生物炭強化石油烴污染土壤生態修復及機理研究

《生物炭強化石油烴污染土壤生態修復及機理研究》是依託南開大學，由唐景春擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：生物炭強化石油烴污染土壤生態修復及機理研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：唐景春
• 依託單位：南開大學

中文摘要

功能微生物在石油污染土壤的生態修復中起重要作用。迄今研究表明改善土壤結構性質、調控功能微生物群落是石油烴污染土壤生態修復中的關鍵問題。本項目利用生物炭具有多孔結構及較強的吸附能力等特性，通過對功能基因-石油烴降解基因表達的分析，開展生物炭強化石油烴污染土壤生態修復及其機理的研究。研究將首先開展不同生物炭的製備及其與石油烴生態修復相關特性的考察；然後結合生物刺激及生物強化兩種作用方式,採用PCR-DGGE技術及醌圖譜分析研究生物炭對土壤微生物群落的影響，篩選針對代表性烴類的高轉錄功能微生物及降解基因,以土壤宏基因組為研究對象開展主要石油烴降解基因如alk基因在修復過程中變動的研究；研究溫度、pH、水分含量等環境因素對生物炭強化修復過程及微生物分子生態過程的影響。通過本項目的研究，將拓展生物炭在生態修復領域中的套用，完善功能微生物的測定方法，闡明生物炭強化石油烴污染土壤修復的分子生態學機理。

結題摘要

生物炭近年來在環境修復領域得到了廣泛的套用。石油烴是環境中存在的主要污染物，生物修復是消除石油烴污染的主要手段。本項目利用生物炭具有多孔結構及較強的吸附能力等特性，通過對功能基因-石油烴降解基因表達的分析，開展生物炭強化石油烴污染土壤生態修復及其機理的研究。主要研究內容包括：開展不同生物炭的製備及其與石油烴生態修復相關特性的考察；然後結合生物刺激及生物強化兩種作用方式,採用PCR-DGGE 技術及醌圖譜分析研究生物炭對土壤微生物群落的影響，篩選針對代表性烴類的高轉錄功能微生物及降解基因,以土壤宏基因組為研究對象開展主要石油烴降解基因如alk 基因在修復過程中變動的研究；研究溫度、pH、水分含量等環境因素對生物炭強化修復過程及微生物分子生態過程的影響。 研究共發表論文27篇，其中Sci論文14篇；出版專著2部，其中一部為英文章節；申請專利11項，授權2項；獲得天津市科技進步二等獎一項，排名第三；培養博士生一名，碩士生5名；超額完成了各項研究任務。 研究過程中篩選得到了耐鹽鹼石油烴降解微生物菌株10株，進行了菌株鑑定和石油烴降解效果的研究；製備了玉米秸稈、小麥秸稈、木屑等不同類型生物炭，研究了不同裂解溫度對生物炭性質及生物毒性的影響；對生物炭進行了改性或製備成納米複合材料，研究了改性或複合材料如石墨烯-生物炭材料對石油烴及重金屬吸附效果的影響；開展了微生物與生物炭相互作用的研究，製備了生物炭-微生物菌劑；開發了AlkB, Nah和Phe三種石油烴降解基因的qPCR標準曲線及測定方法，測定了生物修復過程中降解基因的變動及與其他理化性子的關係。這些結果發表在了該領域重要的國際期刊，如在Journal of Bioscience and Bioengineering發表的有關生物炭的綜述文章被C&EN的報導，對石油烴的生物修復理論研究起到了重要的推動作用。