土壤中石油污染物原位微生态修复技术研究
因此，提出了土壤中石油污染物原位降解技术——石油污染土壤原位微生态修复技术。该技术充分利用土壤微生态环境要素:大量土著微生物和谐共生、适宜的温度和充足的营养环境，结合物理和化学方法降解土壤中的石油污染物。
一、原位修复微生态的基本条件
微生态原位修复方法不是万能的，它有自己的适应性。也就是说，它必须有其适用的条件，即:首先，必须有适合降解转化污染物的微生物、可以实施该方法的场地、适宜的环境因素。
1)适宜的微生物是微生态修复的前提。这些微生物具有正常的生理和代谢功能，能够降解或转化污染物，其中微生物细菌起着非常重要的作用。
2)可以实施该方法的场所主要是指用于降解的微生物和细菌可以接触到所需营养源和污染物的场所，如土壤包气带的某一层作为活化层；用于降解的微生物和细菌以及所需的营养源可以添加到受污染的含水层中。
3)适宜的环境因素是指能使微生物和细菌正常生长和代谢的环境因素，包括温度、pH值、Eh值、无机营养物、电子受体等。
二是实施微生态修复技术
微生态修复是一项系统工程，需要依靠工程学、环境学、生物学、生态学、微生物学、地质学、土壤学、水文学、化学等学科的合作。为了确定微生态修复技术是否适用于某一污染环境和某些污染物，有必要进行微生态修复工程设计。
(1)污染场地信息收集
调查包括以下五个方面。
1)污染物的种类和化学性质，在土壤中的分布和浓度，污染的时间。
2)正常当地条件下和污染后土壤中微生物的种类、数量、活性和分布，分析鉴定微生物的属和种，检测微生物的代谢活性，以确定该区域是否存在适合微生态修复的微生物种群。具体方法包括显微镜检查(染色和切片)、生物量的生化测量(ATP测量)和酶活性以及平板技术。
3)土壤、包气带和地下水的物理化学特征，如温度、孔隙度、渗透率、pH值、Eh值、TDS、DO、水化学分析等。
4)污染场地的地理、水文地质、气象条件和空间因素(如可利用的土地面积和沟渠)。
5)相关管理法律法规，并根据相应的法律法规建立恢复目标。
(2)技术咨询
掌握当地信息后，要向有关单位(如信息中心、信息网站、大专院校、科研院所等)咨询。)关于类似情况下是否进行过生物修复，以借鉴他人经验。例如，在美国，应向替代治疗技术信息中心(ATTI)进行技术咨询。
(3)技术路线选择
根据现场信息，全面客观地评估包括生物修复在内的各种修复技术及其可能的组合，列出可行的方案，确定最佳技术。
(4)可处理性测试
如果生物修复技术可行，需要设计小试和中试，获取污染物毒性、温度、营养、溶解氧等限制因子的信息，为项目的具体实施提供基础工艺参数。
中小型试验可在实验室或现场进行。在可治疗性试验中，应选择先进的取样方法和分析方法，以获得详细的数据来证明结果的可靠性。在中试过程中，不应忽略规模因素，否则根据中试数据得出的现场规模的设备能力和加工成本可能与实际情况相差甚远。
小试和中试的测试方法包括:
1.土壤消毒试验
选择有代表性的土壤，混合均匀，装入容器中。容器分为两组，一组高温灭菌或用适当的药物处理，杀灭其中的微生物；另一组不灭菌，施加等量的目标污染物，在空气中培养。在一段时间内，定期监测两组土壤中该污染物的消失情况，最终判断其是否为微生物可降解物质及其降解速率。如果试验期超过7天，应补充无菌水，以利于土壤微生物的活动。同样的原理也可以用来测试地下水。
2.土柱试验
一般利用待修复污染土壤的类型和耕层深度，按照相应的松散程度(容重)组装土柱，土柱内径至少5cm。地下水含水层也可以模拟为砂柱试验。
3.三角瓶试验
通常通过将培养液装入三角瓶中进行分批培养，以监测污染物的降解。一般步骤如下:在三角瓶中配制以污染物为主要碳源的培养液，加入N、P、S、生长素等其他营养物质，调节pH值(必要时调节至中性微碱性和微酸性培养液，分别满足细菌和真菌的需要)。将未接种微生物的处理组设为对照，接种的微生物可以是一种或多种，也可以在不同的环境条件和温度条件下接种和培养驯化的活性污泥。在一个阶段中，定期连续监测每个三角瓶中培养基的变化。它可以包括物理外观的变化，如色度、浊度、颜色、气味等；微生物的变化，如菌株、生物量和生物等效性；化学变化，如pH值、COD、BOD5以及污染物的数量变化。
4.反应堆试验
实验室规模的反应堆试验一般由一个2 ~ 5L的容器组成。污染物或底物通过恒流泵输入容器，温度由合适的温度控制器控制。容器中的pH值和Eh值通过与恒流泵和流量计相连的几个控制器来维持。该容器装有搅拌装置，以确保泥水混合物的物理、化学和生物特性的均匀性。定期用注射或微孔取样管从容器中取出样品进行分析，取样应保持无菌状态。容器中微生物的数量可以用ATP来表示，目标污染物的消失和CO2等产物的形成表明污染物的降解和矿化。
(五)修复效果评估
在可行性研究的基础上，对选定的方案进行技术经济评价。技术效果评价如下:
主要污染物去除率=(原始浓度-存在浓度)/原始浓度×100%
二次污染物增加率=(现有浓度-原始浓度)/原始浓度×100%
污染物毒性增加率=(原始毒性水平-现有毒性水平)/原始毒性水平×100%
经济效果评价包括修复的一次性基本建设投资和服务期的运营费用。
(六)实际工程设计
如果中试和中试试验表明自然衰减在技术上和经济上可行，就可以开始微生物修复计划的详细设计，包括处理设备、井位和深度、土壤剖面、营养物和其他电子受体。