摘 要

土壤是生物和人类赖以生存和生活的重要环境，随着工业化的发展，城市化进程的深入，我国PAHs土壤环境污染不断加剧,修复PAHs污染土壤的工作变得尤为重要。

本文通过设计一个小型厌氧生物泥浆反应器，模拟厌氧条件下的生物修复芘污染土壤。控制合适的实验条件，通过添加不同的电子受体加强污染土壤中的芘降解速率。分别研究硫酸盐还原反应体系，硝酸盐还原反应体系，产生甲烷还原反应体系对微生物降解土壤中芘的影响。

实验结果发现，随着反应时间的进行，反应器的pH值呈增长趋势;氧化还原电势除不添加电子受体外，其他添加电子受体的均呈下降趋势，且硫酸盐还原体系氧化还原电势最低;以硫酸盐作为电子受体时，芘的降解率最高，在实验进行30天的时候达到47.58%，而不添加电子受体的组芘降解效率只有9.67%，这可充分说明添加电子受体可以促进污染土壤中芘的降解。

关键词：芘污染土壤；生物泥浆反应器；电子受体

Abstract

Soil is an importance environment for human life. with the development of industrialization and urbanization process in depth, the aggravation of soil environmental pollution in our country, so the remediation of contaminated soil becomes particularly important.

In this paper, the biological remediation of pyrene contaminated soil was simulated under anaerobic conditions by designing a small anaerobic slurry reactor. Controlling the appropriate experimental conditions, the degradation rate of pyrene in contaminated soils was enhanced by adding different electron acceptor. Study the effect of sulfate reduction reaction system, nitrate reduction reaction system, production of methane reduction reaction system to microbial degradation of pyrene in soil.

The results showed that going with the reaction time, the pH of the reactor showed a growth trend; As for OPR, except the blank group, other control group showed a downward trend and sulfate reduction system go to minimum; sulfate as electron acceptor, pyrene solution rate was the highest in the experiment of 30 days to 47.58%, and blank group of pyrene degradation efficiency is only 9.67%, which can be fully shows that added electron acceptors can promote the degradation of pyrene in contaminated soil.

Keywards: Pyrene contaminated soil；Sulfate reduction reaction system； Electron acceptor

目 录

第1章 绪论 1

1.1土壤污染 1

1.2 PAHs污染土壤的危害 2

1.3我国PAHs土壤的污染现状 3

1.4 PAHs污染土壤的修复 5

1.4.1物理修复 5

1.4.2化学修复 6

1.4.3生物修复 6

1.5 研究内容及意义 8

第2章 实验方法 10

2.1实验药品及仪器 10

2.1.1实验药品 10

2.1.2实验仪器 10

2.2实验材料 11

2.2.1土壤 11

2.2.2微生物的驯化 12

2.2.3生物泥浆反应器的设计 12

2.3测量方法 13

2.3.1 pH值的测量 13

2.3.2氧化还原电势的测量 13

2.3.3芘浓度的测量 14

第3章 结果与分析 15

3.1模拟芘污染土壤的性质 15

3.2反应器pH变化 15

3.2反应器ORP的变化 16

3.3 芘浓度随时间的变化 17

第4章 结论 19

4.1 实验结论 19

4.2前景与展望 19

参考文献 20

致 谢 22

第1章 绪论

1.1土壤污染

土壤是人们赖以生存的重要的自然环境之一，有着为人们供给食品、生产原材料的非常重要作用。随着社会和经济的发展，土壤中有机物污染已越来越成为不可视而不见的现象，特别是土壤中多环芳烃（多环芳香烃)等污染已成为近一二十年来国外和国内学者重点研究的问题。多环芳香烃是指由2个或2个以上的苯环以直链状或者角状排列组合而成的有机化合物，其分支比较少。到目前为止已经发现了200多种多环芳香烃，不同类型的多环芳香烃具有不同的水溶性、结构形态、苯环数、吸附强度、和挥发性，并且它们具有在环境中广泛分布的特点、环境中持续存在的特点以及通过食物链在人体中富集从而危害人类的健康。

多环芳香烃广泛分布于自然环境中，任何有机物加工、燃烧、废弃或使用的地方都有可能产生多环芳香烃。土壤中极少量的多环芳香烃来自于土壤中的细菌以及植物合成外，绝大多部分来自于人们社会生产活动。石油工业中的原油在炼油过程的泄漏，工业燃烧煤碳，交通运输过程中汽车尾气的排放，日常生活中煤炭的大量燃烧、天然气的大量使用、有机固体废物不经过处理就倾倒等一系列人为活动，这些都会产生大量有害健康的多环芳香烃。大气中的多环芳香烃经沉降过程进入土壤生态系统中，是造成大面积土壤受到多环芳香烃污染主要原因之一。土壤中的多环芳香烃浓度随着土深度的增加而降低，据相关资料显示5-15cm深处土壤的多环芳香烃含量是最高的，15-25cm深处的含量与上层土壤比较相对较低，其主要分布在原油开采地、大量燃煤的工厂、煤炭焦化厂和石油沥青等行业所在的地区，且以3、4、5环以上的多环芳香烃为主。

随着社会经济的向前发展，我国一些主要的经济地区出现了不同程度的多环芳香烃土壤污染，有的地方污染已经十分严重，如长江三角洲江苏无锡某乡镇土壤中的多环芳香烃总量为968～8500μg/kg，主要为3、4、5环的多环芳香烃，3环以上的多环芳香烃占总量的87.0%～94.5%，其中4环多环芳香烃就占到总量的47.9%～53.0%^[1]。