石油污染土壤生物修复专题
如何修复被石油污染的土壤
如何修复被石油污染的土壤
石油污染泛指由原油、石油初级加工品(汽油、煤油、柴油、重油、润滑油等)以及各类油的分解产物引起的污染。
石油对土壤的污染主要集中于20cm 左右的表土层，主要表现为改变土壤结构，影响土壤微生物群落的变化，妨碍土壤上栽种的作物生长甚至随食物链传递至高级生物体内，影响体内相关器官的正常功能，甚至引发癌变目前，石油污染土壤的修复技术大致可以分为3类，即物理方法、化学方法和生物方法。
前两类方法通常被认为修复效果有限，费用高，且容易造成二次污染，而第3类方法则不会产生类似的问题，被认为有广阔的发展空间，是目前国内外研究的热点。
1.物理方法主要有热处理法、隔离法、换土法、焚烧法以及空气吹脱法等。
物理方法去除石油污染的机理主要是污染物的转移，并没有从根本上解决污染问题。
2.化学方法包含有萃取法、土壤洗涤法、化学氧化法、光催化法以及CSP 法等，该方法会有二次污染的风险。
3.生物方法主要利用生物对于污染物的富集、吸收以及降解能力，将土壤中的有害物质分解转化成无毒无害的物质。
寻找合适的微生物和植物是生物方法研究的一个重要内容;另一方面的内容是研究如何在土壤中创造有利于生物生长的理化条件。
石油污染土壤修复技术及其发展综述
石油污染土壤修复技术及其发展综述摘要：石油工业是现代工业发展的重要基础，油泥是石油开采过程中产生的主要固体废弃物，是一种不可再生资源。
我国待处理油泥总量庞大，若不进行合理处置随意丢弃，污染物质进入土壤及地下水，会造成极大的环境污染问题。
本文根据我国的石油污染现状，介绍了多种油泥处置技术的原理及工艺流程，并探讨了油泥处置工艺的发展趋势。
关键词：石油污染;土壤修复技术;发展综述1 石油污染土壤现状我国石油企业年生成的落地原油约为70万t，其中约有1/10会进入土壤环境[1]。
而这其中80%以上的原油会留存在表层50 cm以上的土壤中[2]，石油污染多位于生态脆弱地区，新疆，辽宁等多个区域有大量油泥需要处理，主要特点是危害大、难监管，治理技术不成熟，实际处置率仅为17.45%。
石油污染土壤主要包括两大类：一类是石油烃污染土壤，石油分解产物污染，石油的主要成分是烃类（烷烃、环烷烃和芳香烃），约占97%-99%;非烃类化合物（含氧化合物、含硫化合物、含氮化合物、胶质和沥青质）通常只占石油成分的1%-2%[3]。
另一类是油泥污染，油泥污染来源包括：石油开采产生污油泥。
废弃的钻井泥浆和钻井岩屑等。
油品运输、储存产生污油泥。
运输原有滴漏，储存不当造成原油滴漏，滴漏的原油与其他介质混合形成的油泥。
油品加工产生三泥，隔油池底泥、浮选浮渣和剩余活性污泥。
油泥中存在大量的苯系物、酚类、蒽、芘等有恶臭的有毒物质，属于多相体系，成分非常复杂。
目前市场上的石油污染修复技术主要有热水洗修复技术，异位热脱附修复技术，高温无氧干馏修复技术，超声波修复技术和化学氧化修复技术。
2 石油污染土壤修复技术2.1 热水洗修复技术油泥热水洗技术主要是以表面活性剂及其他助剂的热水溶液对油泥进行多次预混调质处理，然后经混合搅拌静置沉淀，再通过卧螺离心设备等工艺设施实现油、水、泥三相的分离，分离出的油相经处理后进入储油罐，清洗液可再循环利用，待达到一定浓度后可进入水处理设备处理后再循环利用，可节约水资源的使用，剩余的污泥则进行脱水再外运处置。
应用生物修复技术处理石油污染土壤
培养 液 中 培 养 ， 后 移 取 １ １到 土 样 中 。上 述 各 然 ０Ⅱ ｌ
种细 菌 对 碳氢 化 合物 的降解 能力 及 ？ 合 菌 的降解 能 力 昆
进行 了进 一 步 的试 验 研究 。将 ４种 细 菌在 培 养液 中纯
维普资讯
３４ ３
应 用生物修复技 术处理石 油污染土壤
培 养 ， 后 移取 １ １到 土样 中 ， 合 菌 为 ４种 细 菌 在 然 ０Ⅱ ｌ 混
１ 试验用物 料和试 验方法
１ １ 试 验 土 样 ．
试 验用 的石油 污 染 土样 ， 自辽 河 油 田高升 采 油 取 厂１ ５号站 所管 辖 的 ３５ ２ ２号 采 油 井 附 近 ， 样 取 回后 土
经碎散、 除杂 、 均 ， 混 密封 储存 在 试料 袋 内 ， 以备试验 使
大。
主题词 石 油污 染 土 壤 生物修 复 处理
石 油是 现 代工 业 的 血 液 ， 着 我 国石 油 工 业 的 发 随 展 ， 石油 污染 的土地 面 积不 断扩 大 ， 受 污染 程度 也 日益 严 重 。辽 河 油 田周 围有 的 土 壤 中 含 油 量 已达 １ ０ ００ ０ ｍ ／ ｇ以上 ， 远 超 过 国家 农 业 标 准 临 界 值 ５ ０ ｍ ／ ｇｋ 远 ０ ｇ ｋ， ｇ 土地不 能耕 种 ， 一般情 况下 需 要 ５ 在 ０年才 能 恢 复 。
油污 染 物有 降解 能力 的 细 菌 ， 分 离鉴 定这 ４种 细 菌 经
分别 是 微 球 菌 、 杆菌 、 单 胞 菌 和 无 色 杆 菌 。用 这 ４ 黄 假
荡频 率 为 １０ ｒｍ ｎ ２ ／ ｉ。样 品 中烃 类 污 染 物 含 量 由辽 宁 省 环 境 检 测 中 心 站 检 测 。 活 菌 数 检 验 用 稀 释 平 板
石油污染土壤修复技术
【前言】随着经济的发展,人类对能源的需求也在不断扩大,石油就是最重要的能源之一,被成为“工业的血液”。
近些年来各国都加快了对油气资源的开发利用,从沙漠到海洋、从无人区到人口稠密区,越来越多的油气井出现在世界各地。
随之土壤污染问题日益突出,石油对土壤的污染危害大,潜伏期厂,涉及面广,有研究者将其比喻为“化学定时炸弹”,已经成为不容忽视的环境问题。
石油主要就是由烃类化合物组成的一种复杂化合物,其组成复杂,含有致畸、致癌、致突变的物质(如卤代烃、苯系物、苯胺类、菲、苯并[a]芘等)。
土壤作为人类、动植物与微生物赖以生存的重要环境基础,就是自然界物质与能量参与转化、迁移与积累等循环过程的重要场所,土壤安全事关人类食品安全。
石油一旦进人土壤,将对人类健康与生态环境造成严重危害。
根据已公布的环境保护部与国土资源部发布的《全国土壤污染状况调查公告》显示,我国土壤总超标率高达16、1%。
其中,有机类污染物,尤其就是石油污染物已成为导致土壤安全问题的重要因素之一。
据报道在我国,勘探与开发的油气田有4 0 0多个,覆盖面积达3、2 X 105 km2,其中约4、8 X 106 hm2 的土壤受到不同程度的污染。
为我国部分油田周边石油污染状况,其周边土壤中的总石油烃( TPH ) 质量分数已经远远超过临界值500 mg/kg,对人居安全与生态环境造成了严重的威胁。
由此可见,石油污染土壤形势严峻,修复工作迫在眉睫。
土壤石油污染:就是指原油与石油产品在开采、运输、储存以及使用过程中,进入到土壤环境,其数量与速度超多土壤自净作用的速度,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与土壤质量的下降,并通过食物链,最终影响到人类健康的现象。
石油进入土壤的途径:✧石油的泄露与溢油:陆地采油大量的生产设施如油井、集输站、转输站与联合站等,原油会被直接或间接的倾泻与这些设施附件的地面;产品的开采与运输业会使石油类物质进入土壤环境中;另外发生井喷或泄露,也会污染周围土壤环境。
石油污染土壤的生物修复技术
据所调查的253 个地质灾害点中，共有 117 个崩塌点，占灾害点总数的46. 2%， 以小 中型崩塌体( 8 处) 次之，占崩塌体总数的6 .
因 分析. 中国 灾害与防治学报， 地质 2006,
第 13 卷(3 期) : 114- 117 . [6 ] 郑春明等. 山区滑坡、崩塌、泥石流成 因分析及防治对策【 ] . 浙江水利科技， J 2000 , (2): 30- 32 . [71 刑永强等. 河南省灵宝市地质灾害特征、 分布情况与防治对策.河南理工大学学报， 2006 , 第 25 卷(5 期) : 372一 . 376
20 0 7 NO . 0 1 S C IENC E & TEC HNOLOGY INF OR M A TION
资源与环境
石油 污染 土壤的生物修复技术
(1. 长江大学化工学院环境工程专业
杨福俊’ 李大彬2 434023 ; 2 . 荆州市环境保护科学技术研究所
434023)
摘 要: 介绍了几种主要的石油污染土壤的生物修复技术、技术应用现状及存在的问题，探讨了今后研究的主攻方向。 关键词: 石油污染 土壤 生物修复
土 中石 污物 解 壤 的 油 染 降 成CO， O或 和H2 转
化为无害物质，使污染的土壤生态功能得到 修复的工程技术系统。生物修复技术由于其 独特的优势，近年来受到 染的生物修复 技
术有两类[71: 一类是微生物修复技术，另一类 是植物修复技术。生物修复技术按修复的地 点又可分为原位生物修复和异位生物修复。 ，t 原位修复技术 . 原位修复技术是指1 81，在受污染的地区 直接采用生物修复技术，不需将污染物挖掘 和运输， 一般采用土著微生物， 除了要加入营
塌、 式 塌 滑 式崩 三 类 6 倾倒 崩 和 移 塌 大 [3, 1
消除土壤石油污染的方法
消除土壤石油污染的方法
1. 生物降解法：利用微生物分解石油污染物，加速其降解过程。
这种方法需要选择适当的微生物，并在适宜的条件下提供适当的营养物和水，以加快微生物的繁殖和降解速度。
此外，还可以采用生物增强技术，即注入适量的营养物，以促进生物分解速度。
2. 吸附法：利用有机物、氧化铁和其他物质吸附土壤中的石油污染物，将其分离和去除。
此外，还可以采用活性炭等材料进行吸附，将石油污染物与土壤分离。
3. 热脱附法：将土壤加热至高温，在氧气的作用下将石油污染物热解分解，使其转化为无害的物质。
这种方法需要高耗能，但是可以快速有效地从土壤中除去石油污染物。
4. 化学氧化法：利用氧化剂，如过氧化氢、臭氧和氯化物等，将污染物氧化为无害化合物。
这种方法通常可以用于表土层土壤的污染处理。
5. 电化学法：通过控制电流和电极间距，在土层中形成电场，利用电解反应去除污染物。
这种方法能够有效地降解水中的氯化烃化合物，并可以与生物降解法和化学氧化法相结合，以达到更好的效果。
石油污染生物修复技术
石油污染生物修复技术1、目前现有的生物处理技术目前处理石油污染的生物技术主要包括活性污泥法、氧化沟和生物膜法等。
活性污泥法是借助曝气或者机械搅拌，使活性污泥均匀分布于曝气池内，微生物壁外的粘液将污水中的污染物吸附，并在酶的作用下对有机物进行新陈代谢转化。
自上世纪8O年代，石油普遍采用的二级生物治理方法是传统活性污泥法l3。
李哲采用SBR法处理油田采出水，结果表明，COD去除率为80％一90％；出水满足的排放标准。
王赞春等研究了SBR以及投菌SBR法处理炼油中污染物的效果，实验结果表明，废水中各种污染物的去除率分别为：COD 93．5％、石油类98．6％、总氮89.8%。
SBR工艺是一种新型的高效，是对传统活性污泥法的改进。
该方法具有固液分离效果好、工艺简单、占地少、建设费用低、耐冲击负荷强，温度影响小，活性污泥状态良好和处理能力强等优点，是处理石油废水的一种具有前景的处理方法。
氧化沟对各种含高COD、BOD、油类等有机废水的深度处理十分有效。
它的曝气池呈封闭、环状跑道式，污水和活性污泥以及各种微生物混合在沟渠中作循环流动。
氧化沟在处理含油废水方面应用实例比较多，但是其处理效果没有达到处理要求。
有很多都采用了氧化沟工艺，其处理出水水质与进水水质有关，只有确保一定的进水水质时，出水才会达到理想的处理效果。
专家们根据工艺原理分析了氧化沟不能取得理想处理效果的原因，提出了很多的改善对策。
在氧化沟现有处理能力和工艺特色的基础上，有人探索出了一套投菌氧化沟曝气的处理方案，实验结果表明，在相同的水力停留时间等条件下，可以将去除率提高10％左右，如果要得到相同的去除率可以大大缩短水力停留时间，且出水COD值可以更低。
与活性污泥法相比，氧化沟具有很多优点：工艺简单；不仅可以去除BOD和SS，还可以达到脱氮除磷的效果；设备少，操作管理简便；低温有更大适应性等。
氧化沟是活性污泥法的发展，但是只有满足工艺要求时，才能发挥去污效果。
石油污染修复技术及案例分析
石油污染修复技术及案例分析石油污染是当今世界所面临的一个严重环境问题。
由于石油及其衍生品的广泛使用，石油泄漏的事故时有发生，不仅给自然环境带来巨大的破坏，同时也对人类的健康和生存环境构成威胁。
为了解决石油污染所带来的问题，许多石油污染修复技术不断涌现并得到了广泛的应用。
本文将探讨一些主要的石油污染修复技术及其相关案例分析。
一、物理方法物理方法是石油污染修复的常见手段之一。
该方法通过物理手段将污染物与底泥或水分离，从而实现石油污染的修复。
物理方法包括吸附、分散、机械分离和气泡浮选等。
吸附法是常用的物理方法之一，利用吸附剂将石油污染物从水或土壤中吸附出来。
例如，使用活性炭、沸石和生物质炭等材料进行吸附可以有效去除水中的石油污染物。
分散法是通过添加分散剂将石油污染物分散成微小颗粒，使其更容易与水分离。
这种方法常用于水体中的石油污染修复。
机械分离法是通过使用机械设备将石油污染物与水或土壤分离。
例如，使用离心机可以将水中的石油分离出来。
气泡浮选法是通过注入气泡来促使污染物浮起。
这种方法广泛用于处理含有大量石油的水体。
案例分析：2005年，美国墨西哥湾发生了历史上最严重的石油泄漏事故之一——BP公司的地平线号石油钻井平台爆炸。
这起事故导致了大量的石油泄漏，对海洋生态系统产生了巨大影响。
为了修复石油污染，当时采取了物理方法中的气泡浮选法。
利用气泡浮选法，石油污染物可以从水中分离出来，并最终被收集起来。
这一修复技术被采用后，效果显著地减少了石油对海洋环境的破坏，并有效保护了世界上最重要的生态系统之一。
二、化学方法化学方法是另一种常用的石油污染修复技术。
该方法通过添加化学品改变石油污染物的性质，并使其变得更容易移除。
化学方法包括氧化、还原、酸洗和中和等。
氧化法是利用氧化剂将污染物氧化成较易分离的物质，从而实现污染物的修复。
例如，使用过氧化氢、高锰酸钾等氧化剂可以对石油污染物进行有效分解。
还原法是通过添加还原剂还原石油污染物，使其变成不溶于水的物质。
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2.2 生物修复的主要类型
原位生物修复(In Situ Bioremediation)
指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(Ex-situ Bioremediation)
2
1.土壤的石油污染
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，最终影响到人类健 康的现象。
3
1.1土壤石油污染来源主要包括
(In situ Bioremediation of the Soil Contaminated by Petroleum Hydrocarbons)
籍国东
1
前言
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土壤，造成土壤的石 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。
22
寻找最佳营养组合，研究表明N、P的配 比以5：1~10：1比较合适，但需结合实际处 理的污染土壤确定。
目前在大多数实际的生物修复中应用的都 是土著微生物，而外来的微生物在环境中难以 保持较高的活性，工程菌的应用受到较严格的 限制。
16
研究表明，有种类繁多的细菌、 真菌及它们的纯化酶可以代谢石油 烃类，但是由于吸附动力学、可降 解性微生物群落、电子受体竞争能 力等方面的限制，土壤中的石油烃 降解非常缓慢。
在处理过程中： 异位修复比原位修复有更多的人为 调控和优化处理
11
3.石油污染土壤的原位生物修复（ISB）
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。
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3.1 原位生物修复(ISB)的特点是：
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植物修复
原理:
一、植物直接吸收并在组织中积 累非植物毒性的代谢物； 二、植物促进生物化学反应的酶。
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品种选择:
常选用受污染区内代表性较 强的粮食作物和经济作物，如： 水稻、小麦、玉米、花生、棉 花、利用植物及其根际微生物共存体系净化 土壤中有机污染物 。大部分植物根上 都有菌根菌生长，菌根菌和植物共生具 有独特的代谢途径，可代谢自生菌不能 降解的有机物。
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异位处理工艺：
1. 土地耕作工艺 (land-farming)；
2.预制床工艺； (Prepared bed)
3. 堆腐修复(composting)工艺； 4.反应器处理工艺(Bioreactor)。
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原位修复与异位修复的差别
在处理位置上： 原位修复强调污染物存在的初始空 间分布； 异位修复则稍作迁移。
6
2.1生物修复的概念
生物修复(Bioremediation)，Madsen E.L(1991)将其解释为：生物特别是微生物催化 降解有机污染物，从而修复被污染环境或消除 环境中的污染物的一个受控或自发进行的过程。
相同的表达有： 生物再生(Bioreclamation)、 生物恢复(Biorestoration)、 生物消除(Bioelimination)。
20
3.4 ISB的国内外研究现状
目前这一领域的研究工作主要集中于以下三 方面：
1 微生物的活性 2 石油烃生物可降解性研究 3 具有高效降解力的生物选择
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微生物的活性
这方面工作主要是围绕如何给微生物提供 一个更合适的环境，包括温度、湿度、酸度、 营养和供氧等方面。
Williaw(1995)取样考察土著微生物最佳的 环境条件，认为一般来说应保持在PH=6.5—8.5， 温度27—35℃，营养元素比例（C：N：P）约 为300：15：1的范围内。
指将受污染的土壤，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。
8
2.2.1 处 理 工 艺
原位处理工艺：
1. 泵处理P/T工艺 (Pump/Treatment) ；
2. 生物通气工艺 (Bioventing) ； 3. 渗滤工艺 (Percolation) ； 4.空气扩散工艺(diffusing)
(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。
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3.2 ISB的前提条件
（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
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。
4
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。
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2 生物修复
国际上对生物修复的研究十分活跃， 有些国家已将此技术用于污染土壤的实 际修复，其中生物修复在治理有机污染 土壤方面发展很快，其关注的焦点是污 染的现场，而该类技术都以生物修复 (bioremediation，也称为生物补救)这 一术语为核心展开。
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） 技术费用必须尽可能低。
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3.3 ISB的方法
微生物修复 植物修复 植物—微生物联合修复
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微生物法
这种方法研究的最多，一般根据土壤污染 状况，富集、驯化土著微生物，或人工接种培 养代表性的土壤微生物，以研究土壤微生物受 土壤污染的影响变化，及土壤的污染物含量变 化。