石油污染的土壤修復(fù)技術(shù)

石油污染的土壤修復(fù)技術(shù)石油污染的土壤修復(fù)技術(shù)石油污染的土壤修復(fù)技術(shù)xxx公司石油污染的土壤修復(fù)技術(shù)文件編號(hào)：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計(jì)，管理制度石油污染的土壤修復(fù)技術(shù)指導(dǎo)教師:學(xué)院:專業(yè):班級(jí):姓名:學(xué)號(hào):石油污染的土壤修復(fù)技術(shù)摘要：概述了土壤污染的工程修復(fù)技術(shù)，主要包括土壤氣相抽吸方法、土壤清洗方法、土壤淋洗方法、熱解吸方法、生物通風(fēng)方法、土壤耕作法、生物堆肥方法、生物泥漿方法、植物修復(fù)方法，并指出了各自的優(yōu)缺點(diǎn)。關(guān)鍵詞：土壤；污染；修復(fù)技術(shù)前言:當(dāng)今石油工業(yè)飛速發(fā)展，2003年世界石油的總產(chǎn)量已達(dá)到37億t。石油的開采、冶煉、使用和運(yùn)輸過(guò)程的污染和遺漏事故，以及含油廢水的排放、污水灌溉，各種石油制品的揮發(fā)、不完全燃燒物飄落等引起一系列土壤石油污染問(wèn)題。多數(shù)加油站、化工廠的貯油設(shè)施由于腐蝕、地震、長(zhǎng)期使用維護(hù)不力等原因會(huì)造成罐內(nèi)油品的泄漏，形成對(duì)土壤的污染。據(jù)美國(guó)EPA(2000年)資料表明：在美國(guó)有I．8億個(gè)地下儲(chǔ)油罐，其中28萬(wàn)個(gè)存在不同程度的泄漏。在我國(guó)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車數(shù)量劇增，加油站和地下儲(chǔ)油罐已星羅棋布，并仍有繼續(xù)增加的趨勢(shì)。近幾年來(lái)，由于管理不善，這些地下儲(chǔ)油罐在埋設(shè)時(shí)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)條件、罐體強(qiáng)度及滲漏防護(hù)措施都未作嚴(yán)格規(guī)定，地下儲(chǔ)油罐泄漏事故時(shí)有發(fā)生，而且隨著罐體的逐漸老化，這一問(wèn)題將日益突出.20世紀(jì)80年代中期以來(lái)，土壤污染逐步得到重視，一些發(fā)達(dá)國(guó)家開始在土壤修復(fù)技術(shù)開發(fā)方面投入大量的資金進(jìn)行研究。20世紀(jì)末，土壤環(huán)境的保護(hù)與治理開始引起人們的廣泛關(guān)注，各種關(guān)于地下儲(chǔ)罐污染區(qū)的土壤修復(fù)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。本文將土壤污染的各種修復(fù)技術(shù)進(jìn)行介紹和總結(jié)正文。1修復(fù)技術(shù)目前，理論上和技術(shù)上可行的石油污染土壤的修復(fù)方法從功能載體上分主要有生物修復(fù)技術(shù)、物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)、綜合修復(fù)技術(shù)等幾種，根據(jù)污染土壤處理是否改變位置，又可分為異位修復(fù)方法與原位修復(fù)方法，部分方法已進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用階段并取得了較好的修復(fù)效果。物化修復(fù)方法土壤氣相抽吸方法土壤氣相抽吸方法(SoilVaporExtraction，SVE)是原位修復(fù)技術(shù)，用來(lái)修復(fù)被揮發(fā)性有機(jī)污染物(VolatileOrganicCompounds，VOCs)所污染的非飽和帶土壤。通過(guò)在地下層不飽和帶抽提氣相來(lái)強(qiáng)化土壤空氣的定向流動(dòng)，使流動(dòng)氣相夾帶VOCs遷移至地面設(shè)備以處理，是一種被廣泛認(rèn)可的、技術(shù)經(jīng)濟(jì)陛能較好的土壤修復(fù)技術(shù)。SVE方法比較適用于滲透性較好的、均質(zhì)的非飽和帶污染土壤的修復(fù).通常對(duì)受汽油等輕質(zhì)、易揮發(fā)石油產(chǎn)品污染土壤的修復(fù)效果較好。Crow和Fall等在汽油泄漏處設(shè)計(jì)了現(xiàn)場(chǎng)去污通風(fēng)系統(tǒng)結(jié)果表明：隨著氣流增加，汽油蒸汽去除速率也增加，修復(fù)效果較好。目前關(guān)于SVE的研究側(cè)重在數(shù)學(xué)模型開發(fā)、實(shí)驗(yàn)室規(guī)模或中試規(guī)模SVE技術(shù)研究。等通過(guò)建立氣體滲流場(chǎng)、污染物相間交換以及污染物隨氣流場(chǎng)運(yùn)移3個(gè)主要過(guò)程的物理和數(shù)值模型，對(duì)SVE系統(tǒng)清除污染物過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬進(jìn)行了深入的研究。王喜等，結(jié)合試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)土壤的土質(zhì)條件和含水率，通過(guò)測(cè)試了污染物在不同均質(zhì)土質(zhì)中的擴(kuò)散速，探討了優(yōu)化場(chǎng)地SVE通風(fēng)流量的方法。Fischer等用砂土箱在不同土壤含水率條件下做了SVE實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和模型計(jì)算，討論了此標(biāo)準(zhǔn)對(duì)SVE優(yōu)化設(shè)計(jì)的應(yīng)用。Bohn認(rèn)為當(dāng)SVE抽氣速率過(guò)大時(shí)，土壤濕度降低能降低凈化效率。1．1．2土壤清洗方法土壤清洗(SoilWashing，sw)，是使土壤中的污染物轉(zhuǎn)移到液相，并將處理后的土壤進(jìn)行回填、廢液處理后外排或回用的一種異位物化修復(fù)方法。主要包括：污染土壤的挖掘、污染土壤的清洗修復(fù)處理、污染物的固液分離、殘余物質(zhì)的處理處置和最終土壤處置等5個(gè)步驟.通常利用(生物)表面活性劑的增溶作用來(lái)加速SW過(guò)程.通常對(duì)受對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物、PCBs和石油等污染物污染的土壤修復(fù)效果較好，但不同的有機(jī)物污染可能需要不同的溶劑組合來(lái)完成修復(fù)過(guò)程，目前該方法在處理落地油和含油污泥等領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛。羅士平等采用十二烷基苯磺酸鈉和聚氧乙烯月桂基醚的復(fù)配物對(duì)遼河油田堆放半年以上的落地油污染土壤進(jìn)行了熱洗回收原油實(shí)驗(yàn)，脫油率為％.常銀環(huán)等以遼河油田的泥砂和稠油為實(shí)驗(yàn)原料，采用熱化學(xué)一攪拌水洗一重力沉降的方法處理后，泥砂中含油2．25mg/l趙虎仁等采用化學(xué)熱洗法多次重復(fù)洗滌后，將含油量為%的煉廠含油污泥洗滌至殘油含量為%污油回收率可以達(dá)到%。劉光全等采用化學(xué)破乳加械三相離心分離技術(shù)處理煉廠含油污泥，原油回收率達(dá)90%但其藥劑的用量很大。黃松芝等以孤東油田的罐底油泥和落地油污染土壤為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，經(jīng)過(guò)攪拌液化、加溫勻化、加藥和離心分離后，油的平均回收率達(dá)80％以上。何澤能等研究表明，采用曲拉通、平平加、壬基酚聚氧乙烯醚和石油烷基苯磺酸鈉等4種表面活性劑處理石油污染土壤效果較好，脫油率最高可達(dá)98％以上。1．1．3土壤淋洗方法土壤淋洗方法(SoilFlushing，SV)是利用淋洗.液的憎水性和增溶作用將土壤中的污染物轉(zhuǎn)移到液相，并將液相抽出處理后外排或回用的一種原位物化修復(fù)方法。與土壤清洗方法相比，該方法減了開挖受污染的土壤和回填處理后土壤的工序。但該方法在修復(fù)滲透性較差的土壤時(shí)，效果不佳。目前土壤淋洗修復(fù)方法研究主要集中在不同類型污染現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)技術(shù)研究、多種方法協(xié)同修復(fù)研究，以及高效淋洗液及其增溶機(jī)理研究等。1．1．4熱解吸方法熱解吸方法(ThermalDesorption，TD)是一種異位物理修復(fù)技術(shù)，該方法通過(guò)對(duì)受污染的土壤加熱，輔以抽真空等手段降低有機(jī)物沸點(diǎn)的方法，促使有機(jī)物揮發(fā)。同時(shí)利用系統(tǒng)的真空負(fù)壓或者載氣將水蒸氣、揮發(fā)態(tài)有機(jī)物收集后送至氣體處理系統(tǒng)，從而達(dá)到去處土壤中有機(jī)物的目的，對(duì)土壤中污染物處理效率可達(dá)99％以上。由于該方法加熱溫度范圍通常在200～600℃,因此該方法能耗較高,修復(fù)成本較大。1．2生物修復(fù)方法1．2．1生物通風(fēng)方法生物通風(fēng)(bio—venting，BV)是通過(guò)在石油污染現(xiàn)場(chǎng)安裝豎井向污染區(qū)域供給空氣或0，并利用土壤中的微生物對(duì)不飽和區(qū)中的有機(jī)污染物進(jìn)行生物降解的一種原位修復(fù)技術(shù)。該方法可以降解揮發(fā)度較小的有機(jī)污染物，又因?yàn)樗⑷丝諝饬枯^少，因此適用于較低滲透性土壤。國(guó)外學(xué)者開展Bioventing修復(fù)研究較早，已探明原位Bioventing修復(fù)方法的最優(yōu)性能、效率等，目前研究主要集中在Bioventing數(shù)值模擬模型開發(fā)、優(yōu)化，及其在現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、運(yùn)行過(guò)程中的應(yīng)用。理論上，任何可好氧降解的污染物均可以通過(guò)Bioventing修復(fù)過(guò)程得到最大程度的生物降解，Bioventing方法對(duì)較重石油烴產(chǎn)品(如柴油)污染土壤的修復(fù)效果較SVE要好，但需要較長(zhǎng)生物降解過(guò)程。如果對(duì)現(xiàn)修復(fù)結(jié)果要求較高，則需要詳細(xì)評(píng)價(jià)或與其他技術(shù)配合使用。1．2．2土壤耕作方法土壤耕作法(1andfarming)通過(guò)生物降解過(guò)程降低土壤中石油污染物濃度原位生物修復(fù)技術(shù)。該方法將受污染的土壤挖掘、翻動(dòng)、鋪開，通過(guò)通風(fēng)增加土壤中O，含量，并在處理過(guò)程中適當(dāng)增加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、礦物質(zhì)等調(diào)節(jié)土壤的條件，使微生物得到適宜的降解條件¨。這是一項(xiàng)有效的節(jié)省成本的方法，最初用于處理石油工業(yè)廢物及生活污泥，可在短短幾個(gè)月內(nèi)使石油濃度從70000mg/kg(7％的含量)降低到100-200mg/kg。該方法的主要缺點(diǎn)是占地面積較大，在土地稀缺地區(qū)不宜推廣。1．2．3生物堆肥方法生物堆肥方法(Biopiles)的修復(fù)過(guò)程與Landfarming相似，但卻是一種異位生物修復(fù)方法。通常是將石油污染土壤從污染地域挖出，運(yùn)輸?shù)疆惖囟逊e成條狀，中間留有田埂，便于收集產(chǎn)生的滲出液，避免處理現(xiàn)場(chǎng)土層的污染，生物修復(fù)處理后再運(yùn)回原地u。該技術(shù)的特點(diǎn)是在堆起的土層中鋪有管道，提供降解用水，并在污染土層以下設(shè)有多孔集水管，收集滲濾液。系統(tǒng)還可設(shè)有送氣管和空氣泵，以穩(wěn)定氧的補(bǔ)給。1．2．4生物泥漿方法生物泥漿方法(Bioslurry)是一種異位生物修復(fù)方法，將石油污染土壤挖出后置于生物反應(yīng)器內(nèi)，并與水、添加劑(營(yíng)養(yǎng)物、表面活性劑)、石油降解菌等混合成泥漿狀，并通過(guò)供氧、劇烈攪拌等條件控制使微生物與石油污染物接觸反應(yīng)，修復(fù)后的土壤脫水回填。該方法微生物相互作用和污染物降解機(jī)理方面與Landfarming和Biopiles一致，但Bioslurry強(qiáng)化了營(yíng)養(yǎng)物、電子受體及添加物的效果，容易控制降解條件，因此該方法對(duì)輕質(zhì)石油烴污染土壤的修復(fù)效果非常好，而對(duì)于石油重質(zhì)組分污染的修復(fù)可能需要借助特定微生物的參與或使用厭氧反應(yīng)器。1．2．5植物修復(fù)方法植物修復(fù)方法(Phytoremediation，PR)是利用植物及其根際圈微生物體系的吸收、揮發(fā)、轉(zhuǎn)化、降解等機(jī)制來(lái)清除土壤/水環(huán)境中污染物的一項(xiàng)新興污染環(huán)境治理技術(shù)，屬于廣義生物原位修復(fù)范疇。一般來(lái)說(shuō)，吸收能力強(qiáng)的植物與修復(fù)能力強(qiáng)的細(xì)菌、真菌等微生物聯(lián)合作用可以強(qiáng)化土壤修復(fù)。微生物對(duì)植物根系分泌物具有較強(qiáng)的選擇性，多種微生物聯(lián)合的群落比單種群落能降解更多種類的有機(jī)污染物。植物修復(fù)石油污染土壤的研究還處于實(shí)驗(yàn)室或中試規(guī)模階段，現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)研究未見(jiàn)報(bào)道目前研究重點(diǎn)也集中于對(duì)有機(jī)污染物吸收水平較高、根系具有特異分泌能力植物的篩選上，接種有機(jī)污染物降解微生物，建立高效植物修復(fù)體系。2展望隨著石油工業(yè)的發(fā)展，土壤石油污染正在不斷擴(kuò)大。對(duì)石油污染土壤進(jìn)行處理，使其在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到重復(fù)利用的標(biāo)準(zhǔn)，是污染土壤治理過(guò)程中亟待解決的問(wèn)題。對(duì)于污染物的處理，選擇哪些方法最適宜，除了要考慮處理污染物所在地點(diǎn)、污染物量的多少、處理效果的好壞、所需時(shí)間的長(zhǎng)短和處理的難易程度等技術(shù)因素外，處理費(fèi)用的高低是一個(gè)十分重要的因素。在生命科學(xué)已成為自然科學(xué)前沿的今天，對(duì)于石油污染的治理應(yīng)更多地采用低成本、無(wú)污染、高效率的生物治理技術(shù)。近年來(lái)，生物修復(fù)技術(shù)在國(guó)內(nèi)外都得到了較快的發(fā)展，一批具有特殊生理生化功能的植物、微生物應(yīng)運(yùn)而生，基因修飾、改造，克隆與基因轉(zhuǎn)移等現(xiàn)代生物技術(shù)的滲透，推動(dòng)了生物修復(fù)技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用與發(fā)展?？傊?，在石油污染土壤治理過(guò)程中，一方面要進(jìn)一步完善生物修復(fù)技術(shù)，使其成熟化和系統(tǒng)化；另一方面，要注意傳統(tǒng)方法與生物修復(fù)方法相結(jié)合，發(fā)揮各自優(yōu)點(diǎn)，使環(huán)境修復(fù)的過(guò)程成為一個(gè)有機(jī)的整體，達(dá)到系統(tǒng)化和最優(yōu)化，同時(shí)要綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。參考文獻(xiàn)[1]ParkerJC，RJLenhard，TKuppusamy．Aparametricmodel—forconstitutivepropertiesgoverningmultiphaseflowinporousmedia[J]．WaterResour．Res．，1987(23)：618—624．[2]CrowWL，ERAnderson，EMinugh．Subsurfaceventingofaporsemanatingfromhydrocarbonproductongroundwater[J]．GroundWaterMonitor．Rev．，1987(7)：51—57．[3]FallEW．In—situhydrocarbonextraction：acasesmdy[J]．HazardousWasteContaminant，1989(1)：1—7．[4]張丙印，王昆泰，師瑞鋒．土