石油污染地表土壤的微生物降解特征

在石油的生产和储运等过程中会造成土壤被石油污染的问题,进而引起生态环境损害.本文利用热蒸发烃分析仪(GHM)对石油污染土壤进行定性定量分析,进行了油污土壤的微生物降解研究.分析结果表明:油井附近的油污土壤中存在着嗜油微生物,它们对落地石油具有较明显的降解作用;抽油生产史长的油井周围土壤中存在自然驯化出的更多嗜油微生物,其近井土壤中污油的降解速度快;随着微生物降解作用的不断进行,样品中污油的相对降解速度逐渐加快,相对降解率逐渐增加,污油样品中气态组分含量随降解时间延长而增加.实验证明,微生物对污油确实存在较强的选择性降解消耗作用,可以减轻石油生产对土壤的破坏及对环境的污染.     

电场强化下微生物降解油污土壤的研究

为了探究电场对微生物降解油污土壤的强化作用,通过设计0V/m、50V/m、100V/m、200V/m、250V/m5个梯度电场,研究电场对微生物的生长繁殖变化、行为动力学的影响。在此基础上,分析了电场作用对微生物的降油能力、种群伴随迁移特征、原位活性补给和油污土壤中硝酸根离子、硫酸根离子分布特征的影响。结果表明:在电场强度为100V/m时,微生物生长繁殖速率最高、菌体数量最大、氮营养元素损失最小;对于油污土壤降油能力的效果依此为耦合作用单菌作用单电作用,说明电场耦合微生物修复油污土壤技术效果显著。     

肠杆菌CB-2的生长特性及质粒特性

为研究微生物对氯苯的降解特性和生长特性,采用从活性污泥样品中分离得到的一株肠杆菌CB-2对氯苯进行降解实验.结果表明:肠杆菌CB-2在氯苯质量浓度为100mg/L的无机盐液体培养基中,24 h内对氯苯的降解率可达81.2%;肠杆菌CB-2不经诱导抗氯化汞的能力达20 mg/L;可以耐受的氯苯质量浓度为500 mg/L,并具有较宽的底物利用范围.为确定降解基因的位置,采用苯甲酸钠法对肠杆菌CB-2进行质粒消除.实验结果表明,质粒与氯苯的降解性有关,而与抗生素的抗性无关.     

复合污染地下水中磺胺类降解菌对氮细菌作用的影响

针对我国农业区地下水三氮(NH⁺₄ N,NO^-₂ N,NO^-₃-N)复合抗生素的污染问题, 通过实验模拟研究其微生物修复过程中磺胺类降解菌对氮细菌降解三氮的作用效果. 结果表明： 磺胺类降解菌可促进NH⁺₄-N和NO^-₂-N降解, 并抑制氮细菌生长及NO^-₃-N降解; 磺胺类降解菌为杆菌, 属于革兰氏阳性菌, 氮细菌为球菌和杆菌, 属于革兰氏阴性菌. 即磺胺类降解菌可促进硝化作用, 抑制反硝化作用.     

微生物菌剂与冰草联合修复含油污染土壤

从陕西姬源油田污染严重的土壤中富集培养、筛选分离得到8株降解石油菌,向土壤中添加上述8株菌组成的混合菌剂,通过63 d盆栽试验,利用微生物菌剂与冰草联合作用修复石油污染土壤,测定土壤中降油率、微生物数量和脱氢酶活性;并采用气相-质谱联用仪(GC-MS)分析石油中正构烷烃组分的降解情况研究植物-微生物联合修复油污土壤。试验结果表明:植物与微生物菌剂联合作用修复能力大于单一植物修复能力,并且含油质量分数直接影响修复性能;经63 d植物与菌剂联合修复质量分数为3%含油土壤,降油率达81.48%,比单一植物降油高43.04%;土壤微生物数量、脱氢酶活性的增加有利于原油降油;微生物-植物联合作用对高碳数烷烃的降解作用大于低碳数烷烃的降解作用,15 d的降解率平均可达60%以上,加菌后正二十三烷和正三十三烷的降解率分别较对照组提高了34.7%和25.3%。     

一株高温解烃菌的筛选及性能评价

从油田产出水中筛选出一株能在高温条件下以原油为碳源的烃类降解菌D-1,通过形态、生理生化特征分析,确定该菌株为芽孢杆菌属.测定了pH、温度和盐度对降解能力的影响,确定了最佳生长条件,并用该菌株进行了物模驱油实验.实验结果表明:该菌最佳pH和温度分别为6.0和60℃;其中盐度为0.2%时,降解率达到64.3%,对盐离子具有较好的耐受性;在物理模拟驱油实验中培养10 d后可提高原油采收率5.6%.菌株D-1在微生物采油中具有很好的应用前景.     

龙虎泡油田微生物驱油评价实验

 为了在大庆龙虎泡油田应用微生物采油技术, 进行室内评价实验。从龙虎泡油田地层水中筛选到一株内源菌DH8, 经鉴定为Geobacillusstearothermophilus, 另外从菌种库中挑选一株适合该油藏条件生长的外源菌SL21, 经鉴定为Bacillus licheniformis。室内对DH8 和SL21 的乳化性能、降解能力和驱油效率进行了评价。研究发现, 菌株DH8 和SL21 发酵液的比毛管数分别为0.0239 s/m 和0.0332 s/m; 菌株DH8 和SL21 分别使原油黏度降低19.02%和26.08%; 气相色谱分析表明菌株DH8 主要降解C₁₃~C₂₇内正构烷烃, 而菌株SL21 主要降解C₁₉~C₃₇内正构烷烃, 经DH8 和SL21 降解后, C₁₃之前烷烃含量占比分别增加了5.33%和11.00%; 物模实验表明, 菌株SL21 和菌株DH8 的驱油效率分别为7.11%和5.50%。综合分析得出外源菌SL21 的各项驱油性能指标均优于内源菌DH8。     

氮沉积效应对植物生长及土壤微生物群落结构的影响

从美国迷尼苏达大学Cedar Creek生态科学研究保留地的BioCON(Biodiversity,CO2,Nitrogen)试验田取得24个样品对氮沉积效应进行研究.通过添加氮肥的方法模拟了氮沉积效应对植物生长和土壤微生物群落结构的影响,并运用功能基因芯片技术得到了一些实验结果:氮肥的施加对地上植物生物量增长有促进作用,但会对植物根部的生长产生不良影响;氮肥的添加会使土壤中微生物群落结构发生改变,使得添加了氮肥的土壤样品中的微生物群落结构变得简单化,而且这种改变是显著的;在置信度为95%的情况下,参与氮循环的功能基因在施加氮肥的样品中的丰度比未施加氮肥样品中的基因丰度要低.另外,还研究了各个样品中微生物群落结构变化与环境因子之间的关系.     

一株产表面活性剂的菌株的筛选及现场试验研究

从胜利油田油水样中分离到一株高温条件下能够利用烃类产生表面活性剂的菌株A2,经鉴定属于Petrobacter.该菌株对两种原油的降解、降黏和降凝结果表明:对孤岛油的降解率较高,为39.81%,对甘17油的降解率达22.60%;对孤岛油的降黏率可达37.95%,对甘17油的降黏率为25.00%;A2可将孤岛油和甘17油的凝固点降低2.5℃.通过菌株作用岩石表面,表明该菌株对玻璃试片作用后其接触角降低最为明显,高达72%,接近于对照菌样的5倍;石英和灰岩的接触角也分别降低了68%和24%.表明A2具有一定的改变岩石表面性质的能力.增油效果评价实验结果表明:A2菌在中一驱Ng3油藏条件下,微生物驱提高采收率9.3%.现场实施后取得了降水增油效果,试验区含水下降2.1%,累积增油0.36×104t,提高采收率0.21%.     

钴掺杂纳米TiO2的光电催化活性研究

通过水热法制备Co掺杂纳米TiO₂,采用SEM、粒径分布仪、XRD、XPS、BET等对钴掺杂纳米TiO₂样品进行了表征。在电化学工作站上,以压片法制备的光催化剂为阳极,石墨片为阴极,在低功率的紫外灯和可见光灯下通以1.5 V恒电压光电降解罗丹明B 90 min,研究了不同物质的量比的Co-TiO₂的光电催化活性。通过实验研究发现：样品0.5% Co-TiO₂在紫外灯照射下的降解率最高,为77.25%,比纯TiO₂的降解率高12.53%;样品0.5% Co-TiO₂在可见光照射下的降解率达52.22%,比无光照时的降解率高17.15%。以上研究结果表明以压片法制备的催化剂阳极可较大程度地提高光催化降解效率,且稳定性较高,具有很好的发展前景。     

纳米TiO2@酵母碳球对盐酸四环素的吸附-光催化协同效应及响应面优化

通过生物自组装法制备得到纳米TiO₂@酵母碳球复合光催化材料,采用扫描电子显微镜和X-射线衍射仪对样品进行表征。以盐酸四环素作为目标污染物,分析了TiO₂负载量对样品光催化性能的影响,同时对酵母碳球与纳米TiO₂之间的吸附-光催化协同效应进行了分析和评价。实验结果表明：纳米TiO₂在酵母碳球表面的负载显著地提升了纳米TiO₂@酵母碳球的光催化性能,当纳米TiO₂与酵母质量比为1：1时,所制备的TiO₂@酵母碳球对盐酸四环素的光催化效果最佳,具有较好的吸附-光催化协同效应。响应面优化实验表明：当反应温度为40.2℃,pH为5.89,催化剂、盐酸四环素的浓度比为0.76时,体系对盐酸四环素的光催化降解率达到90.86%。     

TiOF2光催化降解甲基橙的影响因素研究

通过溶胶-凝胶法制备氟氧钛（TiOF₂）花状纳米球,采用X射线粉末衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶红外光谱分析仪（FT-IR）和固体紫外漫反射仪（UV-Vis DRS）等手段对TiOF₂花状纳米球进行表征分析,并通过实验探究了不同条件下TiOF₂对甲基橙染料废水的光催化降解性能。在300 W氙灯模拟太阳光照射2.5 h条件下,质量浓度0.5 g/L TiOF₂光催化剂对初始质量浓度20 mg/L、pH呈中性、体积为100 mL的甲基橙染料废水在20 ℃反应条件下降解效果最佳,催化降解率可达97.3%。此结果说明所制备的TiOF₂光催化剂对甲基橙染料废水具有良好的光催化活性。     

Anaerobic hydrocarbon biodegradation in deep subsurface oil reservoirs

Biodegradation of crude oil in subsurface petroleum reservoirs is an important alteration process with major economic consequences. Aerobic degradation of petroleum hydrocarbons at the surface is well documented and it has long been thought that the flow of oxygen- and nutrient-bearing meteoric waters into reservoirs was necessary for in-reservoir petroleum biodegradation. The occurrence of biodegraded oils in reservoirs where aerobic conditions are unlikely, together with the identification of several anaerobic microorganisms in oil fields and the discovery of anaerobic hydrocarbon biodegradation mechanisms, suggests that anaerobic degradation processes could also be responsible. The extent of anaerobic hydrocarbon degradation processes in the world's deep petroleum reservoirs, however, remains strongly contested. Moreover, no organism has yet been isolated that has been shown to degrade hydrocarbons under the conditions found in deep petroleum reservoirs. Here we report the isolation of metabolites indicative of anaerobic hydrocarbon degradation from a large fraction of 77 degraded oil samples from both marine and lacustrine sources from around the world, including the volumetrically important Canadian tar sands. Our results therefore suggest that anaerobic hydrocarbon degradation is a common process in biodegraded subsurface oil reservoirs.     

不同形貌α-Fe_2O_3的制备及其光催化活性

利用水热方法制备纺锤形和六角形形貌的α-Fe_2O_3,并考察其在可见光照射下对甲基橙和罗丹明B的光降解性质.结果表明:所制备的样品均为六方相赤铁矿结构且大小均匀;六角形比纺锤形形貌α-Fe_2O_3的禁带宽度小,可吸收较大波长范围内的可见光;六角形形貌α-Fe_2O_3具有较高的降解率、降解速率常数和光催化活性.     

FeVO4-H2O2体系中酸性品红的降解性能研究

为提高印染废水的高效、快速降解,进行了FeVO₄催化降解酸性品红水溶液的研究,考察了双氧水的初始浓度、催化剂用量和反应温度对脱色率和反应速率常数的影响。结果表明:在使用FeVO₄作为非均相Fenton催化剂时,酸性品红的氧化降解反应可以使用假一级反应动力学模型进行描述。FeVO₄投加量的增加和温度的增大都可以显著提高酸性品红降解反应速率常数。在H₂O₂浓度为13.6 mmol·L^-1,FeVO₄投加量为1.0 g·L^-1,温度25 ℃条件下,60 min时FeVO₄对酸性品红水溶液的降解率达到94.5%。同时,根据不同温度下的反应速率常数,并结合Arrhenius方程计算出酸性品红降解过程的假一级反应的活化能Ea为60.24 kJ·mol^–1。为利用多相类Fenton催化剂方法处理含酸性品红的印染废水提供理论依据。     

Fe/S耦合催化剂的合成及其芬顿催化性能

采用低温真空冷冻干燥方法,以FeSO4和Na2 S为原料合成了含NaFe2 OH(SO3)2·H2 O、FeS和FeS2等主要成分的复合物芬顿催化剂,采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对材料进行了表征,并以苯酚为目标污染物,研究该催化剂对苯酚的催化降...     

MX@CFO,C3N4@CFO和AC@CFO复合材料的构筑及光催化性能

用有机合成乙酰丙酮盐制备CoFe₂O₄纳米颗粒, 将CoFe₂O₄纳米颗粒分别与二维过渡金属碳氮化物(MXene)、 氮化碳（C₃N₄）和粉 末活性炭（AC）复合, 构筑具有磁性功能的复合材料, 用紫外-可见分光光度计分别测量紫外光和可见光照射下4种复合材料罗丹明(RhB)在其吸收峰值处(λ=555 nm)的降解率. 实验结果表明: 获得了基体/负载复合材料, 在强磁作用下可实现光催化剂与液体环境分离; 在紫外光下, 4个样品光催化活性的高低顺序为AC@CFO>MX@CFO>CFO>C₃N₄@CFO; 在400~780 nm可见光下, 4个样品光催化活性的高低顺序为AC@CFO>C₃N₄@CFO>CFO>MX@CFO.     

CoFeMg氧化物纳米晶Fenton-降解亚甲基蓝的反应动力学

采用溶胶-凝胶法制备CoFeMg氧化物纳米晶,并用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)表征样品形貌,考察亚甲基蓝催化剂与H2O2的协同降解作用.采用稳态近似法研究氧化降解亚甲基蓝的动力学过程.结果表明:CoFeMg氧化物纳米晶和H2O2组成的Fenton反应体系可有效降解亚甲基蓝,当催化剂和H2O2的加入量分别为0.8g/L和2mmol/L,初始pH≈7.15时,亚甲基蓝的降解率为95%;与传统的Fenton反应体系相比,溶出铁的质量浓度降低为0.2mg/L;Fenton反应是羟基自由基(·OH)氧化降解有机物的过程,其反应可近似为二级动力学反应.     

高邮凹陷原油轻烃地球化学特征及群组划分

 高邮凹陷是苏北盆地油气潜力最大的凹陷,对该凹陷马家嘴、黄珏、富民、永安等9大油田原油样品的C₆~C₇轻烃特征、Mango轻烃参数及轻烃对比、蚀变星图和成熟度参数展开系统对比研究。C₆~C₇轻烃中富含正己烷,苯相对含量低,正庚烷、甲基环己烷和二甲基环戊烷的相对含量相差不大,显示高邮凹陷原油母质类型为腐泥-腐殖型。Mango轻烃参数K₁平均值为0.97,表明高邮凹陷原油具有相似的沉积环境;上含油气系统的K₂较大,平均值为0.31,表明陆源输入较大;中含油气系统的K₂较小,平均值为0.22,表明水源输入较大,下含油气系统介于两者之间,K₂平均值为0.27。由轻烃星图对比、庚烷值和异庚烷指数显示,上含油气系统的成熟度高,保存条件好;中含油气系统原油成熟度低,受次生演化作用明显;下含油气系统原油处于成熟阶段。     

用催化湿式过氧化氢氧化法降解间硝基苯磺酸钠的影响因素

采用催化湿式过氧化氢氧化法（CWPO）对间硝基苯磺酸钠溶液进行降解, 比较了不同的催化剂（Co/Bi, Mn/Ce, Cu/Mn/Ce, Cu(NO₃)₂, 活性炭）和氧化剂（过氧化氢和氧气）对间硝基苯磺酸钠的降解效率, 并研究了催化剂用量、 初始氧分压、 间硝基苯磺酸钠浓度、 过氧化氢用量、 反应温度对去除效率的影响. 结果表明, 以Cu(NO₃)₂为催化剂的CWPO法对间硝基苯磺酸钠具有较理想的降解效果, 反应温度、 过氧化氢用量和间硝基苯磺酸钠的浓度对降解反应具有显著的影响, 氧气和催化剂的加入能提高反应效率, 此外, 升温过程也对CWPO降解间硝基苯磺酸钠有较大影响.