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石油污染土壤的生物修复技术

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浏览:- 发布日期:2020-01-08 14:36:58【

现如今石油已经成为了极为重要的能源,石油问题也越来越受到社会各界的关注。但由于对石油的需求量越来越大,那么就要不断地加大对石油的开采和运输来满足现代社会发展的需要。但随之而来石油对土壤的污染问题也越来越突出,这就迫切需要对其进行科学有效地治理。生物修复技术以传统生物降解为基础再经过不断地研究和开发而来的一种对受污染土壤进行治理的有效方法。这种生物修复技术可以对大面积受污染土壤进行治理,且处理成本相对比较低,不仅治理效果好还不会造成二次污染,同时还可以及很好地改善土壤结构。为此,论文就石油污染土壤生物修复技术进行了深入地探讨。

1 简述生物修复技术

生物修复技术是在20世纪80年代由sufita等人提出治理土壤石油污染的一种新的处理办法,至今发展时间并不长。石油污染土壤生物修复主是要有效地利用微生物及其他生物所具有的吸收转化清除或是降解等作用,如将土壤中石油污染物降解为CO2和H2O,又或是其他一些无害物质,从而使受到污染的土壤生态功能得以修复。正是由于生物修复技术具有这种独特优势而受到广大研究人中的关注与重视。

2 浅析石油污染土壤生物修复技术

就目前来讲,石油土壤污染治理生物修复技术主要有微生物修复技术与植物修复技术两种,而微生物修复技术从修复地点讲又有原位生物修复和异位生物修复之分。

2.1 浅析微生物修复技术

2.1.1 浅析原位修复技术

原位修复技术主要是直接在受污染区域采取生物修复技术进行治理,这种情况下不需要挖掘和运输污染物。这种技术一般利用土著微生物,同时添加适当营养盐及氧源,再充分结合实际处理情况适当地添加一些经过驯化与培养的微生物,这样可以有效地提升生物修复处理速度。这种修复技术有投菌法、生物培养法以及生物通气法三种。

1)投菌法是直接将外源污染降解菌接入到受污染土壤当中,与时同时还需提供微生物所需营养。

2)生物培养法则需要将营养、氧或双氧水作为生物氧化电子受体定期添加到受污染土壤中去,进而满足降解菌在污染环境中的实际需求,进而对土著微生物代谢活性起到一定促进作用,最终更好地把污染物降解为CO2和H2O。有研究显示,这种提升土著微生物流动性的方法要比直接接入外源微生物的方法效果更加明显,效果更好。这主要因为土著微生物自身已经能够在污染环境中存活,而对于外源微生物来讲,它们根本不可能与土著微生物相互竞争,这主要原因在于只有当土著微生物无法降解污染物时才会考虑将外源微生物引入进来。

3)生物通气法主要是利用强迫氧化的方法来进行微生物降解的。这种方法需在石油污染土壤中打上至少两个口,再利用鼓风机和抽真空机强行将空气输送至土壤中去,随后再将其抽出,以此来将土壤中有挥发性的毒气体一同排出。一般来讲,这种方法通常会在空气中加入矢量氨气,这样可以有效地为土壤降解菌提供其所需氮素营养,从而进一步提升降解活性。

但这种方法往往受到土壤结构影响而使其修复效率受到影响,如一些不适用的土壤结构在运用该方法过程中会导致氧气与营养元素在污染物未完全降解前就已被完全消耗,所以这种通气法往往只能运用在多孔结构的土壤污染中进行修复。

2.1.2 浅析异位修复技术

异位修复技术需要将受到污染土壤挖掘或抽取并运输离开污染地后再进行治理的一种技术。相比于原位修复技术,该技术通常是用在被石油严重污染但是面积不大的土壤上,其优点主要有两个方面:首先,异位修复技术地应用能够在石油污染土壤前期就很好地防止污染物出现扩散,这有利于降低污染范围;其次,借助于反应控制器(生物反应器)能够有效地提升生物对石油污染物质的讲解速度。这种技术通常需要借用生物反应器来进行。异位修复技术有土壤耕作法、预制床法以及生物反应器三种方法。

1)土壤耕作法通常被广泛应用于土壤污染处理中,这种方法在进行处理时需对土壤水分进行监测,同时还要对其进行无机营养物的补充。这种方法需定期地将污染物与细菌、营养物及空气进行有效地接触,这样可以有效地这一处理过程都保持具有充分的氧气。这种方法在成本方面相对比较低,所以常用于石油工业废物及污泥处理上,其石油浓度降解效率相对要高许多。但这种方法极易使具有挥发性有机物进入到空气中而造成污染,同时一些难以降解的物质会慢慢累积而使土壤毒性增强。

2)预制床法需要在一个不泄漏的平台上进行,同时在这一平台上铺上石子、沙子后再将受污染土壤平铺在平台上,且厚度要保持在15-30cm范围内,最后再加入营养物与水,还可以添加适量活性剂。此外,还需定期进行翻土,从而使土壤保持充足的氧气以满足微生物生长所需。这种方法由于是将受污染土壤放大在预制床上,这样可以有效地保障所有工艺条件都在理想状态下进行,其治理效果也相对比较佳,同时还可以有效地避免污染物会转移到环境中去。

3)生物反应器是一种专门治理污染土壤的反应器,它可以在污染地建造也可以在其他场地建造。泥浆反应器是一种较为灵活的方法,其主要是把受污染土壤加水并调和成泥浆状再装入到生物反应器中,同进还要对生物降解条件进行控制,从而提升治理效果。这种方法还可以将前一批处理过的泥浆直接接种到新一批泥浆中去。这种方法在治理完成污染物后需将土壤中水分脱出。

2.2 浅析植物修复技术

植物修复主要是利用植物体内对一些污染物各界以及植物代谢过程来将污染物进行转化和矿化,同时充分利用植物根和根茎两者共生关系以增强微生物活性,进而使土壤污染物降解速度得到进一步提升。植物修复主要是利用植物来对有机污染物进行吸收再释放出分泌物和酶、增强根部微生物活性及其转化效果以及增强矿化作用的方法来使环境中有机污染物得到有效去除。对于植物修复来讲,其根系起到关键性作用,这是因为如果运用一些对环境适应能力强、生长性较好且根系发达的植物对石油中烃类有机污染物修复起到很好地效果。

3 结束语

综上所述,在当前社会大环境下,所需面临的土壤污染物越来越多,这其中石油便是其中一种。相比于其他物质,石油受自身特点的影响会给土壤带来严重的污染,且较难以治理。生物修复技术一种治理污染的绿色处理方法,在未来的发展中也将会应用越来越广,绿色治理方法也会是今后的发展趋势。但由于生物修复具有一定局限性,因此,就需要不断地努力研究和开发新的、更主效的生物修复技术,从而达到更安全、更高效的治理目标。

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