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1、,石油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环境，造成环境的石油污染，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。,前 言,是指原油和石油产品在开采、运输、储存以及使用过程中，进入到土壤环境，其数量和速度超过土壤的自净作用的速度，打破了它在土壤环境中的自然动态平衡，使其累积过程占据优势，导致土壤环境正常功能的失调和土壤质量的下降，并通过食物链，最
2、终影响到人类健康的现象。,1、土壤的石油污染,1.1 土壤石油污染来源,溢油和泄漏；污水灌溉；油页岩矿渣堆放； 大气沉降；药剂等的施用。,1.2 石油污染土壤的影响危害,对土壤理化性质的影响；对土壤微生物的影响；对土壤酶的影响；对农作物的影响。,2、海洋石油污染,1989年3月，美国埃克森公司“瓦尔德斯”号油轮在阿拉斯加州威廉王子湾搁浅，泄漏5万吨原油。沿海1300公里区域受到污染，当地鲑鱼和鲱鱼近于灭绝，数十家企业破产或濒临倒闭。1991年1月，海湾战争期间，伊拉克军队撤出科威特前点燃科威特境内油井，多达150万吨石油泄漏，污染沙特阿拉伯西北部沿海500公里区域。 2010 年 4月，位于美
3、国南部墨西哥湾的“深水地平线”钻井平台发生爆炸，事故造成的原油泄漏形成了一条长达 100多公里的污染带，造成严重污染。,我国的海洋石油污染事件,青岛湾从1974年到1984年11月底，共发生跑油事故208起，跑油5810吨。1983年11月25日巴拿马“东方大使”号油轮，在中沙群岛触礁，溢油3348.6吨，造成大面积污染，约使十万亩滩涂遭受污染损害。1984年9月28日巴西籍“加翠”号油轮也在中沙群岛触礁，溢油757吨，污染海岸线103.3公里。2010年7月16日18时20分，在“宇宙宝石”油轮已暂停卸油作业的情况下，辉盛达公司和祥诚公司继续向输油管道中注入含有强氧化剂的原油脱硫剂，造成输油
4、管道内发生化学爆炸，大火顷刻而发，迅速殃及大连保税区油库，一个10万立方米油罐爆裂起火。导致1500吨原油泄露，曾经碧波荡漾的大连湾油污遍布。,炼油厂含油废水经河流或直接注入海洋,海洋底层局部自然溢油,大气中的低分子石油烃沉降到海洋水域,海底油田在开采过程中的溢漏及井喷,油船漏油、排放和发生事故,石油入海途径：,石油海洋污染的影响与危害,据实测，每滴石油在水面上能够形成 0.25m2的油膜，每吨石油可能覆盖5106m2的水面。据统计，1升石油完全氧化达到无害程度，大约需要4万升的溶解氧。水中含油 0.10.01ml/L时就会对鱼类及水生生物产生有害影响。,对环境的污染 ：,形成油膜覆盖海面阻碍
5、海水的蒸发，影响大气和海洋的物质交换，影响局部地区的水文气象条件和降低海洋的自净能力，产生海洋荒漠化现象；两极地区海域冰面上的油膜，能增加对太阳能的吸收而加速冰层的融化，使海平面上升，并影响全球气候；破坏海滨风景区和海滨浴场 。,对生物的危害,对幼鱼和鱼卵的危害最大，油膜和油块能粘住大量鱼卵和幼鱼，或使鱼卵死亡，更使破壳出来的幼鱼畸形，并使其丧失生活能力。油膜使透入海水的太阳辐射减弱，从而影响海洋植物的光合作用；污染海兽的皮毛和海鸟的羽毛，使它们丧失保温、游泳或飞行的能力；干扰生物的摄食、繁殖、生长、行为和趋化性等能力；油类粘附在鱼类、藻类和浮游生物上，致使大量海洋生物死亡 ，破坏生物多样性。
6、,对水产业的影响,油污会改变某些鱼类的洄游路线；沾污鱼网、养殖器材和渔获物；使鱼虾类产生石油臭味，降低海产品的食用价值。,1.3 土壤石油污染生物修复的主要类型,原位生物修复 受污染的土壤不做搬运或输送而在原位污染地进行的生物修复处理，其恢复过程主要依赖于被污染地自身微生物的自然降解能力和人为创造的合适降解条件。 异位生物修复 将受污染的土壤，搬动或输送到它处进行的生 物修复处理，这里的搬动和输送是有一定限度的， 而且更强调人为控制和创造更加优化的降解环境。,1.5 石油污染土壤的原位生物修复 原位处理简单，经济，但处理时间长。在长期的处理过程中，污染物可能会扩散到深层土壤和地下水中，因而该技
7、术适用的对象为被污染时间较长且情况已经基本稳定的土壤或面积广阔的区域。,石油污染微生物修复,(1)工艺路线和处理过程相对简单，不需要复杂的设备；(2)处理费用较低；(3)被处理土壤不需要搬运，对周围环境影响小，生态风险小。,原位生物修复的特点,（1） 存在具有代谢活性的微生物；（2） 有较大的降解速率，并能将污染物浓度降低到 符合环保标准；（3） 过程中生成的中间产物必须没有毒性；（4） 污染场地必须不含对降解菌种有抑制作用的物 质，否则需要先行稀释或将该抑制剂无害化；（5） 污染物必须能够被微生物利用；（6） 污染场地的条件必须有利于微生物生长并保持 活性，例如，适宜的温度、湿度等；（7）
8、技术费用必须尽可能低。,原位生物修复的前提条件,原位微生物修复,原位微生物修复技术是指污染土壤不经搅动，而直接向污染区投放营养物质或供氧，促进土壤中靠石油作为碳源的微生物生长繁殖，或接种经驯化培养的高效微生物如特异工程菌等措施提高其降解力，利用其代谢作用达到消耗石油烃的目的而进行的处理过程。投菌法：采用直接向被石油污染的土壤中接入外源的污染降解菌，同时提供这些微生物生长所需要的营养物质，包括氮、磷、硫、钾、钙、镁、铁、锰等，其中氮和磷是土壤微生物修复治理系统中最主要的营养元素，微生物生长所需要的碳、氮、磷质量比大约为 120:10:1。,生物培养法：一种直接利用土壤中的土著微生物实现生物修复的
9、处理技术，通过定期向污染土壤中投放营养物质和氧或H2O2作为电子受体，以满足环境中已经存在的降解菌生长繁殖需要，进而提高土著微生物的活性，将污染物降解成二氧化碳和水。生物通风处理法：在受污染地区，氧气浓度降低，二氧化碳浓度升高，抑制了污染物的进一步生物降解。为了提高土壤中污染物的降解效果，需要排出土壤中的二氧化碳，并补充氧气，生物通风系统就是为了改变土壤中的气体成分而设计的。,原位微生物修复,异位微生物修复,异位微生物修复技术又称为地上处理技术，要求把石油污染的土壤挖出，集中起来进行生物降解。土耕法：将被污染的土壤挖出来放置于处理垫上，以防止污染物转移，并进行定期耕作，以保持良好的通风条件。土
10、耕法需要监测土壤水分和补充无机营养物（氮、磷、钾），耕作机械定期使废物与营养物、细菌和空气充分接触，使上部处理带保持好氧状态。,生物堆制法：它是土耕法的一种改进形式。生物堆制通常包括一个打了孔的暗渠，以用来收集沥出物和回收生物堆中的空气。一个真空泵和暗渠连接在一起，给生物堆充气，以促进微生物的生长。生物泥浆法：以水为处理介质，将受污染的土壤挖出后分散于水中，送入接种微生物的反应器内处理，其工艺类似于污水的处理方法，达到处理目标后，将土壤排出，经脱水再运回原地，处理的出水可循环使用，也可视水质情况直接排放或送污水处理厂。,异位微生物修复,影响微生物修复的因素,影响石油污染土壤微生物修复的因素有很
11、多，主要有石油本身的理化性质、微生物的种类、土壤性质及环境因素。石油的理化性质：石油烃生物降解的程度取决于它的化学组成、官能团的性质及数量、分子量大小等因素。通常来说，饱和烃最容易被降解，其次是低分子量的芳香族烃类化合物， 高分子量的芳香族烃类化合物、树脂和沥青等则极难被降解。不同烃类化合物的降解率高低顺序是正烷烃、分枝烷烃、低分子量芳香烃、多环芳烃。官能团也影响有机物的生物可利用性，分子量大小对生物降解的影响也很大，高分子化合物的生物可降解性是较低的。,影响微生物修复的因素,微生物种类：自然界中存在众多的石油降解微生物，但是由于石油是由成千上万种烃类及非烃类组成的复合体，没有任何一种微生物能
12、够降解石油的所有组分，而且不同微生物对同一种组分的降解程度也不同。所以在石油污染的修复上通常利用具有能够降解石油不同组分的多种细菌组合制成修复剂。而在原土壤生态系统中，石油烃降解菌虽然普遍存在，但一般只占细菌总数的 0.13%-0.5%，而且对污染物的降解速率很低。,影响微生物修复的因素,土壤理化性质：不同土壤的理化性质（有机质含量、物理结构、颗粒组成、pH 值、盐度等），对于油的降解速率以及程度不同。例如有机质的组成就决定了微生物的种类，从而决定了有机物的降解程度；颗粒组成不同，导致土壤中的含氧量不同，从而使微生物的降解程度不同。当土壤透气性好时，有利于气体的交换，有利于微生物降解，但若土壤
13、的孔隙率过大，水分在当中的下渗速度太快，油类就会随之深入下层土壤，污染地下水。而在粘性很强的土壤中，不但没有足够的氧气供微生物降解，还会因为土壤胶体对污染物的吸附，使其无法与微生物充分接触而阻碍了降解。,影响微生物修复的因素,环境因素：微生物需要在一个适宜的环境条件下生存。这些条件包括氧气量、营养物质、水分、温度等。 首先，在氧气量方面，大多数微生物降解微生物是利用有氧呼吸作用，所以需要充足的氧气，可以通过翻土提供氧气；其次，营养物质的比例对于降解有非常重要的意义，营养盐比例的多样性导致了降解率的差异；然后，水分能影响到污染物、溶解氧和代谢产物的传质速度、土壤的曝气状态、营养物质的量和性质，并且能够影响微生物的活性；最后，温度的变化对石油烃的微生物降解影响很大，其影响酶反应动力学、微生物生长速度以及化合物的溶解度等，对控制污染物的降解或转化起关键作用。,影响微生物修复的因素,谢谢观看！,
