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石油污染土壤的生物修復技術淺探

  來源:防護工程 | 發布時間:2020-01-07

  北斗智庫環保管家網訊:現如今石油已經成為了極為重要的能源,石油問題也越來越受到社會各界的關注。但由于對石油的需求量越來越大,那么就要不斷地加大對石油的開采和運輸來滿足現代社會發展的需要。但隨之而來石油對土壤的污染問題也越來越突出,這就迫切需要對其進行科學有效地治理。生物修復技術以傳統生物降解為基礎再經過不斷地研究和開發而來的一種對受污染土壤進行治理的有效方法。這種生物修復技術可以對大面積受污染土壤進行治理,且處理成本相對比較低,不僅治理效果好還不會造成二次污染,同時還可以及很好地改善土壤結構。為此,論文就石油污染土壤生物修復技術進行了深入地探討。
 
  1 簡述生物修復技術
 
  生物修復技術是在20世紀80年代由sufita等人提出治理土壤石油污染的一種新的處理辦法,至今發展時間并不長。石油污染土壤生物修復主是要有效地利用微生物及其他生物所具有的吸收轉化清除或是降解等作用,如將土壤中石油污染物降解為CO2和H2O,又或是其他一些無害物質,從而使受到污染的土壤生態功能得以修復。正是由于生物修復技術具有這種獨特優勢而受到廣大研究人中的關注與重視。
 
  2 淺析石油污染土壤生物修復技術
 
  就目前來講,石油土壤污染治理生物修復技術主要有微生物修復技術與植物修復技術兩種,而微生物修復技術從修復地點講又有原位生物修復和異位生物修復之分。
 
  2.1 淺析微生物修復技術

  2.1.1 淺析原位修復技術
 
  原位修復技術主要是直接在受污染區域采取生物修復技術進行治理,這種情況下不需要挖掘和運輸污染物。這種技術一般利用土著微生物,同時添加適當營養鹽及氧源,再充分結合實際處理情況適當地添加一些經過馴化與培養的微生物,這樣可以有效地提升生物修復處理速度。這種修復技術有投菌法、生物培養法以及生物通氣法三種。
 
  1)投菌法是直接將外源污染降解菌接入到受污染土壤當中,與時同時還需提供微生物所需營養。
 
  2)生物培養法則需要將營養、氧或雙氧水作為生物氧化電子受體定期添加到受污染土壤中去,進而滿足降解菌在污染環境中的實際需求,進而對土著微生物代謝活性起到一定促進作用,最終更好地把污染物降解為CO2和H2O。有研究顯示,這種提升土著微生物流動性的方法要比直接接入外源微生物的方法效果更加明顯,效果更好。這主要因為土著微生物自身已經能夠在污染環境中存活,而對于外源微生物來講,它們根本不可能與土著微生物相互競爭,這主要原因在于只有當土著微生物無法降解污染物時才會考慮將外源微生物引入進來。
 
  3)生物通氣法主要是利用強迫氧化的方法來進行微生物降解的。這種方法需在石油污染土壤中打上至少兩個口,再利用鼓風機和抽真空機強行將空氣輸送至土壤中去,隨后再將其抽出,以此來將土壤中有揮發性的毒氣體一同排出。一般來講,這種方法通常會在空氣中加入矢量氨氣,這樣可以有效地為土壤降解菌提供其所需氮素營養,從而進一步提升降解活性。
 
  但這種方法往往受到土壤結構影響而使其修復效率受到影響,如一些不適用的土壤結構在運用該方法過程中會導致氧氣與營養元素在污染物未完全降解前就已被完全消耗,所以這種通氣法往往只能運用在多孔結構的土壤污染中進行修復。
 
  2.1.2 淺析異位修復技術
 
  異位修復技術需要將受到污染土壤挖掘或抽取并運輸離開污染地后再進行治理的一種技術。相比于原位修復技術,該技術通常是用在被石油嚴重污染但是面積不大的土壤上,其優點主要有兩個方面:首先,異位修復技術地應用能夠在石油污染土壤前期就很好地防止污染物出現擴散,這有利于降低污染范圍;其次,借助于反應控制器(生物反應器)能夠有效地提升生物對石油污染物質的講解速度。這種技術通常需要借用生物反應器來進行。異位修復技術有土壤耕作法、預制床法以及生物反應器三種方法。
 
  1)土壤耕作法通常被廣泛應用于土壤污染處理中,這種方法在進行處理時需對土壤水分進行監測,同時還要對其進行無機營養物的補充。這種方法需定期地將污染物與細菌、營養物及空氣進行有效地接觸,這樣可以有效地這一處理過程都保持具有充分的氧氣。這種方法在成本方面相對比較低,所以常用于石油工業廢物及污泥處理上,其石油濃度降解效率相對要高許多。但這種方法極易使具有揮發性有機物進入到空氣中而造成污染,同時一些難以降解的物質會慢慢累積而使土壤毒性增強。
 
  2)預制床法需要在一個不泄漏的平臺上進行,同時在這一平臺上鋪上石子、沙子后再將受污染土壤平鋪在平臺上,且厚度要保持在15-30cm范圍內,最后再加入營養物與水,還可以添加適量活性劑。此外,還需定期進行翻土,從而使土壤保持充足的氧氣以滿足微生物生長所需。這種方法由于是將受污染土壤放大在預制床上,這樣可以有效地保障所有工藝條件都在理想狀態下進行,其治理效果也相對比較佳,同時還可以有效地避免污染物會轉移到環境中去。
 
  3)生物反應器是一種專門治理污染土壤的反應器,它可以在污染地建造也可以在其他場地建造。泥漿反應器是一種較為靈活的方法,其主要是把受污染土壤加水并調和成泥漿狀再裝入到生物反應器中,同進還要對生物降解條件進行控制,從而提升治理效果。這種方法還可以將前一批處理過的泥漿直接接種到新一批泥漿中去。這種方法在治理完成污染物后需將土壤中水分脫出。
 
  2.2 淺析植物修復技術
 
  植物修復主要是利用植物體內對一些污染物各界以及植物代謝過程來將污染物進行轉化和礦化,同時充分利用植物根和根莖兩者共生關系以增強微生物活性,進而使土壤污染物降解速度得到進一步提升。植物修復主要是利用植物來對有機污染物進行吸收再釋放出分泌物和酶、增強根部微生物活性及其轉化效果以及增強礦化作用的方法來使環境中有機污染物得到有效去除。對于植物修復來講,其根系起到關鍵性作用,這是因為如果運用一些對環境適應能力強、生長性較好且根系發達的植物對石油中烴類有機污染物修復起到很好地效果。
 
  3 結束語
 
  綜上所述,在當前社會大環境下,所需面臨的土壤污染物越來越多,這其中石油便是其中一種。相比于其他物質,石油受自身特點的影響會給土壤帶來嚴重的污染,且較難以治理。生物修復技術一種治理污染的綠色處理方法,在未來的發展中也將會應用越來越廣,綠色治理方法也會是今后的發展趨勢。但由于生物修復具有一定局限性,因此,就需要不斷地努力研究和開發新的、更主效的生物修復技術,從而達到更安全、更高效的治理目標。

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