原油中不同生物標(biāo)志物的生物降解性及其在評(píng)價(jià)溢油海岸線生物修復(fù)效果中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著世界對(duì)石油及其制品日益增長(zhǎng)的需求，在海上開采、運(yùn)輸、裝卸以及利用石油過程中溢油事時(shí)有發(fā)生。溢油污染對(duì)海洋環(huán)境、生態(tài)、資源、經(jīng)濟(jì)及人類生產(chǎn)生活等造成了巨大的影響。生物修復(fù)具有高效、費(fèi)用低廉、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)，已成為現(xiàn)場(chǎng)去除石油烴污染物的重要選擇途徑。石油進(jìn)入海洋環(huán)境后，受風(fēng)、浪、海流、光照、氣溫、水溫和生物活動(dòng)等的影響，無(wú)論在數(shù)量上、化學(xué)組成上、物理性質(zhì)及化學(xué)性質(zhì)等方面都隨著時(shí)間不斷地發(fā)生變化，導(dǎo)致污染石油的濃度分布極不均勻，進(jìn)而導(dǎo)致

2、對(duì)溢油生物修復(fù)效果的評(píng)價(jià)變得困難。 本研究主要是基于溢油污染生物修復(fù)過程中缺乏石油烴生物降解定量評(píng)價(jià)方法這一現(xiàn)實(shí)問題，在實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn)，考察不同油品中生物標(biāo)志物的生物降解性，篩選出可用于現(xiàn)場(chǎng)生物修復(fù)的生物標(biāo)志物，確定適合現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的評(píng)價(jià)生物降解效果的方法，并應(yīng)用該方法定量評(píng)價(jià)溢油污染海岸線現(xiàn)場(chǎng)生物修復(fù)試驗(yàn)過程中添加高效石油烴降解菌劑和添加營(yíng)養(yǎng)鹽等措施對(duì)強(qiáng)化污染物生物降解作用的效果。本論文不僅對(duì)科學(xué)評(píng)價(jià)生物修復(fù)過程中生物強(qiáng)化

3、和生物刺激的作用效果具有重要的理論意義，而且可為促進(jìn)石油污染海岸線生物修復(fù)技術(shù)的形成和大范圍推廣使用提供重要的應(yīng)用基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下： 1)通過室內(nèi)微生物降解模擬實(shí)驗(yàn)，考察了具有不同密度和不同濃度的原油中類異戊二烯類、甾萜類和取代多環(huán)芳烴類生物標(biāo)志物組分的生物降解性。結(jié)果表明，在60天的降解時(shí)間內(nèi)，三種原油B234-1、BXPT和S236-1中類異戊二烯類生物標(biāo)志物姥鮫烷/植烷都發(fā)生了明顯降解，降解率分別在I5％～96％和

4、20％-75％，姥鮫烷/植烷降解率隨原油的密度增人而減??；而不同油品中姥鮫烷/植烷發(fā)生明顯降解的階段不同，對(duì)于輕質(zhì)原油B234-1和BXPT，其姥鮫烷/植烷組分在實(shí)驗(yàn)初期(前20天)沒有發(fā)生明顯降解，實(shí)驗(yàn)中后期(20～60天)才開始被生物所利用；而對(duì)于重質(zhì)原油S236-1，其姥鮫烷/植烷在生物降解初期就發(fā)生了顯著降解。在整個(gè)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)周期內(nèi)，甾萜類生物標(biāo)志物沒有發(fā)生明顯生物降解。一取代二苯并噻吩(C1-DBT)同分異構(gòu)體的相對(duì)分布也指示原

5、油發(fā)生了明顯生物降解作用。另外，不同油濃度下BXPT原油中各類生物標(biāo)志物的生物降解性有所不同，對(duì)于姥鮫烷/植烷，低油濃度(0.5～1.0g/L)時(shí)降解率較高，都在97％以上，高油濃度(5.0～20.0g/L)時(shí)降解率相對(duì)較低，只有60％左右；而藿烷類生物標(biāo)志物在不同油濃度條件下均沒有發(fā)生明顯降解；取代多環(huán)芳烴類相對(duì)分布也發(fā)生了明顯變化。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)原油生物降解實(shí)驗(yàn)表明，可以甾萜類化合物C30-17α(H)，21β(H)-藿烷(C30-藿烷)

6、作為評(píng)價(jià)生物修復(fù)效果的生物標(biāo)志物。 2)通過溢油污染生物修復(fù)中試現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，考察了BXPT原油中類異戊二烯類、甾萜類和取代多環(huán)芳烴類生物標(biāo)志物組分的生物降解性。結(jié)果表明，在120天實(shí)驗(yàn)周期內(nèi)，姥鮫烷/植烷都發(fā)生明顯降解，降解率在10-50％之間；而甾萜類化合物C30-藿烷沒有發(fā)生明顯降解；同時(shí)分析了烷基化多環(huán)芳烴的相對(duì)分布變化，可以用其比值區(qū)別生物降解作用?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中，可以通過C30-藿烷校正后石油烴組分的一級(jí)降解常數(shù)，結(jié)合一取

7、代多環(huán)芳烴(C1-DBT)同分異構(gòu)體問的相對(duì)分布評(píng)價(jià)生物修復(fù)效果。 3)以C30-藿烷，并結(jié)合一取代多環(huán)芳烴(C1-DBT)同分異構(gòu)體間的相對(duì)分布，通過溢油污染海岸線現(xiàn)場(chǎng)生物修復(fù)試驗(yàn)，評(píng)價(jià)了添加水溶性肥料、緩釋性肥料和添加石油烴降解菌劑對(duì)粗砂-鵝卵石基質(zhì)和細(xì)-中砂基質(zhì)中石油烴生物降解的強(qiáng)化作用。結(jié)果表明，無(wú)論粗砂-鵝卵石基質(zhì)還是細(xì)-中砂基質(zhì)，同時(shí)添加緩釋性肥料和石油烴降解菌劑的修復(fù)效果最好，分別為溢油對(duì)照的2.8倍和2.5倍，