油污染土壤的微生物處理技術

持續長胖付付子 發佈 2020-08-21T05:41:54+00:00

在石油勘探開發、加工以及儲運過程中,由於跑、冒、滴、漏等客觀原因造成油污染土壤現象,影響植物生長,降低土質,污染地下水,威脅安全供水。

在石油勘探開發、加工以及儲運過程中,由於跑、冒、滴、漏等客觀原因造成油污染土壤現象,影響植物生長,降低土質,污染地下水,威脅安全供水。石油污染物進入土壤後,多種因素同時制約著污染物的生物降解。隨著石油工業的發展,石油污染將會日趨嚴重,相應的處理技術也會相繼出現,目前,治理油污染土壤的方法主要有焚燒法、固化法、熱脫附法、洗滌法、微生物法等。微生物法是利用微生物自我調控機制以及對污染物的綜合凈化功能處理土壤中的石油類污染物,使它們在生物的新陳代謝循環中轉化和去除土壤中的石油類污染物,是目前應用較好的油污染土壤處理方法。


一、微生物的作用

石油的主要化學成分為烷烴、環烷烴和芳香烴組成,微生物利用石油烴類作為碳源進行同化降解,使其最終完全礦化,轉變為無害的C02和H20無機物質的過程。降解效率可以通過改變土壤的溫度、濕度、pH值、供氧及添加營養等來完成。

二、微生物降解的影響因素

在降解油污土壤的過程中,微生物受到包括土壤溫度、濕度、pH值、供氧、營養以及油污染強度、表面活性劑等條件的影響。科學工作者正在研究如何充分利用客觀條件以及人為控制因素來提高微生物的降解效率,並已取得階段性成果。


01

溫度對微生物降解的影響

溫度不僅會影響石油烴類的物理性質和化學組成,還影響微生物的代謝速度和群種組成。低溫時,油粘度增加,有毒的短鏈烷烴揮發性下降,生物降解滯後。在高溫條件下,微生物的代謝速度增加,烴類生物降解速度加快,在30—40℃時達到最大。但溫度過高,會抑制烴類的降解能力,因此有必要對氣溫低的地區進行溫度控制。

02

濕度對微生物降解的影響

在水環境中,微生物的活性最大。如果土壤含水量過低,細胞活性將會受到抑制,自身代謝速率降低;否則土壤含水量過高,其有效毛細孔隙空間被水充滿,就會阻礙微生物所需要的空氣的進入。實踐證明,在土壤含水量為其飽和含水量的30%~90%時,油的生物降解率較大。對於乾旱地區的油污土壤的治理,可採取間斷性的噴淋等手段以增強土壤的濕度,提高微生物降解效率。

03

pH值對微生物降解的影響

土壤的pH值範圍一般在2.5--11.0之間,當pH值為7.0--7.8時烴類的生物降解速度最快。在石油烴類生物降解過程中,會產生一些酸性代謝產物而使得土壤的pH值下降。因此,當測定土壤的pH值低於微生物的最佳適應範圍,就應該及時添加石灰進行調整。

04

供氧對微生物降解的影響

在02參與下,石油烴被微生物降解,基質被氧化酶氧化,1mg烴完全氧化為C02和H20需要3~4mg的02。因此,土壤中含氧量是否充足對降解效率有重大的影響。需對污染土壤進行曝氣,使土壤中氧的濃度增加,方法一是土壤氣相抽提及其衍生物通風,注入空氣來提供氧氣;方法二是用氧化劑H202作為氧源提供氧氣。H202的加入,一方面可以直接氧化土壤中部分烴類污染物,另一方面可以及時補充土壤中氧分子的消耗,為生物的生長繁殖和烴類污染物的微生物降解過程提供充足的電子受體,還能穩定土壤的pH值,進而增強微生物的活性,促進石油烴的生物降解。

05

營養對微生物降解的影響

營養添加劑在降解的中後期起主導作用,這是因為在以化學氧化為主的階段過去後,微生物降解起到了主要作用。在一定時間內,土壤中原有的營養物質會達不到微生物繼續生長的要求,因此,適宜於微生物生長所需營養物的加入將對促進微生物數量的增加起到重要作用。磷源是微生物生長的主要因素,接入烴降解菌並添加氮、磷營養的處理,污油的去除率達98.8%,其中烴降解菌和氮、磷營養補充對烴降解率較大,明顯強化了土壤的自凈作用。

06

油污染強度對微生物降解的影響

在含大量油污染的土壤中,降解初期會淘汰一部分適於降解低濃度石油烴的微生物,從而使參加降解的微生物總數減少,造成降解率偏低等現象。因此,在微生物降解中期,油污染強度為降解的首要限制性因子,且污染強度越大,降解率越高。在中期,適於降解高濃度石油烴類的微生物大量繁殖,降解速度則大幅度增加。但是,如果烴濃度過高也會抑制微生物的生長。

07

加入表面活性劑對微生物降解的影響

在微生物降解初期,表面活性劑是烴類降解的主要影響因素,其原因可能是表面活性劑能增強有機物的親水性,使原本吸附在土壤膠體上的油進入土壤溶液,從而增強了污染油的生物可利用性,促使生物降解速度。此外,進入土壤溶液後的石油烴類對土壤環境的危害也會有所減輕。但若加入的表面活性劑過多,會抑制微生物的生長。陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑聯合作用,可使80%的石油殘餘物從土壤表面脫除。

關鍵字: