土壤中石油烴檢測(cè)方法比較及降解動(dòng)力學(xué)分析

梁慶霞,王加寧,周方園,黃玉杰,霍乾偉,陳貫虹

土壤中石油烴檢測(cè)方法比較及降解動(dòng)力學(xué)分析

梁慶霞,王加寧,周方園,黃玉杰,霍乾偉,陳貫虹*

(齊魯工業(yè)大學(xué)(山東省科學(xué)院)生態(tài)研究所,山東省應(yīng)用微生物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東 濟(jì)南 250103)

通過(guò)比較重量法、紫外分光光度法及氣相色譜法對(duì)石油烴污染土壤原樣及石油烴高效降解菌生物修復(fù)土壤中石油烴含量進(jìn)行檢測(cè),氣相色譜法靈敏度高、準(zhǔn)確度高,作為測(cè)定污染土壤石油烴含量的方法更為穩(wěn)定而準(zhǔn)確;能定量分析不同碳數(shù)石油烴含量,有效地反映不同降解階段土壤微生物修復(fù)過(guò)程中石油烴的降解情況.對(duì)微生物修復(fù)污染土壤時(shí)的石油烴降解動(dòng)力學(xué)進(jìn)行研究,結(jié)果表明:污染土壤中石油烴的降解率與時(shí)間的變化趨勢(shì)符合二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型,動(dòng)力學(xué)方程式的相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.942,該菌劑的半衰期為29d,符合實(shí)驗(yàn)觀察到的降解趨勢(shì).

石油烴；檢測(cè)方法；生物降解；降解動(dòng)力學(xué)分析

石油是重要的能源,也是許多化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品的原料[1],其主要組成元素是碳和氫.石油碳?xì)浠衔?石油烴)污染通常源于石油的開(kāi)采、運(yùn)輸及使用過(guò)程中的泄露[2-3].石油烴主要是由烷烴和芳香烴組成的混合物,會(huì)破壞或抑制許多土壤功能甚至具有致癌、致畸和致突變的特性,對(duì)人體健康構(gòu)成威脅[4-6].由于其難以處理與降解,因此被列為優(yōu)先污染物[7].土壤中石油烴總量或碳?xì)浠衔镏笖?shù)的測(cè)定是評(píng)估環(huán)境污染程度的重要分析任務(wù)之一[8].

對(duì)污染土壤介質(zhì)進(jìn)行修復(fù)之前,石油烴的檢測(cè)是評(píng)估土壤品質(zhì)和風(fēng)險(xiǎn)的重要前提[9-10].并且石油烴組分復(fù)雜,檢測(cè)方法尚未形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),因此選用合適的方法測(cè)定土壤中石油烴總量和組分,是評(píng)價(jià)土壤污染程度及其生物毒性的前提[11].目前國(guó)內(nèi)外對(duì)土壤中石油烴前處理提取(表1)和定量檢測(cè)的方法較多,如重量法[2,17]、紫外分光光度法[18-19]、氣相色譜法[20]等.姜巖等[21]通過(guò)重量法發(fā)現(xiàn)土壤中存在植物油等非石油烴成分干擾,采取了在氯仿提取物中加入KOH-C2H6O溶液皂化去除植物油的改進(jìn)措施消除干擾其成分影響.楊金強(qiáng)等[22]基于紫外誘導(dǎo)熒光的石油烴原位檢測(cè)技術(shù)對(duì)不同土壤類型中各類機(jī)油進(jìn)行定量檢測(cè),在樣本檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性得到提高的基礎(chǔ)上檢出限大幅度降低.石油烴生物降解動(dòng)力學(xué)可以探究微生物降解污染物規(guī)律,更好的研究高效石油烴降解菌劑對(duì)石油烴污染物的降解機(jī)理[23].使微生物更加科學(xué)、合理的應(yīng)用在石油烴污染處理中,改善長(zhǎng)期以來(lái)多依據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)進(jìn)行微生物處理設(shè)計(jì)和應(yīng)用的局限.

目前大量學(xué)者對(duì)土壤石油烴含量的檢測(cè)大部分采用單一方法測(cè)定或?qū)我唤M分進(jìn)行測(cè)定,同時(shí)由于對(duì)石油烴的檢測(cè)尚未形成一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),缺乏對(duì)檢測(cè)方法的綜合比較分析.本研究采用重量法、紫外分光光度法、氣相色譜法3種石油烴測(cè)定方法,對(duì)微生物修復(fù)石油烴污染土壤進(jìn)行石油烴4組分的分離測(cè)定實(shí)驗(yàn),以確定一種可以穩(wěn)定準(zhǔn)確應(yīng)用在微生物修復(fù)污染土壤中石油烴含量的檢測(cè)方法.并通過(guò)將受污染土壤中石油烴的生物降解特征進(jìn)行動(dòng)力學(xué)模擬,研究其去除特性,以期能為土壤中石油烴的高效降解過(guò)程提供理論支撐.

表1 石油烴前處理提取方法比較

1 材料與方法

1.1 石油烴污染土壤的制備

供試土壤取自山東省東營(yíng)市孤島采油場(chǎng),采用五點(diǎn)采樣法,挖取距離土壤表層5～20cm深度,質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為5%、0.5%左右的高、低濃度的石油烴污染土壤.樣品設(shè)立3個(gè)取樣點(diǎn)去除礫石、植物等雜質(zhì)后自然風(fēng)干,粉碎后過(guò)20目篩并混勻.土壤的基本理化性質(zhì)及測(cè)定方法如表2所示.

表2 石油污染土壤的理化性質(zhì)

1.2 試驗(yàn)方案

石油烴高效降解菌劑購(gòu)自百科利生態(tài)科技公司,主要由枯草芽孢桿菌(),銅綠假單胞菌()組成.在1kg供試污染土壤中加入2%的高效石油烴降解菌,每組實(shí)驗(yàn)設(shè)3組平行,實(shí)驗(yàn)周期為28d.

1.3 石油烴測(cè)定的前處理方法

稱取5g供試污染土壤及經(jīng)石油烴高效降解菌劑處理28d后的石油土壤,加入等體積無(wú)水硫酸鈉研磨至流沙狀態(tài),用70mL二氯甲烷,根據(jù)表1比較選擇索氏萃取12h,將萃取后有機(jī)溶劑旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮[24].

1.4 重量法測(cè)定石油烴含量

土壤按照1.1進(jìn)行篩分和干燥,取每種樣品5g置于200mL的圓燒瓶中稱重,按照1.3索氏提取待蛇形冷凝管表面無(wú)二氯甲烷液體滴落,稱重圓底燒瓶質(zhì)量.土壤中含油率計(jì)算公式如下:

式中:1為供試污染土壤含油率,%;為供試污染土壤樣品質(zhì)量,g;1為200mL圓底燒瓶質(zhì)量,g;2為石油烴和圓底燒瓶質(zhì)量,g;為供試污染土壤中含水率,%.

1.5 紫外分光光度法測(cè)定石油烴含量

1.5.1 波長(zhǎng)的確定 將標(biāo)準(zhǔn)油使用液加入2cm的石英比色皿中,紫外分光光度計(jì)在200～300nm范圍內(nèi)進(jìn)行全波段掃描[25].經(jīng)檢測(cè)該油品的最大吸收波長(zhǎng)約為225nm.

1.5.2 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線 以標(biāo)準(zhǔn)油為標(biāo)樣,二氯甲烷為溶劑,配制質(zhì)量濃度為0,1.0,2.0,4.0,8.0和16.0mg/L的系列溶液,在波長(zhǎng)225nm處讀取吸光值,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖1所示,以濃度為橫坐標(biāo),吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為:

=0.03035+0.004,2=0.999(2)

圖1 紫外分光光度法標(biāo)準(zhǔn)曲線

土壤中含油率:

式中:2為紫外法測(cè)定供試污染土壤含油率,%;為供試污染土壤樣品質(zhì)量,g;為標(biāo)準(zhǔn)曲線方程計(jì)算得到的石油烴含量,mg/L;為稀釋體積,mL;為供試污染土壤中含水率,%.

1.6 氣相色譜法測(cè)定石油烴

1.6.1 凈化 根據(jù)《土壤和沉積物石油烴(C10～ C40)的測(cè)定氣相色譜法》(HJ 1021—2019)[26]測(cè)定標(biāo)準(zhǔn),將弗羅里硅土填充于層析柱,使用正己烷和二氯甲烷活化.將濃縮液(1.3)全部轉(zhuǎn)移至層析柱中,開(kāi)始收集流出液,用約2mL正己烷洗滌濃縮液收集裝置,轉(zhuǎn)移至凝膠離子色譜,再用12mL正己烷淋洗凈化柱,收集淋洗液,使其與流出液合并,然后在平行濃縮儀中濃縮至1mL,即得到待測(cè)液[27].

1.6.2 儀器條件 使用Agilent 7890A型氣相色譜儀測(cè)定石油烴含量,進(jìn)樣方式采用不分流進(jìn)樣.進(jìn)樣溫度為320℃,進(jìn)樣量為1.0μL,柱箱溫度以50℃保持2min,以40℃/min的速率升至230℃,再以20℃/ min的速率升至320℃并保持20min.載氣為高純氮?dú)?柱流速為1.5mL/min,氫氣流速為30mL/min,空氣流速為300mL/min,最后通過(guò)外標(biāo)法確定總石油烴含量.

1.6.3 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線 用微量注射器分別移取適量的石油烴(C10～C40)標(biāo)準(zhǔn)溶液,用正己烷色譜純稀釋,將其配制為質(zhì)量濃度依次為248,775,1550,3100和6400mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液.吸取1μL標(biāo)準(zhǔn)樣品溶液進(jìn)樣并分析,通過(guò)峰面積對(duì)其進(jìn)行定量(表3),獲得氣相色譜法的校準(zhǔn)曲線為=24.13+234.7,相關(guān)系數(shù)為0.999.

表3 氣相色譜法標(biāo)準(zhǔn)曲線測(cè)定數(shù)據(jù)

土壤中含油率:

式中:3為氣相色譜法測(cè)定供試污染土壤含油率,%;為供試污染土壤樣品質(zhì)量,g;為校準(zhǔn)曲線方程計(jì)算得到的石油烴含量,mg/L;為稀釋體積,mL;為供試污染土壤中含水率,%.

1.7 石油烴四組分的分離與含量測(cè)定

石油烴組分的分離及含量測(cè)定參照EPA3611方法[23]石油瀝青四組分測(cè)定法進(jìn)行.先用二氯甲烷沉淀法分離出瀝青質(zhì),再將可溶組分吸附于氧化鋁色譜柱上,依次用正己烷、正己烷—二氯甲烷、二氯甲烷—無(wú)水乙醇洗出,得到飽和分、芳香分和膠質(zhì).由各組分質(zhì)量計(jì)算得到燃料油四組分的含量.

1.8 微生物降解石油烴實(shí)驗(yàn)

向供試土壤中添加5%的石油烴高效降解菌與5%的玉米秸稈,在修復(fù)實(shí)驗(yàn)初期保持土壤含水率為15%、修復(fù)實(shí)驗(yàn)中后期為20%,同時(shí)保持土壤內(nèi)溫度為25℃.實(shí)驗(yàn)周期為70d,前28d每周取樣1次,后42d每?jī)芍苋?次.

1.9 數(shù)據(jù)分析與處理

標(biāo)準(zhǔn)曲線及數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析應(yīng)用統(tǒng)計(jì)軟件Microsoft Excel 2016進(jìn)行,石油烴降解動(dòng)力學(xué)運(yùn)用Origin 2023進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合.

2 結(jié)果分析與討論

2.1 不同測(cè)定方法比較

重量法、紫外分光光度法、氣相法3種測(cè)定方法對(duì)高、低濃度污染土壤原樣及添加石油烴高效降解菌劑28d生物修復(fù)土壤測(cè)定結(jié)果如圖2所示.3種測(cè)定方法對(duì)污染土壤中石油烴的測(cè)定結(jié)果存在較大差別.其中重量法測(cè)定污染土壤中石油烴的含量最大,紫外分光光度法的測(cè)定結(jié)果小于重量法,約為重量法的1/3,氣相色譜法測(cè)定的石油烴含量最低.

重量法對(duì)污染土壤中石油烴含量進(jìn)行測(cè)定所得出的數(shù)據(jù)更全面,但是提取過(guò)程中有微量污染土壤粉末會(huì)進(jìn)入圓底燒瓶?jī)?nèi)導(dǎo)致一定誤差;污染土壤中的非石油烴類有機(jī)物會(huì)被有機(jī)溶劑一同萃取出來(lái),導(dǎo)致重量法對(duì)石油烴的測(cè)定結(jié)果存在一些偏差[24].對(duì)比測(cè)定高濃度石油烴污染土壤時(shí),重量法在測(cè)定低濃度污染土壤石油烴時(shí)容易丟失低分子量化合物,從而給測(cè)量帶來(lái)誤差[30],因此重量法不適合石油烴含量低樣本的測(cè)定.

紫外分光光度法利用石油烴中的C=C結(jié)構(gòu)對(duì)紫外光的特征吸收來(lái)測(cè)定石油烴含量,主要檢測(cè)石油烴中的芳香分與部分帶有芳環(huán)的膠質(zhì).由于其特殊的檢測(cè)機(jī)理,不能檢測(cè)飽和烴和環(huán)烴類物質(zhì)[25],因此使用該方法測(cè)定污染土壤中石油烴含量的數(shù)據(jù)結(jié)果無(wú)法準(zhǔn)確反映微生物對(duì)石油烴的降解效果.

氣相色譜法測(cè)定污染土壤中石油烴含量最低.該方法主要應(yīng)用于檢測(cè)石油烴中 C10～C40的烴類物質(zhì)[8],在進(jìn)樣口將試樣氣化,試樣中各組分在色譜柱中重復(fù)數(shù)次的分配后,將各組分根據(jù)其吸附能力由弱到強(qiáng)的順序依次排出,進(jìn)而將各組分進(jìn)行分離[31].

2.2 石油烴組分檢測(cè)

由圖3所示微生物對(duì)石油烴污染土壤的修復(fù),主要降解石油烴中的飽和分、芳香分以及部分膠質(zhì)[32],因此在對(duì)石油烴的測(cè)定過(guò)程中,可將飽和分、芳香分以及膠質(zhì)的總量作為計(jì)算微生物降解效率的數(shù)據(jù)[33].對(duì)石油烴進(jìn)行四組分的分離測(cè)定[34],可以確定一種穩(wěn)定準(zhǔn)確應(yīng)用在微生物修復(fù)污染土壤中石油烴含量的檢測(cè)方法.

重量法測(cè)定包含污染土壤中全部石油烴含量,其結(jié)果更為全面.但部分土壤雜質(zhì)以及非石油烴類有機(jī)物質(zhì)會(huì)影響重量法測(cè)定結(jié)果,導(dǎo)致測(cè)定數(shù)據(jù)存在一些偏差,在測(cè)定低含量樣本時(shí)較為明顯[35],微生物修復(fù)污染土壤中后期,污染土壤中石油烴含量較低,因此重量法不適用于實(shí)驗(yàn)中后期.

紫外分光光度法檢測(cè)石油烴中的芳香分與部分帶有芳環(huán)的膠質(zhì).但紫外分光光度法所測(cè)定數(shù)據(jù)高于石油烴中芳香分和膠質(zhì)的總量.由于紫外分光光度法在檢測(cè)過(guò)程中容易受到其他環(huán)境因素的影響,例如當(dāng)土壤中存在非石油烴類有機(jī)物,這類物質(zhì)會(huì)嚴(yán)重干擾紫外分光光度法測(cè)定結(jié)果,而在對(duì)供試污染土壤中有機(jī)質(zhì)含量測(cè)定時(shí),發(fā)現(xiàn)土壤中的有機(jī)質(zhì)含量在2.4%左右.余振容等[36]的研究結(jié)果可知,添加不同量的食用油于待測(cè)樣品中,分別測(cè)定原樣和用硅酸鎂吸附后的樣品,對(duì)比結(jié)果后發(fā)現(xiàn),添加與石油類物質(zhì)同量的動(dòng)植物油會(huì)使測(cè)定結(jié)果發(fā)生20%左右的偏差.推測(cè)這是造成上述現(xiàn)象發(fā)生的原因.而且紫外分光光度法由于其特殊的檢測(cè)機(jī)理,不能檢測(cè)飽和烴和環(huán)烴類物質(zhì),因此使用該方法測(cè)定污染土壤中石油烴含量的數(shù)據(jù)結(jié)果無(wú)法準(zhǔn)確反映微生物對(duì)石油烴的降解效果.

石油烴中的瀝青質(zhì)和少量膠質(zhì)被吸附在凈化柱中,但石油中的瀝青質(zhì)組分的經(jīng)驗(yàn)分子式為 C74H87NS2O,其氣化溫度在300～400℃之間,氣相色譜儀無(wú)法將其有效氣化,故瀝青質(zhì)的去除對(duì)測(cè)定結(jié)果無(wú)顯著影響.圖3表明,孤島采油場(chǎng)污染土壤中瀝青質(zhì)占比較高,可達(dá)總石油烴的55%以上.因此,采用該方法測(cè)定石油烴含量的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)低于重量法.另外,氣相色譜法所得誤差小,可以準(zhǔn)確測(cè)定各濃度下石油烴的含量,靈敏性高且能定量分析不同碳數(shù)石油烴含量的變化情況.氣相色譜法可對(duì)照石油烴參考色譜圖來(lái)確定不同碳數(shù)的降解情況,結(jié)合圖4可以直觀看出,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的修復(fù),污染土壤中石油烴含量有較為明顯的下降.

對(duì)高濃度石油烴污染的土壤樣本,碳原子數(shù)較低的波譜所在峰面積變化較大,而碳原子數(shù)偏高的波譜所在區(qū)域的峰面積變化較小[37];而在低濃度樣本中,碳原子數(shù)多的波譜所在區(qū)域的峰面積降低較為明顯,而碳數(shù)較低的部分變化較少.通過(guò)對(duì)比低濃度和高濃度土壤中石油烴的變化情況并參考微生物對(duì)石油烴各組分的降解規(guī)律推測(cè)[38],在高濃度樣本中,由于碳原子數(shù)低的烷烴較多,石油烴降解菌會(huì)率先利用該部分作為自身生長(zhǎng)增殖的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì);而在低濃度樣本中,碳原子數(shù)較低的烷烴總量較少,在利用完易降解的烷烴后,石油烴降解菌開(kāi)始將碳數(shù)較高的烷烴類物質(zhì)作為自身生長(zhǎng)所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì).

圖4 氣相色譜法測(cè)定微生物修復(fù)前后低濃度、高濃度石油烴含量變化

氣相色譜圖由安捷倫氣相色譜儀(Agilent 7890A)導(dǎo)出,藍(lán)色為未修復(fù)前污染土樣中石油烴色譜曲線,紅色為修復(fù)后污染土樣中石油烴色譜曲線

2.3 動(dòng)力學(xué)分析

采用生物刺激-強(qiáng)化法修復(fù)石油烴污染土壤過(guò)程中,圖5可以看出石油烴類污染物的降解主要發(fā)生在微生物修復(fù)污染過(guò)程的前期和中期,在修復(fù)后期石油烴類污染物的降解趨于平緩[39].

圖5 污染土壤中石油烴殘留量與時(shí)間關(guān)系

造成這一現(xiàn)象主要有以下原因:一、在微生物修復(fù)石油烴前期,分子結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、易被微生物吸收利用的飽和分與部分分子量較小的芳香分逐漸被氧化還原為水和二氧化碳;到修復(fù)后期石油烴中的大分子物質(zhì)(分子質(zhì)量大的芳香分、膠質(zhì)與瀝青質(zhì)等)的生物利用性小,因而導(dǎo)致微生物修復(fù)后期土壤中石油烴殘余量趨于穩(wěn)定值.二、向土壤中添加石油烴高效降解菌后,污染土壤中的微生物群落對(duì)石油烴的利用率增強(qiáng),加快了石油烴降解率;隨著修復(fù)過(guò)程的推移,土壤中微生物群落數(shù)大幅度增加,對(duì)空間、氧氣和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的競(jìng)爭(zhēng)達(dá)到頂峰,石油烴降解菌的生長(zhǎng)繁殖受到抑制,因此影響了石油烴的生物降解.

圖6 石油烴生物降解動(dòng)力學(xué)擬合曲線

表4 污染土壤中石油烴降解的各級(jí)動(dòng)力學(xué)參數(shù)

采用不同模型對(duì)污染土壤中石油烴生物降解動(dòng)力學(xué)進(jìn)行擬合(圖6、表4),零級(jí)反應(yīng)方程式的半衰期為42d,其相關(guān)系數(shù)為0.43479;偽一級(jí)反應(yīng)方程式與一級(jí)反應(yīng)方程式中,石油烴生物降解的半衰期均為33d,但一級(jí)反應(yīng)方程式的相關(guān)系數(shù)為0.7981,而偽一級(jí)反應(yīng)方程式的相關(guān)系數(shù)為0.6599;二級(jí)反應(yīng)方程式對(duì)污染土壤中石油烴降解動(dòng)力擬合最好,其相關(guān)系數(shù)為0.94209,數(shù)值最接近1,在該降解動(dòng)力學(xué)模型下,石油烴生物降解的半衰期為29d.

石油烴生物降解半衰期在25～30d之間,從側(cè)面印證了二級(jí)反應(yīng)方程式可以更好地?cái)M合石油烴的生物降解過(guò)程.在表3中,零級(jí)反應(yīng)方程式相關(guān)系數(shù)最低,這是由于零級(jí)反應(yīng)方程式與土壤中石油烴濃度無(wú)關(guān),只受其他因素影響,如:反應(yīng)物溶解度、溫度等.一級(jí)與偽一級(jí)反應(yīng)的相關(guān)系數(shù)較低,推測(cè)是由于該類模型多趨近于吸附模型,反映的多為基元反應(yīng),而生物降解石油烴的過(guò)程包含眾多復(fù)合反應(yīng),因此二級(jí)反應(yīng)方程式可以更好地模擬微生物降解土壤中石油烴污染物的過(guò)程.

3 結(jié)論

3.1 生物修復(fù)土壤中石油烴定量方法中,重量法測(cè)定過(guò)程中受雜質(zhì)等非石油烴組分影響,易受到外界干擾丟失低分子量化合物,測(cè)定結(jié)果存在誤差.樣品的顏色、雜質(zhì)等會(huì)對(duì)紫外光譜的測(cè)定造成干擾,紫外分光光度法受到一定的限制.氣相色譜法靈敏度高、準(zhǔn)確度高,作為測(cè)定污染土壤石油烴定量方法更為穩(wěn)定且準(zhǔn)確.而如果對(duì)生物修復(fù)過(guò)程中的修復(fù)機(jī)制進(jìn)行研究,重量法只能測(cè)定總石油烴含量不能測(cè)定不同種類的石油烴,微生物修復(fù)后期低含量受外界干擾誤差更大,有局限性.紫外分光光度法主要用于測(cè)定有機(jī)化合物中含有炔烴或取代炔烴等具有共軛雙鍵的化學(xué)成分,由于其在紫外區(qū)域的吸收能力較弱不能直接測(cè)定飽和分.氣相色譜法能定量分析不同碳數(shù)石油烴含量的變化情況,更好地反映不同降解階段土壤微生物修復(fù)過(guò)程中石油烴的變化情況.綜上,氣相色譜法不僅可以用于土壤石油烴的定量研究,也可以有效反映微生物在降解過(guò)程中對(duì)石油烴污染物的降解情況.

3.2 添加石油烴高效降解菌劑采用生物刺激-強(qiáng)化法修復(fù)石油烴污染土壤中石油烴的降解與時(shí)間的變化趨勢(shì)符合二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型,動(dòng)力學(xué)方程式為:1/c=0.00354+1/9.7,其相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.942,明確了該石油烴降解菌劑在修復(fù)過(guò)程中的半衰期為29d.

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Comparison of methods for the detection of petroleum hydrocarbon fractions and analysis of degradation kinetics.

LIANG Qing-xia, WANG Jia-ning, ZHOU Fang-yuan, HUANG Yu-jie, HUO Qian-wei, CHEN Guan-hong*

(Ecology Institute, Qilu University of Technology (Shandong Academy of Sciences), Shandong Provincial Key Laboratory of Applied Microbiology, Jinan 250103, China)., 2023,43(8)：4194～4201

Gravimetry, ultraviolet spectrophotometry and gas chromatography were used to detect and analyze the components of the original soil contaminated by petroleum hydrocarbons and the soil bioremediated by petroleum hydrocarbon degrading bacteria. By comparison, it is found that gas chromatography has high sensitivity and accuracy, and is more stable as a method to determine petroleum hydrocarbon content in contaminated soil. By combining the utilization of each component of petroleum hydrocarbon pollutants by microorganisms, it showed that this method could effectively reflect the microbial decline. The degradation kinetics of petroleum hydrocarbons in the contaminated soil was studied. The results showed that the degradation rate of petroleum hydrocarbons in the contaminated soil was consistent with the second-order kinetic model. The correlation coefficient of the kinetic equation reached about 0.942, and the half-life of the bactericide was 29d, which was consistent with the degradation trend observed in the experiment.

petroleum hydrocarbons；detection methods；biodegradation；degradation kinetics analysis

X53

A

1000-6923(2023)08-4194-08

梁慶霞(1998-),女,山東日照人,碩士,主要從事固體廢棄物資源化研究.liangqingxia1998@163.com.

梁慶霞,王加寧,周方園,等.土壤中石油烴檢測(cè)方法比較及降解動(dòng)力學(xué)分析 [J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué), 2023,43(8):4194-4201.

Liang Q X, W J N, Zhou F Y, et al. Comparison of methods for the detection of petroleum hydrocarbon fractions and analysis of degradation kinetics [J]. China Environmental Science, 2023,43(8):4194-4201.

2023-04-25

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2019YFC1804100)

* 責(zé)任作者, 研究員, cgh@qlu.edu.cn