包气带土层中石油污染物生物降解的温度效应

包气带土层中石油污染物生物降解的温度效应张旭李广贺黄巍2（1.清华大学环境科学与工程系，北京100084.E-mail：zhangxumail.tsinghua. edu.cn；2谢菲尔德大学土木与结构工程系，英国谢菲尔德）温度效应进行研宄，并预测不同温度下石油污染物的半衰期。结果表明，温度对生物反应速率常数的影响符合关系式K=3145exp（―5233/T）。根据该式对石油污染物的半衰期进行预测，得出5°C、10°C、20C和30C时包气带土层中石油污染物的半衰期分别为1499随着石油工业的迅速发展，在石油开采区、石油化工生产厂区、加油站等地，由于落地油、含油生产污水排放、污水和输油管道渗漏等使大量的石油类污染物进入土层。这些污染物除部分直接进入含水层外，大部分长期残留在包气带土层中，由于地面水体及降水的不断淋滤与冲刷，造成油类污染物向地下水的长期释放，有些地区的地下水己经受到严重的污染11.因此，石油污染包气带土层修复理论和技术的研究成为国内外环境领域的热点之一。国外有关研究表明，微生物治理有机污染土层费用低、降解彻底、不造成二次污染，是恢复污染土层功能的*有前途的方法。

  本研究表明，淄河滩土壤中可降解残油的微生物是奸氧异氧纟细菌<未发现可降解残油的真菌和酵母菌。温度影响油的物理和化学特性以及微生物酶的活性，从而影响降解烃的速度。低温下，油的粘滞性加，有毒的短链脂挥发性降低，表观降解速率下降，同时低温也使酶活力降低。提高温度，烃的降解加快并可以达到*大降解速率，一般其范围是30C~40C；温度再高，烃的毒性加，影响烃的降解和生物的活性。为了量化温度与土壤中石油烃降解速率的关系，笔者采集淄博市淄河滩包气带中的含油土壤开展室内模拟实验，以此建立微生物降解速率常数与温度之间的关系表达式。

  基金项目：国家自然科学基金项目（49972082）清华大学基础地下水污染控制和污水治理。

  1微生物降解石油污染物的温度效应11实验方法试验油污土样取自淄博市大武水源地淄河滩。该区属暖温带大陆性季风气候，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，多年平均气温为12月份平均气温*低，为一7、8、9月气温*高，月平均*高气温为26.3C.根据当地情况，研究中选用3C、9C、20C和30C作为典型温度，分别进行自然降解模拟实验。

  1干土，含水率为43.14%，好氧细菌的数量为2.2X107个。g-1干土。采用碱吸收滴定分析法测定石油污染物的降解量。4组实验中每组设对照样品，加入1 %的HgCl2杀。每个样品都减去对照样品的结果，以扣除挥发等因素的影响。对每组实验，每隔一定时间测定土壤中石油烃的降解量，进而得出土壤中剩余石油污染物浓度随时间的变化。

  12实验数据分析根据美国环境保护局以及其他研究者的报告，一般土壤微生物对石油烃的降解遵循壤中可降解石油污染物的活性微生物数量（106个。g1干土），本次研究为22；为降解时间（d）K为生物降解一级反应速率常数。

  以时间为横坐标，lnc为纵坐标，对实验点作线性回归，则直线的截距为lnc0，斜率为KX. C、9C、20C和30C条件下样品组土壤含油率随时间的变化分别见。由线性回归结果得生物降解一级反应速率常数K分别不同温度下油含量随时间变化多数化学反应的速率都会随着温度的升高而加快，在同样的油浓度以及细菌含量下，一定温度范围内，微生物的降解反应也呈现类似的规律。生化反应主要取决于酶的催化活性，土壤中石油污染物的降解可以视为微生物在固态介质上对底物的降解过程。

  温度对土壤中微生物降解石油污染物速率的影响可以用阿仑尼乌斯定律描述：=Ae~RT（4）1319温度又对物降解反应速率常数的影响nic趾a因解的活化能Crmor1）；为气体常数14%、降解石油细菌数量为22X107个。g-1干土时，对不同温度下石油污染物的半衰期进行预测，结果见表1.表1不同温度下淄河滩包气带土壤中石油污染物的半衰期3结论温度影响包气带土壤中石油污染物的生物降解速率，其对反应速率常数的影响符合阿仑尼乌斯定律，关系式为K二3145exp对不同温度下淄河滩包气带土壤中石油污染物的半衰期预测结果表明，