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我国许多陆上油田以及滨海地区油田如中原油田、大庆油田、大港油田位处于盐碱地区。盐碱障碍和石油污染都严重影响土壤的透气性,危害土壤中的植物和微生物。不论是盐碱问题还是石油污染问题都会对人类健康安全、生态环境体系和农业生产带来巨大的消极影响。然而,两种污染物在修复过程中互相影响其去除效果,针对于石油污染的油田土壤开发出的生物修复方法,只有极少数的方法能解决盐碱土壤的石油污染问题。大部分的研究都是关于耐盐菌落的筛选和水相降解试验,缺少在自然土壤环境下的耐盐微生物对石油降解的实例。
本文探讨的石油污染盐碱地的修复工艺,是应用生物质废弃物,将修复工艺分为两个部分,分别治理石油污染和盐碱障碍问题。第一部分是在盐碱前提下的石油降解工艺,采用生物质废弃物调节土壤结构,引入营养物质,以促进石油降解。同时运用微生物生理学BIOLOG方法和现代生物技术PCR-DGGE方法分析添加的生物质废弃物对污染土壤中微生物活性和群落结构的影响。结果显示:添加生物质废弃物的确能够降低土壤中石油含量,低剂量的生物质废弃物对石油的促降作用并不明显,甚至降低微生物碳源利用能力。高剂量的生物质废弃物将微生物石油降解速率提高了2-3倍,高达117.14 mg/d,并促进微生物的活性。群落结构方面的变化表明,处理土壤中存在许多与烷烃和石油降解有关的嗜盐菌,部分可能是外源引入的。引入外源优势菌并造成群落结构差异的主要因素应该是秸秆,淀粉废水的影响不大。
修复工艺的第二部分是解决土壤盐碱障碍的去盐碱工艺,采用水淋洗方法治理盐碱土壤,并以秸秆作为助滤剂,有机肥作为营养元素补充剂,实现脱盐碱和提高土壤肥力的目标。在治理前后的土壤以及健康土壤上种植玉米,并选择玉米苗的出苗率、株高株重、干物质等生长指标以及叶绿素、可溶性蛋白、SOD酶活力等生理指标评价盐碱土壤的修复成效。结果显示:5％(w/w)秸秆添加量,模拟75mm暴雨淋洗处理7次,即有效地实现了土壤的脱盐碱化,将含盐量降低至0.15％(w/w)。添加有机肥等使得土壤N、P、K等营养元素含量也显著提高,达到植物的生长的低盐和营养需求。玉米苗在未经处理的盐碱土壤中出苗率为零,而治理后的土壤没有明显地影响玉米苗出苗率、生长指标和生理生化指标。
应用生物质废弃物修复石油污染盐碱土壤的两项修复工艺,以有效、经济、可操作的方法解决了大港油田的复杂土壤污染问题。不仅去除了污染土壤中的石油和盐碱,还改善了植物土壤中的生长状况,为后期大港油田试验田的治理提供理论依据和可行性操作参数。