石油土壤污染的生物修复技术.doc

石油土壤污染的生物修复技术 当今世界,石油已成为人类最主要的能源之一，大量的石油及其加工品进入土壤，造成土壤的石油污染，给人类乃至整个生物圈带来危害，从而成为世界性的环境问题。在对石油污染治理的研究中，生物修复作为一项潜在的高效、低成本的清洁技术正日益受到重视。近十余年来，国际上对生物修复的研究更加活跃，有些国家已将此技术用于污染土壤的实际修复，并取得了显著的成果。 石油污染是指石油开采、运输、装卸、加工和使用过程中，由于泄漏和排放石油引起的污染，主要发生在海洋。石油漂浮在海面上，迅速扩散形成油膜，可通过扩散、蒸发、溶解、乳化、光降解以及生物降解和吸收等进行迁移、转化。油类可沾附在鱼鳃上，使鱼窒息，抑制水鸟产卵和孵化，破坏其羽毛的不透水性，降低水产品质量。油膜形成可阻碍水体的复氧作用，影响海洋浮游生物生长，破坏海洋生态平衡，此外还可破坏海滨风景，影响海滨美学价值。石油污染防治，除控制污染源，防止意外事故发生外，可通过围油栏、吸收材料、消油剂等进行处理。 石油对环境的污染可分为两个方面：一是油气污染大气环境，表现为油气挥发物与其它有害气体被太阳紫外线照射后，发生物理化学反应，生成光化学烟雾，产生致癌物和温室效应，破坏臭氧层等。二是地下油罐和输油管线腐蚀渗漏污染土壤和地下水源，不仅造成土壤盐碱化、毒化，导致土壤破坏和废毁，而且其有毒物能通过农作物尤其是地下水进入食物链系统，最终直接危害人类20世纪80年代以前．治理石油烃污染土壤还仅限于物理和化学方法，即和化学浸出法。热处理法是通过焚烧或煅烧，可净化土壤中大部分有机污染物。但同时亦破坏土壤结构和组分，且价格昂贵而很难实施。化学浸出和水洗也可以获得较好的除油效果。但所用的化学试剂的二次污染问题限制了其应用。早在20世纪70年代。为了解决输油管线和储油罐发生故障漏油和溢油时土壤被石油污染的问题，美国埃索研究和工程公司就已经开始寻找清洁的生物解决方法，并且其实验室研究找到一种有效的“细菌播种法，开了生物修复石油污染土壤先河。上世纪80年代以来，污染土壤的生物修复技术越来越引起人们的关注．生物修复技术也取得了很大进步，正在逐渐成熟。 生物修复是利用生物的生命代谢活动减少土壤环境中有毒有害物的浓度，使污染土壤恢复到健康状态的过程。目前，治理石油烃类污染土壤的生物修复技术主要有两类：一类是微生物修复技术，按修复的地点又可分为原位生物修复和异位生物修复；另一类是植物修复法。 1．微生物修复技术 (1)原位生物修复技术） 原位处理方法是将受污染土壤在原地处理。处理期间．土壤基本不被搅动，最常见的就地处理方式是土壤的水饱和区进行生物降解。除了要加人营养盐，氧源(多为)：还需引入微生物以提高生物降解的能力。有时，在污染区挖一组井．并直接注入适当的溶液，这样就可以把水中的微生物引入到土壤中。地下水经过一些处理后，可以恢复和再循环使用，在地下水循环使用前，还可以/JnA+壤改良剂。 污染土壤经过处理，所有多环芳烃的降解都很明显，但是．三环和多环芳烃的降解率一般明显低于60%。因为就地处理对温度较敏感。所以只能在气温大于8℃的月份进行。在一定的时间内。原位处理不可能有效地去除大多数多环芳烃，而且这种方法因受温度和土壤类型的影响而具有一定的局限性。 (2)异位生物修复技术 异位生物修复主要包括现场处理法、预制床法、堆制处理法、生物反应器和厌氧生物处理法。 a．现场处理法 近年来国外石油烃污染生物处理的研究很多，其中土壤耕作处理是现场处理土壤污染常用的方法。被污染的废物施在土壤上。通过施肥、灌溉和加石灰等管理措施，保持氧气、水分和pH的最合适值，并进行耕作以改善土壤的通气状况，确保在污染废物和下面土层中污染物的降解。降解过程所用的微生物多为土著微生物。但是要提高效果还需要引入驯化的微生物。 　b．预制床法 　现场处理中土壤耕作处理最大的缺陷是污染物可能从处理区迁移。预制床的设计可以使污染物的迁移量减至最小，因为它具有滤液收集和控制排放系统。预制床的底面为渗透性低的物质，如高密度的聚乙烯或粘土。将污染土壤转移到预制床上，通过施肥、灌溉，调节pH，有时还加入微生物和表面活性剂，使其最适合污染物的降解。与同一区域的原位处理技术相比，预制床处理对三环和三环以上的多环芳烃的降解率明显提高。 　c．堆制处理法 　土壤的堆制处理就是将受污染的土壤从污染地区挖掘起来，防止污染物向地下水或更大的地域扩散．运输到一个经过处理的地点(布置防止渗漏底，通风管道等)堆放，形成上升的斜坡，并进行生物处理。堆制法是生物修复技术中的一种新型替代技术。堆制处理过程对污染土壤中的多环芳烃降解，多环芳烃的降解随着苯环数的增加而降低。当多环芳烃的初始浓度提高约50倍时，除荧、蒽外，其他多环芳烃的降解随着污染浓度的提高而降低。