菌落的大小、形状、边缘、表面、质地、颜色等鉴定。
⑦ 石油污染是怎样被微生物消除的
除了废水污染外,石油对水体的污染也很严重,每年运输过程中有150万吨原油流入世界水域,同时由于近年来原油和各种精炼石油产品在陆地上就地排放或进入水域中,特别是油船遇难或由于海上钻井的操作失控,引起石油的大规模泄漏,使水域被石油污染?
除石油引起的水质污染也是治理环境污染的一大重点?用微生物处理石油污染既经济又快捷?
美国宾夕法尼亚州某村地下泄漏约6000加仑汽油,严重污染了水源,影响供水?最初,事故的责任者使用的是掘井提油的办法,即开掘能够打出地下水的深井,用泵打捞浮在水表层的汽油,用这种方法约除去3000加仑?但剩下的汽油如果仍采用这种方法清除,预计尚需100年时间?
在不得已的情况下,决定利用培养当地有分解汽油能力的细菌的方法来解决,从而成功地进行了净化?微生物净化石油的方法将是21世纪环境治理的主要手段之一?
石油是多种烃类组成的混合物,仅靠一种细菌不可能完全分解石油?现在科学家们将能够降解石油的几种基因,结合转移到一株假单孢菌中,构建“超级微生物”,能够降解掉很多种原油成分?
在油田?炼油厂?油轮和被石油污染了的海洋?陆地都可以用这种“超级微生物”去消除石油污染?
微生物消除石油污染
⑧ 清理石油的细菌是什么者
属于分解者
消费者是指直接或间接以生产者为食物的生物,又称异养生物(相对自养生物而言)。消费者通常都是动物。素食动物通过吃生产者以维持生命(为直接以生产者为食物),然后再由肉食动物把素食动物消化(为间接以生产者为食物)。在这个过程中,不但在生产者内的物质会被转移,有关能量亦一并转至消费者,但不会全部转移。
分解者(decomposer)主要是生态系统中的各种细菌和真菌。它们能够分解动植物尸体中的有机物并且利用其中的能量,将有机物转化成为无机物供生产者如植物再利用,重新以有机物形式出现于食物链的基层。细菌、蚯蚓等生物便属于分解者。
⑨ 快速培养驯化石油高效降解菌有什么建议,希望能在两个星期内完成,需要较具体的实验步骤
1.取样
2.选择合适培养基(一般无机盐就行),加入低浓度的石油(你的目标物),加入样品,摇床震荡几天
3.转到新的培养基重复几次
4.涂板,选择几个长的最好的菌 即可
过程重复越多筛选到性能好的菌可能性越大
望采纳 不懂追问 祝你好运
⑩ 一般细菌培养是什么意思,它的作用是什么
建议:细菌培养是一种用人工方法使细菌生长繁殖的技术.细菌在自然界中分布极广,数量大,种类多,它可以造福人类,也可以成为致病的原因.大多数细菌可用人工方法培养,即将其接种于培养基上,使其生长繁殖.培养出来的细菌用于研究、鉴定和应用.细菌培养是一个复杂的技术.