石油污染土壤的微生物修復專家講座

土壤石油污染微生物修復研究

匯報人：050998石油污染土壤的微生物修復專家講座第1頁

主要內容影響微生物修復原因土壤石油污染危害24石油污染物起源1石油污染微生物修復3石油污染土壤的微生物修復專家講座第2頁石油污染起源及危害80％原油由陸地生產(chǎn)石油影響土壤通透性經(jīng)過食物鏈危害人類污染地下水影響植物生長大氣污染含油固廢堆放含油廢水污染藥劑施用污灌石油污染土壤的微生物修復專家講座第3頁石油污染物起源落地原油污染：在石油開采過程中，因為泵、輸油管線、儲油罐、原油凈化處理等會引發(fā)原油泄漏，造成嚴重石油污染。含油固體廢棄物污染：油在開采、冶煉時產(chǎn)生大量含油廢棄物。這些含油廢棄物往往堆積在廠礦周圍，在堆放過程中,經(jīng)過雨水沖刷、淋洗便向周圍土壤中浸入相當數(shù)量油，致使土壤中石油烴類含量比非堆放區(qū)高出數(shù)倍。藥劑污染：很多殺蟲劑、除草劑和防腐劑中常含有石油經(jīng)類化合物，使用這類農(nóng)藥同時，石油污染物也就進入了土壤環(huán)境，造成土壤石油污染。石油污染土壤的微生物修復專家講座第4頁廢氣排放：石油化工行業(yè)生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生一些揮發(fā)性石油組分，與大氣中顆粒物結合經(jīng)過沉降進入土壤中。另外，機動車輛排放尾氣中含有許多未燃盡石油烴組分，一樣會遷移進入土壤環(huán)境，造成土壤石油污染。污灌：使用含油污水澆灌農(nóng)田是土壤受石油污染主要原因之一。許多工業(yè)廢水和生活污水都含有石油烴類物質，另外石油開采、冶煉、加工和以石油為原料化工部門排放廢水也都含有大量石油烴類物質。石油污染土壤的微生物修復專家講座第5頁石油污染土壤危害石油進入土壤后造成嚴重環(huán)境污染和生態(tài)破壞：影響土壤通透性，降低土壤質量；妨礙植物根系呼吸與吸收，引發(fā)根系腐爛，影響農(nóng)作物根系生長；使土壤有效氮、磷含量降低，影響作物營養(yǎng)吸收；石油中多環(huán)芳烴有致癌、致畸、致突變等作用，能經(jīng)過食物鏈在動、植物體內逐層富集，危及人類健康；石油烴中不易被土壤吸附部分能滲透地下井，進而污染地下水。石油污染土壤的微生物修復專家講座第6頁石油污染微生物修復微生物修復原位微生物修復異位微生物修復復投菌法生物培養(yǎng)法生物通風處理法

土耕法生物堆制法土壤堆肥法生物泥漿法預制床法石油污染土壤的微生物修復專家講座第7頁原位微生物修復原位微生物修復技術是指污染土壤不經(jīng)攪動，而直接向污染區(qū)投放營養(yǎng)物質或供氧，促進土壤中靠石油作為碳源微生物生長繁殖，或接種經(jīng)馴化培養(yǎng)高效微生物如特異工程菌等辦法提升其降解力，利用其代謝作用到達消耗石油烴目標而進行處理過程。投菌法：采取直接向被石油污染土壤中接入外源污染降解菌，同時提供這些微生物生長所需要營養(yǎng)物質，包含氮、磷、硫、鉀、鈣、鎂、鐵、錳等，其中氮和磷是土壤微生物修復治理系統(tǒng)中最主要營養(yǎng)元素，微生物生長所需要碳、氮、磷質量比大約為120:10:1。石油污染土壤的微生物修復專家講座第8頁原位微生物修復生物培養(yǎng)法：一個直接利用土壤中土著微生物實現(xiàn)生物修復處理技術，經(jīng)過定時向污染土壤中投放營養(yǎng)物質和氧或H2O2作為電子受體，以滿足環(huán)境中已經(jīng)存在降解菌生長繁殖需要，進而提升土著微生物活性，將污染物降解成二氧化碳和水。生物通風處理法：在受污染地域，氧氣濃度降低，二氧化碳濃度升高，抑制了污染物深入生物降解。為了提升土壤中污染物降解效果，需要排出土壤中二氧化碳，并補充氧氣，生物通風系統(tǒng)就是為了改變土壤中氣體成份而設計。石油污染土壤的微生物修復專家講座第9頁異位微生物修復異位微生物修復技術又稱為地上處理技術，要求把石油污染土壤挖出，集中起來進行生物降解。土耕法：將被污染土壤挖出來放置于處理墊上，以預防污染物轉移，并進行定時耕作，以保持良好通風條件。土耕法需要監(jiān)測土壤水分和補充無機營養(yǎng)物（氮、磷、鉀），耕作機械定時使廢物與營養(yǎng)物、細菌和空氣充分接觸，使上部處理帶保持好氧狀態(tài)。石油污染土壤的微生物修復專家講座第10頁異位微生物修復土壤堆肥法：是一個和土耕法相同生物修復方法，不過它加入了土壤調理劑，以提供微生物進行生長和進行石油生物降解能量。這個方法對去除含高濃度不穩(wěn)定固體有機復合物是最有效。加入物質或調理劑通常是糞肥、營養(yǎng)物質、微生物和稻草等，目標是為了提升土壤滲透性、增加氧傳輸、改進土壤質量以及為快速建立一個大微生物種群提供能源。石油污染土壤的微生物修復專家講座第11頁異位微生物修復生物堆制法：它是土耕法一個改進形式。生物堆制通常包含一個打了孔暗渠，以用來搜集瀝出物和回收生物堆中空氣。一個真空泵和暗渠連接在一起，給生物堆充氣，以促進微生物生長。生物泥漿法：以水為處理介質，將受污染土壤挖出后分散于水中，送入接種微生物反應器內處理，其工藝類似于污水處理方法，達處處理目標后，將土壤排出，經(jīng)脫水再運回原地，處理出水可循環(huán)使用，也可視水質情況直接排放或送污水處理廠。石油污染土壤的微生物修復專家講座第12頁異位微生物修復預制床法：在不泄漏平臺上，鋪上石子和沙子，將受污染土壤以15～30cm厚度平鋪其上，加入營養(yǎng)物和水，必要時也能夠加一些表面活性劑，定時翻動土壤以補充氧氣，滿足土壤中微生物生長需要，處理過程中流出滲濾液，回灌于該層土壤上，方便徹底去除污染物。但該方法存在著污染土壤集中運輸、操作復雜且成本較高等問題，不適于污染土壤面積較大工礦環(huán)境下去污處理。石油污染土壤的微生物修復專家講座第13頁影響微生物修復原因影響石油污染土壤微生物修復原因有很多，主要有石油本身理化性質、微生物種類、土壤性質及環(huán)境原因。石油理化性質：石油烴生物降解程度取決于它化學組成、官能團性質及數(shù)量、分子量大小等原因。通常來說，飽和烴最輕易被降解，其次是低分子量芳香族烴類化合物，高分子量芳香族烴類化合物、樹脂和瀝青等則極難被降解。不一樣烴類化合物降解率高低次序是正烷烴、分枝烷烴、低分子量芳香烴、多環(huán)芳烴。官能團也影響有機物生物可利用性，分子量大小對生物降解影響也很大，高分子化合物生物可降解性是較低。石油污染土壤的微生物修復專家講座第14頁影響微生物修復原因微生物種類：自然界中存在眾多石油降解微生物，不過因為石油是由成千上萬種烴類及非烴類組成復合體，沒有任何一個微生物能夠降解石油全部組分，而且不一樣微生物對同一個組分降解程度也不一樣。所以在石油污染修復上通常利用含有能夠降解石油不一樣組分各種細菌組合制成修復劑。而在原土壤生態(tài)系統(tǒng)中，石油烴降解菌即使普遍存在，但普通只占細菌總數(shù)0.13%-0.5%，而且對污染物降解速率很低。石油污染土壤的微生物修復專家講座第15頁影響微生物修復原因土壤理化性質：不一樣土壤理化性質（有機質含量、物理結構、顆粒組成、pH值、鹽度等），對于油降解速率以及程度不一樣。比如有機質組成就決定了微生物種類，從而決定了有機物降解程度；顆粒組成不一樣，造成土壤中含氧量不一樣，從而使微生物降解程度不一樣。當土壤透氣性好時，有利于氣體交換，有利于微生物降解，但若土壤孔隙率過大，水分在當中下滲速度太快，油類就會隨之深入下層土壤，污染地下水。而在粘性很強土壤中，不但沒有足夠氧氣供微生物降解，還會因為土壤膠體對污染物吸附，使其無法與微生物充分接觸而妨礙了降解。石油污染土壤的微生物修復專家講座第16頁影響微生物修復原因環(huán)境原因：微生物需要在一個適宜環(huán)境條件下生存。這些條件包含氧氣量、營養(yǎng)物質、水分、溫度等。首先，在氧氣量方面，大多數(shù)微生物降解微生物是利用有氧呼吸作用，所以需要充分氧氣，能夠經(jīng)過翻土提供氧氣；其次，營養(yǎng)物質百分比對于降解有非常主要意義，營養(yǎng)鹽百分比多樣性造成了降解率差異；然后，水分能影響到污染物、溶解氧和代謝產(chǎn)物傳質速度、土壤曝氣狀態(tài)、營養(yǎng)物質量和性質，而且能夠影響微生物活性；最終，溫度改變對石油烴微生物降解影響很大，其影響酶反應動力學、微生物生長速度以及化合物溶解度等，對控制污染物降解或轉化起關鍵作用。石油污染土壤的微生物修復專家講座第17頁影響微生物修復原因石油污染土壤的微生物修復專家講座第18頁參考文獻[1]HWANGHM.Interactionsbetweensubsurfacemicrobialassemblagesandmixedorganicandinorganiccontaminantsystem[J].BullEnvironContamToxicol,1994,53(5):771-778.[2]MILLSSA.Evaluationofphosphorussourcebioremediationofdieselfuelinsoil[J].BullEnvironContamToxicol,1994,53(9):280-284.[3]郭江峰,孫錦荷.污染土壤生物治理研究方法[J].環(huán)境科學進展,1995,3(5):62-68.[4]李寶明.石油污染土壤微生物修復研究[D].北京:中國農(nóng)業(yè)科學院,.[5]孫鐵珩,周啟星,李培軍.污染生態(tài)學[J].北京:科學出版社,,309-368.[6]劉五星,駱永明,滕應,等.石油污染土壤生物修復研究進展[