生物方法修复被石油污染的土壤

环境工程微生物报告（设计）

题目：生物修复石油污染土壤

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介绍了国内外在修复石油污染土壤方面的生物修复工艺：原位生物修复和异位生物修复。通过筛选高效降解菌治理受石油污染的土壤，并通过实验确定其降解特性。指出生物修复方法作为一种费用低、效果好、对环境影响低、无二次污染的方法，是今后治理石油对土壤污染的最可行的方法。

关键词：石油污染；土壤；生物修复；降解菌

石油是非常宝贵的燃料、润滑剂和化工原料。与煤相比，它具有价格低廉，常温下为液体而易于开采、运输、使用，含杂质少、污染低等优点，因而得到广泛的应用。世界发达国家在能源消费中，石油均占60%以上，而中国大约为20% 。石油在开采、炼制、贮运、使用等过程中，原油和各种石油制品进入环境而造成污染，这已成为一种普遍的现象，并在生态环境和社会环境方面造成一定的影响。据估计全世界每年约有1×109 t石油及其产品通过各种途径进入地下水、地表水及土壤中，其中我国有60多万t。据2007年掌握的资料，我国部分石油化工区土壤残油高达10000 mg/kg，是临界值(200 mg/kg)的50多倍，每年新污染土壤1×108 kg。石油烃类大量溢出，应当尽可能予以回收，但有的情况下回收很困难，即使尽力回收，仍会残留一部分，对环境（土壤、地面和地下水）造成污染。其进入土壤后，会破坏土壤结构，土壤中的石油侵蚀土层，使之盐碱化、沥青化、板结化，使土壤的透水性降低、透水量下降，影响植物生长，被污染的土壤还可对地表水和地下含水层造成二次污染；许多研究表明，一些石油烃类成分在粮食中积累，影响粮食的品质，并通过食物链，进入动物体内，对哺乳类动物及人类有致癌、致畸、致突变的“三致”作用，被荷兰Ir F A M DeHan及奥地利W M Stidiani等科学家比喻为“化学定时炸弹(Chemical Time．Bomb)”。因此，维持土壤的安全性至关重要，已成为目前国际上环境科学研究的热点之一。

存在于土壤环境中的天然微生物种群对石油烃的降解作用是石油烃和其他

烃类污染物从土壤环境中消除的基本途径之一。微生物利用生物自我调控机制以及对污染物的综合净化功能处理土壤中的石油烃类污染物，使它们在生物的新陈代谢过程中得到较为彻底的转化和降解，而且最终产物是CO2和水，不会产生二次污染，是应用前景最为乐观的土壤石油污染物处理方法。

一、生物修复技术

生物修复是指人为作用下利用微生物促进有毒、有害物质降解的技术。它的基本概念是：利用活的有机体去打破污染有毒害作用的大分子结构，使其成为较简单的无害的形式，并可以直接或间接地被植物或动物吸收。90年代以来，生物修复技术被认为是最有生命力的土壤清洁技术。生物处理土壤石油具有费用低，处理效果好，对环境影响小，无二次污染，可以就地处理，避免技术过程的二次

污染，节约处理费用，不破坏植物生长所需土壤的环境等优点，越来越受到各个国家的欢迎，其处理技术也多种多样，主要有原位修复和异位修复法。

1.1 原位生物修复

原位生物修复技术产生于20世纪70年代中期，80年代以来得到广泛研究与应用。它是指对受污染的土壤不作搬运或输送而在原位污染地进行的，并向污染区域投放氮、磷营养物质或供养，促进土壤中依靠有机物作为碳源的微生物的生长繁殖，或接种经驯化培养的高效微生物，利用其代谢作用达到消耗石油烃的生物修复处理。原位修复主要包括原位地耕法和土壤气相抽提法。

1.2 异位修复

异位生物修复是将受污染的土壤、沉积物移离原地，在异地用生物的、工程的手段进行处理，使污染物降解而使污染的土壤恢复到原有的功能。异位修复主要包括土壤耕作法、生物堆放法、堆肥法和生物反应器。

二、微生物降解土壤石油污染的影响因素

2.1 环境因素

生物反应同样遵循一般生化规律，即温度越高反应速率越快。考虑到充分发挥生物酶的降解活性和石油类污染物的溶解度和挥发特性。有研究得出最佳降解温度为≤30℃，温度过高，石油烃的膜毒性增大，En活力也会受到影响。

含水量也是影响石油降解的主要因素之一。加水后土壤表面会形成水膜，切断或减少了石油化合物与土壤颗粒间的联系、吸附，增加了微生物与石油的接触产生油水界面，在油水界面中微生物数量最多也最活跃。另外，微生物的细胞活性和新陈代谢过程需要水来维持，但含水量过高又会防碍空气的通透性与氧的供应。综合来看含水量以50%为佳。同大多数微生物相同，能降解石油类物质的土壤微生物生长繁殖的适宜pH值为6-8，所以，为了维持土壤中酶系处于较活跃的状态，可向石油污染土壤中添加pH值合适的酸碱缓冲液调整土层的pH值，来控制石油降解速度。

微生物对石油的降解过程随石油烃类的不同而不同，但其起始反应却很相似，即在加氧酶的催化作用下，将O2组入基质中，形成一种含氧的中间产物。而在无氧条件下，石油烃类微生物降解速率很低，意义不大。微生物对石油的降解理论上需O2量约为烃类质量的3.5 倍。

调整微生物的各种必需营养元素的数量、形式和比例，才能使降解过程得以顺利进行。这些元素包括N、P、K、Na、S、Ca、Mg、Fe、Mn、Zn和Cu；另几种厌氧菌必需的微量元素包括Ni、Co和S。石油污染的土壤中C源较为丰富，而N、P相对缺乏。可被生物利用的速效氮磷含量仅占土壤总氮、总磷的5%.左右。因此适时适量施用氮、磷肥料可以加快石油污染物的降解。

盐度会影响微生物的数量，降低石油污染物的降解速率。郑义平等试验结果表明，石油烃降解菌在盐浓度15%以下，生长旺盛，数量多；盐浓度15%—25%有较多菌量，但已明显减少；在盐浓度30%.以上几乎无细菌生长。

2.2 生物因素

土壤中微生物区系构成和数量组成是影响石油烃降解速率的直接因素。不同的石油降解菌对于石油中不同组分具有不同的降解能力。据报道，多数石油降解菌只能利用一种或几种烃类。最先与烃类接触的微生物菌群对于决定烃类降解的速率非常重要。它们能够尽快适应环境，进行选择性富集还可以通过遗传改变使降解菌编码降解烃类基因的质粒数量增加，提高生物降解率。

2.3 石油烃状况

石油烃是由上千种化学性质不同的化合物组成的复杂混合物。相同条件下，微生物对不同类型石油烃的降解能力是不同的。各类石油烃被微生物降解的相对能力如下：饱和烃>芳香烃>胶质和沥青。

石油烃的物理状态对其微生物降解有直接影响，而且烃类的可溶性以及分散程度直接影响微生物能接触到的石油烃的表面积。油的分散能促进微生物对石油烃的降解。但在土壤中由于油的疏水性、土壤胶体对油的吸附性或不能溶解到土壤有机质中等原因，微生物不能与之充分接触，影响了降解效果。

石油的浓度会影响微生物的活性与毒性。当向土壤中添加油泥使土壤中烃浓度达到1.25%—5%时，土壤的呼吸强度增大，当烃浓度达到10%时，土壤的呼吸强度不再增大，当烃浓度达到15%时，土壤的呼吸强度下降。高浓度的石油污染物对微生物有毒害作用，而少量的石油污染物相反会刺激嗜油微生物的生长。

三、高效降解菌的筛选及其降解特性

以陕北长庆油田为例，以石油污染土壤为菌源，以原油为惟一碳源，进行驯化后，反复筛选、分离得到高效降解石油的优势菌，对其进行鉴定，选出其中三

种降解率最的三株菌作为研究对象，进行深入研究，并对影响其降解性能的营养和环境条件进行试验研究。

3.1 pH值对菌体生长和降油的影响

配制原油量600 mg／L、初始pH值分别为3、5、7、9、11的降油培养基，各加入相同浓度的菌悬液2mL，进行降油试验．结果见表1。

由表1可以看出，三株优势菌株在初始pH值为7时对原油降解率最高。在pH 值低于7时，降油率明显下降，pH值为3时菌的生长量最少，油的去除效果最差。但受pH值影响的程度有所不同，其中pH值对GX2的影响最为明显，在初始pH值为3时，原油降解率仅为11.3％；而在初始pH值为7时，降解率高达72.9％，是pH 值为3时的6.5倍。从降油率和菌体量变化趋势可以看出，降油能力的大小和菌体数量有着密切的关系。

表1 pH对菌体生长和降解率的影响

3.2 营养物质对菌体性能影响的研究

3.2.1 不同N源对茵体生长的影响

选择NH4NO3、(NH4)2SO4、KNO3和CO(NH2)24种比较有代表性的盐类。在降油培养基其他成分不变的情况下，改变N源，但N元素含量保持不变。加入相同浓度的菌悬液2 mL，进行细菌生长量研究。试验结果如图1所示。

由图1可见，在无机氮源中，细菌对氮利用效果顺序为：

H4NO3>(NH4)2SO4>NaNO3。分析其原因为，细菌利用硝酸钠为氮源时，由于硝酸根被利用，会使环境中的pH值升高；以硫酸铵为氮源时，由于氨离子被利用，又会使环境中pH值降低。而以硝酸铵为氮源，对环境pH值不造成大的影响。虽然细菌对有机氮的利用也较好，但考虑到有机氮同时作为碳源，将优先于石油烃被利用，会妨碍石油烃的降解。对于研究的三株优势菌NH4NO3为最佳氮源。

图1 不同N源对菌株生长的影响

3.2.2 N、P比对降解的影响

氮、磷营养物质的缺乏直接限制了优势菌株的生长，从而限制了石油烃的降解，但添加过量反而有抑制作用，因而存在一个经济合理的添加量及添加比例。在原降油培养基中控制PO43--P为177 mg／L，改变N元素的含量分别为175、350、700、1400、2800 mg／L和5600 mg／L．结果见图2。

由图2可以看出，在P含量一定的条件下，添加不同量的N元素，石油降解速率不同．其中N含量在350一700 mg／L之间，石油降解率最高，按质量计算的N、P元素之比为2：1—4：1．进一步提高N：P，石油降解率呈下降趋势，这是由于N元素过量，对生物有一定的抑制作用，从而导致了除油率的降低。

图2 不同N元素含量对石油降解的影响

3.2.3 油的质量浓度对降油的影响

在原油初始质量浓度分别为200 mg／L、600 mg／L、1000 mg／L、1500 mg

／L、3000 mg／L的降油培养基中，加入相同浓度的菌悬液2 mL，进行降油试验，结果如图3。

由图3可见，在原油浓度小于1500 mg／L，GXl、GX3的降油率随石油浓度的提高而略有增加，基本维持在60％左右．超过1500 mg／L时，降油率下降较快，几乎下降了20％。而GX2在原油浓度超过1 000 mg／L，降油率就开始急剧下降。这说明三株菌株在原油浓度较低条件下降油能力更强，不同菌株耐油程度不同。

图3 油的质量浓度对降油的影响

由上述知道，三株优势菌在较宽的pH值范围内均具有良好的降解效果，实际生物修复过程中可不必调节酸碱度。氮磷营养盐对石油降解率影响显著，三株优势菌以NH4NO3为最佳氮源，且在N：P为2：1—4：1范围时除油率最高。适宜的石油烃含量有利于微生物对石油污染物的降解，过高会抑制生物活性。

四、强化石油污染降解的技术措施

4.1 表面活性剂的应用

表面活性剂能促进石油污染物的解析与溶解，加快生物降解过程，即使是低温也未影响其降解效果。它对降解菌种毒性较小，本身可降解而对环境污染小，能增强微生物细胞膜的通透性，并且与油类物质作用时往往具有更强的活性。4.2 电子受体的添加

土壤中污染物氧化分解的最终电子受体有O2、H2O2和其他一些离子，它们的种类和浓度对于微生物的活性有显著的影响。在微生物治理的石油污染土壤中加入适量的H2O2，其中的一部分H2O2能直接氧化烃类，另一部分使溶解氧的浓度上升，维持pH值的稳定，增强微生物的活性。

4.3 同生菌群的培养

混合培养菌的降解效果要明显高于单一培养菌，这是因为不同的石油降解菌对于石油中不同的烃类具有不同的降解能力。向污染土壤中投加环境适应性强、降解效能高的菌种或菌群是提高石油类污染物降解效率的重要手段。

五、生物修复技术的研究进展

生物修复技术虽然已经取得很大的发展，但由于受生物特性的限制，仍很不完善，主要是处理后污染物的残留不能符合环境指标要求。还需要在以下几个方面进行深人研究。

1 共存物质(如重金属)对微生物降解的抑制效应及外源物质(如表面活性剂)对微生物的促进效应。

2 高分子有机污染物降解过程中的共代谢机理。

3 通过遗传基因工程构建高效降解菌。

4 生物降解潜力的指标与生物修复水平的评价。

5 生物修复技术的环境风险水平及其评价。

我国是经济飞速发展的国家，随着石油工业的发展，石油污染将会日趋严重。由于环境保护的要求，和我国人多地少，可耕地面积日益减少的客观条件，要求对石油污染土壤的处理，应当在尽可能短的时间里达到重复利用的标准，以实现可持续发展。这对于发展我国的经济，尤其对农业已经成为一个急待解决的问题。在生命科学已经成为自然科学前沿的今天，生物降解石油作为一种高效、低费用、无二次污染的治理技术，适应我国的国情，应大力推广。我们在尽力减少石油污染的同时，应制定相应的法律、法规，严格控制污染的排放，走边发展边治理的道路。总之，发展成熟的生物修复技术，需要多学科如污染生态学、分子生物学、生物技术、土壤化学、植物学、微生物学和环境丁程学等学科的共同合作。该技术的实践应用，不仅需要有关的生物学知识，还需要对工程科学、污染物分析测试方法、污染物及其代谢产物的生物毒性等方面进行综合研究。

参考文献

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[2] 夏平，李学亚，刘斌．石油污染的生物修复[J]．污染防治技术，2006，19(3)：37-40．

[3] 黄廷林，宁亚平，柴蓓蓓．石油高效降解菌的筛选及其降解特性[J]．西安建筑科技大学学报，2006，38(6)：795-798．

[4] 曾玲玲，刘德福，张兴梅．石油污染的微生物治理研究进展[J]．生物技术通报，2006，6：48-51．

[5] 温小乐，杨燕娜．有机污染土壤的生物修复实践及其发展前景[J]．环境科学与技术，2008，31(7)：62-64．

石油污染土壤的微生物修复原理

石油污染土壤的微生物修复 一、降解石油烃类化合物的微生物种类 自然界中能够降解石油烃类污染物的微生物种类有数百种，70多属，主要是细菌、真菌和藻类三大类型的生物。 表1 石油烃降解微生物种属 细菌真菌藻类 无色杆菌属枝顶孢属双眉藻属 不动杆菌属曲霉属鱼腥藻属 芽孢杆菌属金色担子菌数小球藻属 色杆菌属假丝酵母属衣藻属 诺卡氏菌属镰刀霉属念珠藻属 放线菌属青霉菌属紫球藻属 ……… 按照分子生物学和遗传学分类，可将降解石油污染物的微生物分为土著微生物和基因工程菌两大类。 二、产生表面活性剂的微生物 生物表面活性剂是微生物在一定培养条件下产生的一类集亲水基和疏水基于一体、具有表面活性的代谢产物。 分类典型产物 中性脂类甘油单脂、聚多元醇、其他蜡脂 磷脂/脂肪酸磷脂酰乙醇胺 糖脂糖酯、糖醇酯、糖苷 含氨基酸脂类脂氨基酸、脂多肽、脂蛋白 聚合型脂多糖、脂-糖-蛋白复合物 特殊型全胞、膜载体、Fimbriae 生物表面活性剂优点：1较低的表面张力和界面张力；2无毒或低毒，对环境友好；3可生物降解；4极端环境（温度、pH、盐浓度）下具有很好的专一性和选择性；5不致敏、可消化、可作为化妆品和食品的添加剂；6结构多样，可用于特殊领域 三、微生物降解石油的机制

1.微生物吸收疏水性有机物的机理 图1 微生物吸收疏水性有机污染物的4种摄取途径微生物吸收疏水性有机物的模式有4种：1微生物吸收其附近溶解于水相中的烃类；2细胞直接与石油烃接触。这种作用可以通过改变菌毛或细胞表面的疏水性部分的改造进行调控，提高对有机物的吸附；3通过细胞直接与分散在水相中的石油烃的微米或亚微米液滴接触来吸收；4强化吸收模式，即由于细胞产生的表面活性剂或乳化剂使烃的水溶性增强，微生物表面的疏水性更强，使细胞与烃接触。 丝状真菌主要通过菌丝的吸收作用摄取石油烃。 2.微生物细胞膜转运烃机理 微生物对有机化合物的降解作用是由细胞酶引起，整个过程可分为3个步骤。首先化合物在微生物细胞膜表面吸附（动态平衡过程）；其次吸附在细胞膜表面的化合物进入细胞内；最后化合物进入细胞膜内与降解酶结合发生酶促反应（快速过程）。 参与第1个步骤还有表面活性剂。 石油进入细胞方式：非特异性接触，被动运输方式。 3.微生物降解石油的机制 石油类物质+微生物+O 2+营养物质→CO 2 +H 2 O+副产物+微生物细胞生物量 微生物利用石油烃类作为碳源和能源，经过一系列氧化、还原、分解、合成等生化作用，将石油污染物最终矿化为无害的无机物的过程。 途径：烷烃→醇→醛→脂肪酸→β氧化乙酸盐→CO 2+H 2 O+生物量 四、典型石油烃的降解途径

石油化工污染土壤的修复技术演示教学

石油化工污染土壤的 修复技术

石油化工污染土壤的修复技术 更新时间：09-8-27 12:51 内容提供：北京建工环境修复有限责任公司 随着经济的发展，人类对能源的需求也不断扩大，而石油是最重要的能源。所以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。 石油主要是有烃类化合物组成的一种复杂化合物，包括饱和烃、芳香烃类化合物、沥青质、树脂类等。还含有少量的O、N、S等元素，其中的芳香类物质对人和动物的毒性较大，尤其是双环及三环以上的多环芳烃毒性更大。陆地采油大量的生产设施如油井、集输站、转输站和联合站等，原油会被直接或间接的倾泻于这些设施附近的地面；石化产品的开采和运输也会使石油类物质进入土壤环境，随后发生一系列的物理、化学和生化作用，对环境造成污染。大部分石油类污染物在土壤中都发生吸附/解吸作用，从而影响着它们在土壤中的迁移、生物降解和光降解。 油气的开采和运输过程会对生态环境造成影响。在石油、天然气的开采过程中，会产生大量含油废水、有害的废泥浆以及其他一些污染物，如果处理不好就会污染周边土壤、河流甚至地下水，同时石油、天然气本身就含有对人和动物有害的物质，一旦发生井喷或泄漏，将对生活在油气田附近的人和动物构成致命威胁（如重庆开县发生的井喷，造成将近400人死亡，大面积土壤被污染）。石油管道的泄漏也会严重破坏生态，据一位美国环保人士估算，如果阿拉斯加陆地石油管道发生泄漏，至少会形成半英里宽、30英里长的污染带，由于石油会迅速渗透到土壤中，杀死土壤中的微生物，从而改变土壤成分，改变

地表生态，遭受污染的地区可能在几十年甚至上百年的时间内都会寸草不生。许多研究表明，一些石油烃类进入动物体内后，对哺乳类动物及人类有致癌、致畸、致突变的作用。土壤的严重污染会导致石油烃的某些成分在粮食中积累，影响粮食的品质，并通过食物链，危害人类健康。 石油化工总体上来说，可分为炼油工艺、乙烯工艺及化纤工艺三部分。 炼油工艺是龙头，以石油炼制为主题，生产燃油及化工原料。主要包括常减压蒸馏、渣油加氢脱硫、蜡油加氢裂化、重油催化裂化、柴油加氢、气体分馏、连续重整—芳烃联合、制氢、PSA、MTBE、丁烯-1、延迟焦化等装置。 乙烯工艺为中间原料生产链，生产各类石化原料及产品。主要包括乙烯裂解、汽油加气、芳烃抽提、丁二烯、环氧乙烷、乙二醇、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、丙烯酸及脂、丁辛醇、聚丙烯、苯酚丙酮、双酚A、苯乙烯、丙烯腈、丁苯橡胶、顺丁橡胶、ABS树脂等装置。 化纤工艺主要以石油化工原料为主来生产化纤产品。主要包括对二甲苯、精对苯二甲酸、聚酯、环已烷、醇酮、己二酸、尼龙66等装置。 以上石油化学工业的污染物除常规的COD、BOD5、SS外，还有其本身的特征污染物，包括石油类、硫化物、挥发酚、氢化物、苯、NH3-N等。乙烯、丙烯、环氧乙烷、甲醛、苯、甲苯、丙烯腈等大量的有机污染物。 石油及其产品对环境的污染越来越严重，已经危及到人类的健康和生存。石油污染治理越来越受到重视，出现了很多的石油污染治理技术和方法，国家也出台了相关的治理措施、政策。 2007年，国务院印发了国家环境保护“十一五”规划，对土壤修复提出更加明确的要求及任务，并启动了全国土壤污染普查。环境保护主管部门强调：做

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。 ?含油固、液体废气无的随意处置:油气的开采与运输过程会产生大量含油、天然气的开 采过程中会产生大量含油废水、有害的废泥浆以及其她的一些污染物,如果处理不好就会污染周边土壤、河流甚至地下水。 ?含油污水的灌溉与农用药剂的使用:一些工业企业产生的含油废水如果不加以回收处理, 直接排入河流、湖泊或海湾,会污染水体,该水体用于农业灌溉,则会导致土壤污染,另外某些农用药剂也会污染土壤。 ?汽车尾气的排放:汽车尾气排放导致交通干线两侧土壤的有机物污染,另外大气沉降也 会导致土壤污染。

石油污染土壤修复技术(总3页)

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【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、动植物和微生物赖以生存的重要环境基础，是自然界物质和能量参与转化、迁移和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，将对人类健康和生态环境造成严重危害。根据已公布的环境保护部和国土资源部发布的《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，勘探和开发的油气田有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，对人居安全和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：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。 石油进入土壤的途径： ?石油的泄露和溢油：陆地采油大量的生产设施如油井、集输站、转输站和联合站等，原油会 被直接或间接的倾泻与这些设施附件的地面；产品的开采和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。 ?含油固、液体废气无的随意处置：油气的开采和运输过程会产生大量含油、天然气的开采过 程中会产生大量含油废水、有害的废泥浆以及其他的一些污染物，如果处理不好就会污染周边土壤、河流甚至地下水。 ?含油污水的灌溉和农用药剂的使用：一些工业企业产生的含油废水如果不加以回收处理，直 接排入河流、湖泊或海湾,会污染水体,该水体用于农业灌溉，则会导致土壤污染，另外某些农用药剂也会污染土壤。 ?汽车尾气的排放：汽车尾气排放导致交通干线两侧土壤的有机物污染，另外大气沉降也会导 致土壤污染。 石油污染土壤修复技术 石油污染土壤的物理修复方法：

石油污染的土壤修复技术

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石油污染的土壤修复技术 摘要：概述了土壤污染的工程修复技术，主要包括土壤气相抽吸方法、土壤清洗方法、土壤淋洗方法、热解吸方法、生物通风方法、土壤耕作法、生物堆肥方法、生物泥浆方法、植物修复方法，并指出了各自的优缺点。 关键词：土壤；污染；修复技术 前言:当今石油工业飞速发展，2003年世界石油的总产量已达到37亿t。石油的 开采、冶炼、使用和运输过程的污染和遗漏事故，以及含油废水的排放、污水灌溉，各种石油制品的挥发、不完全燃烧物飘落等引起一系列土壤石油污染问题。多数加油站、化工厂的贮油设施由于腐蚀、地震、长期使用维护不力等原因会造成罐内油品的泄漏，形成对土壤的污染。据美国EPA (2000年)资料表明：在美国有I．8亿个地下储油罐，其中28万个存在不同程度的泄漏。在我国，随着国民经济的发展，汽车数量剧增，加油站和地下储油罐已星罗棋布，并仍有继续增加的趋势。近几年来，由于管理不善，这些地下储油罐在埋设时，对现场条件、罐体强度及渗漏防护措施都未作严格规定，地下储油罐泄漏事故时有发生，而且随着罐体的逐渐老化，这一问题将日益突出.20世纪80年代中期以来，土壤污染逐步得到重视，一些发达国家开始在土壤修复技术开发方面投入大量的资金进行研究。20世纪末，土壤环境的保护与治理开始引起人们的广泛关注，各种关于地下储罐污染区的土壤修复技术应运而生。本文将土壤污染的各种修复技术进行介绍和总结 正文。 1 修复技术 目前，理论上和技术上可行的石油污染土壤的修复方法从功能载体上分主要有生物修复技术、物理化学修复技术、综合修复技术等几种，根据污染土壤处理是否改变位置，又可分为异位修复方法与原位修复方法，部分方法已进入现场应用阶段并取得了较好的修复效果。 1.1物化修复方法 1.1.1土壤气相抽吸方法 土壤气相抽吸方法(Soil Vapor Extraction，SVE)是原位修复技术，用来修复被

石油污染土壤的植物微生物联合修复

石油污染土壤的植物-微生物联合修复 摘要: 由于土壤石油污染的日益严重, 其治理技术受到了世界各国的普遍关注, 而生物修复技术具有无二次污染、高效、费用较低等特点,是最具应用前景的土壤修复技术之一。本文着重介绍植物-微生物联合修复技术的研究进展, 并对该领域今后的研究重点进行了展望。 关键词: 石油污染土壤, 生物修复, 植物-微生物联合修复 近年来, 随着石油的勘探开发和区域经济不断发展, 我国石油污染问题日益凸显, 土壤污染日趋严重。在石油的大规模开采、冶炼、运输、使用和处理过程 中, 不可避免地造成石油废弃物对土壤的污染, 这些污染物从各个层面上威胁着生态环境、食品安全和人类健康: 引起土壤理化性质的变化, 导致土壤微生物 群落、微生物区系的变化, 进而破坏土壤生态系统; 影响植物生长发育, 导致粮食减产, 长期食用生长于农业土地上的植物及其产品还会影响人类的健康; 土壤 吸附的石油会随着雨水、灌溉用水慢慢下渗到地下含水层中, 从而污染地下水, 进而构成对人类生存的不良胁迫。因此, 石油污染土壤的治理势在必行。 1 石油污染土壤的修复技术 石油污染土壤的修复技术主要有物理法、化学法和生物法3 种方法, 物理法和化学法虽可以产生一定实效, 但因存在消极处置、费用昂贵或者二次污染严重等明显缺陷, 现在一般仅作为生物治理方法的辅助手段[ 1]; 而生物法修复以其处理费用低、效果好又可避免二次污染等优势逐渐被人们所重视。 2 石油污染土壤的生物修复技术 生物修复( bioremediat io n) 是利用生物对环境污染物的吸收、代谢、降解等功能, 在环境中对污染物的降解起催化的作用, 即加速去除环境污染物的过程, 可以消除或减弱环境污染物的毒性, 可以减少污染物对人类的健康和生态系统的风险[ 2]。根据修复使用对象不同, 生物修复主要分为植物修复、微生物修复和植物- 微生物联合修复3 种类型。 2. 1 植物修复 植物修复是利用植物与环境之间的相互作用,对环境污染物质进行吸附、吸收、转移、降解、固定、挥发等, 最终使土壤环境得到恢复。植物修复的方式[ 3]: ( 1) 植物提取, 植物吸收积累污染物, 待收获后进行处理, 主要包括热处理、微生物处理和化学处理; ( 2) 植物降解, 植物及其相关微生物区系将污染物转化为无毒物质; ( 3) 植物稳定化, 植物在与土壤的共同作用下将污染物固定, 以减少其对生物与环境的危害。 微生物修复 微生物修复技术是利用土壤中的土着菌或向污染土壤中接种选育的高效降解菌, 在优化的环境条件下, 加速石油污染物的降解。微生物修复是研究最多、应用也最为广泛的一种生物修复方法, 由此产生一系列生物修复技术如土耕法、生物通气法、预制床法、堆肥法、生物反应器等。 2. 3 植物- 微生物联合修复 植物- 微生物修复实际上是利用由土壤、植物、微生物组成的复合体系来共同降解污染物的[ 4] 。该系统在植物修复的同时, 还通过光合作用以及植物 脱落物( 其中含有糖、醇、蛋白质和有机酸等) 为微生物提供氧气和养料, 促进微生物的生长代谢, 加速了其降解污染物的速率。联合修复技术是土壤过滤器、植物净化器和微生物反应器的有效结合, 提高降解率的同时, 改善了土壤肥力, 绿化了油田周边环境。 3 植物- 微生物联合修复技术研究进展

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、动植物和微生物赖以生存的重要环境基础，是自然界物质和能量参与转化、迁移和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，将对人类健康和生态环境造成严重危害。根据已公布的环境保护部和国土资源部发布的《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，勘探和开发的油气田有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，对人居安全和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：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。 石油进入土壤的途径： ?石油的泄露和溢油：陆地采油大量的生产设施如油井、集输站、转输站和联合站等，原 油会被直接或间接的倾泻与这些设施附件的地面；产品的开采和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。 ?含油固、液体废气无的随意处置：油气的开采和运输过程会产生大量含油、天然气的 开采过程中会产生大量含油废水、有害的废泥浆以及其他的一些污染物，如果处理不好就会污染周边土壤、河流甚至地下水。 ?含油污水的灌溉和农用药剂的使用：一些工业企业产生的含油废水如果不加以回收处 理，直接排入河流、湖泊或海湾,会污染水体,该水体用于农业灌溉，则会导致土壤污染，另外某些农用药剂也会污染土壤。 ?汽车尾气的排放：汽车尾气排放导致交通干线两侧土壤的有机物污染，另外大气沉降也 会导致土壤污染。

石油污染土壤生物修复技术方案

石油污染土壤生物修复技术方案 1、生物投加法 1.1、高效微生物的投加 自然环境中存在可降解石油污染物的微生物，但其数量通常较低，仅占微生物总量的0.1%。当土壤石油污染发生后，为实现环境的自 我修复，高浓度的石油污染物对土壤中能够耐受和利用石油组分的微生物产生驯化和富集作用，可使石油降解微生物的数量升至1%~10%。然而这一过程的启动相当漫长，而且土著种群往往并不具备降解所有石油组分的能力。生物投加法通过投加高效石油降解微生物解决土著种群数量不足、活性受抑制以及降解能力有限的问题。 用于投加的微生物包括土著微生物、外源微生物和基因工程菌。Sidorov等将土著微生物投加到原油污染土壤中，修复2年后，去除 了污染土壤中78%的原油。Mercer等针对ExxonValdez号溢油污染事件，将4株不同假单胞菌的XYL、NAH、CAM、OCT质粒结合转移至同一菌株，构建拥有多烃降解能力的超级细菌，该细菌可在几小时内分解60%的浮油。与添加上述2种微生物不同的是，添加外源微生物的有效性存在较大争议。Venosa等[39]以风化的Alaska原油为碳 源测试了10种不同类型的商业菌剂对石油污染物的去除效果，结果 表明，只有2种商业菌剂对石油污染物的降解起促进作用。外源菌种只有既能够适应潮间带环境，又能够与土著微生物竞争营养物质并且避免被原生动物捕食，才能发挥其修复作用。因此，从石油污染土壤

中筛选、驯化高效菌种和构建菌群是提高其环境适应性和竞争性的有效方法。 1.2、固定化微生物的投加 为了克服高效微生物投加后，启动速度慢、对环境条件敏感及与土著菌种竞争处于劣势等问题，可以利用固定化技术强化石油污染物的去除。固定化载体能够为微生物提供良好的微环境，帮助其抵抗不利土壤环境的侵害和土著微生物的竞争，提高其数量、活性及稳定性。另外，固定化载体还可加大土壤的孔隙度，从而加强氧气的传质速率，最终提高石油污染物的生物修复速率。 目前，固定化微生物的研究大多局限于实验室小试和中试水平，鲜见有关现场应用的研究报道。Chen等利用海藻酸钙-活性炭包埋石油降解菌群，结果表明固定化菌群对石油污染物的降解性能及环境适应性均显著高于游离菌群。Chen等利用竹炭固定化柴油降解菌Acinetobactervenetianus以加强其降解率，使柴油降解率从82%升至94%。高祥兴利用聚乙烯醇、海藻酸钠及活性炭包埋固定石油降解菌Marinobactersp.PY97S，并将该固定化菌剂用于黄岛溢油污染修复，结果表明，该固定化菌剂在129d内能去除67%的原油，明显高于对照区的46%。可见，固定化微生物技术可有效提高石油污染物的降解率。目前，有关固定化微生物的研究主要集中在高效固定化载体和固定化方法的开发方面。微生物固定化载体应具有环境友好、性能稳定、成本低廉、吸附性能强等特点，纳米粒子具有明显的优势，是潜在的

植物与微生物联合修复土壤石油污染汇总

植物-微生物联合修复土壤石油污染 目录 1 我国的石油污染概况: ................................................................................ 错误！未定义书签。 2 土壤石油污染危害：................................................................................. 错误！未定义书签。 3 土壤石油污染历来修复技术及进展：..................................................... 错误！未定义书签。 3.1微生物修复 (3) 3.2植物修复 (3) 4 植物与微生物联合修复土壤石油污染： (3) 4.1 植物与微生物联合修复土壤石油污染具体实验引用： (4) 4.1.1 [实验目的] (4) 4.1.2 [方法] (4) 4.1.3 [实验结果] (4) 4.1.4 [实验结论] (4) 4.2 植物与微生物联合修复土壤石油污染结合实验的理论分析： (4) 5植物-微生物联合修复土壤石油污染技术展望： (7) 参考文献 (7)

植物-微生物联合修复土壤石油污染 (1．郑州大学，河南郑州10459) 摘要石油污染土壤的生物修复技术具有成本低、简便高效、对环境影响小等优点,正逐步成为石油污染治理研究的热点领域,具有广阔的发展前景。介绍了我国的石油污染概况及生物修复技术在石油污染治理中的应用,重点对石油污染土壤的微生物修复、植物修复、植物-微生物联合修复技术的研究进展及各自的优点、局限性进行了综述,并提出了石油污染土壤生物修复技术研究的重点领域。 关键词石油污染土壤微生物修复植物修复 1 我国的石油污染概况: 我国作为石油生产、消费大国,由于生产条件、环保技术等方面相对落后,石油污染问题相当突出。据统计,我国有机污染土壤面积约为0.2亿ｈｍ2,其中石油污染占相当比例。我国自1978年原油年产量突破1亿ｔ大关而成为世界十大产油国之一以来,目前勘探开发的油气田和油气藏已有400多个,年产石油污染土壤近10万ｔ,累计堆放量近50万ｔ。以油田为例,每口油井污染的土地面积为200～500ｍ2,全国共有油井20万口,由此造成的土壤污染可达8000万ｍ2,这一数值每年还在增长中。据统计,我国每年有60万ｔ石油经跑、冒、滴、漏途径进入环境,对土壤、地下水、地表水造成污染。此外,污灌也是造成土壤石油污染的原因之一,如沈抚灌区污灌面积达0.87万ｈｍ2,全国类似农田有10万ｈｍ2,致使农作物中污染物严重超标,农产品质量低下,同时也造成了严重的地下水污染。随着石油开采和使用量的增加,大量的石油及其产品进入环境,不可避免地对环境造成了污染,给生物和人类带来了严重危害。 2 土壤石油污染危害： 1）80%以上的落地原油被截留在50ｃｍ以上的表层土壤中,逐渐积累导致土壤结构破坏,影响土壤通透性并对农作物的生长和发育造成很大的负面影响。 2)同时,石油类污染物还可以通过根系吸收后残留在植物体内,通过食物链影响人体健康。 20世纪80年代以来,土壤的石油烃类污染成为世界各国普遍关注的环境问题。 3 土壤石油污染历来修复技术及进展： 有蒸汽法、抽气法、有机溶剂法、水力冲洗法、氧化法、热处理法、微生物法、植物法等修复技术。其中,天然微生物的生物降解作用已成为消除环境中石油烃类污染的主要机制。 3.1 微生物修复 微生物修复是研究最多、应用也最为广泛的一种生物修复方法。由此产生一

石油污染地的土壤修复技术

石油污染地的土壤修复技术 环保所杨国华 21214093 摘要：对石油污染土壤的各类修复技术进行了总结和归纳，并对各项技术的优缺点加以比较，提出了一套石油污染地生态恢复的流程。关键词：石油污染地；土壤修复；生物修复；原位修复 石油是我们主要的能源产品，我们人类每天消耗的石油量是非常巨大的，在石油大量的开采储存运输使用的过程中，石油污染土壤的情况也越来越频繁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[1]。据统计，我国石油企业每年可生产落地原油约70×1040t，其中有7×1040t 可能进入土壤环境[2]。石油污染的区域主要分布在油田周围、储油罐周围以及用含油水灌溉的农田等地区。由于油类物质可以在土壤中渗透，甚至到达含水层，因此还要考虑对石油污染地地下水中污染物的去除问题。 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。 物理方法 热处理法 热处理法是将受污染的土壤加热，使得石油烃类物质受热分解或者挥发，从而达到净化土壤的目的。常用的加热方法主要有红外线、微波和射频、管道注

入水蒸气等。该方法由于成本较高，因此，仅适用于小面积且污染情况比较严重的情况。 隔离法 隔离法是利用防渗材料，如水泥、粘土、石板、塑料板等，把污染土壤就地与未污染土壤或水体分开，以减少污染物的扩散作用。该方法主要用于污染严重，易扩散，且污染物在一段时间内可以分解的情况下。由于石油中的某些组分不易分解，因此，此法对于去除土壤中石油污染效果较差。 换土法 换土法主要分为翻土、换土和客土3 种方法，其主要思路都是利用新鲜的未受污染的土壤替换或者部分替换被污染的土壤，达到稀释污染物的目的，其去除污染物的机理主要利用了土壤的环境容量。其中翻土是利用深层未受污染的土壤来稀释，换土则是将受污染的土壤转移换成未受污染的土壤，客土则是在原土中直接加入未受污染的土壤，从而达到降低污染物浓度水平的目的。显然这种方法主要用于处理受污染面积较小的情况。 其它物理方法 除上述3 种方法外，常见的物理方法还有焚烧法、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，因此这类方法不值得提倡。但对于一些突发紧急情况，仍有应用的必要。 化学方法 萃取法 萃取法是利用有机溶剂来萃取土壤中的石油类物质，然后对有机相内的物质进行分离，回收石油类物质，这种方法适合于面积小且石油污染浓度高的情况。由于有机溶剂的使用，使得修复的成本明显升高，且有机溶剂的回收率通常很

石油污染地的土壤修复技术

石油污染地的土壤修复技术 环保所杨国华21214093 摘要：对石油污染土壤的各类修复技术进行了总结和归纳，并对各项技术的优缺点加以比较，提出了一套石油污染地生态恢复的流程。关键词：石油污染地；土壤修复；生物修复；原位修复 石油是我们主要的能源产品，我们人类每天消耗的石油量是非常巨大的，在石油大量的开采储存运输使用的过程中，石油污染土壤的情况也越来越频繁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[1]。据统计，我国石油企业每年可生产落地原油约70×1040t，其中有7×1040t 可能进入土壤环境[2]。石油污染的区域主要分布在油田周围、储油罐周围以及用含油水灌溉的农田等地区。由于油类物质可以在土壤中渗透，甚至到达含水层，因此还要考虑对石油污染地地下水中污染物的去除问题。 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。 物理方法 热处理法

热处理法是将受污染的土壤加热，使得石油烃类物质受热分解或者挥发，从而达到净化土壤的目的。常用的加热方法主要有红外线、微波和射频、管道注入水蒸气等。该方法由于成本较高，因此，仅适用于小面积且污染情况比较严重的情况。 隔离法 隔离法是利用防渗材料，如水泥、粘土、石板、塑料板等，把污染土壤就地与未污染土壤或水体分开，以减少污染物的扩散作用。该方法主要用于污染严重，易扩散，且污染物在一段时间内可以分解的情况下。由于石油中的某些组分不易分解，因此，此法对于去除土壤中石油污染效果较差。 换土法 换土法主要分为翻土、换土和客土3 种方法，其主要思路都是利用新鲜的未受污染的土壤替换或者部分替换被污染的土壤，达到稀释污染物的目的，其去除污染物的机理主要利用了土壤的环境容量。其中翻土是利用深层未受污染的土壤来稀释，换土则是将受污染的土壤转移换成未受污染的土壤，客土则是在原土中直接加入未受污染的土壤，从而达到降低污染物浓度水平的目的。显然这种方法主要用于处理受污染面积较小的情况。 其它物理方法 除上述3 种方法外，常见的物理方法还有焚烧法、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，因此这类方法不值得提倡。但对于一些突发紧急情况，仍有应用的必要。 化学方法 萃取法