石油污染生物修复技术.ppt

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1、石油污染的生物修复技术石油污染的生物修复技术当当今今世世界界，石石油油已已成成为为人人类类最最主主要要的的能能源源之之一一，大大量量的的石石油油及及其其加加工工品品进进入入环环境境，造造成成环环境境的的石石油油污污染染，给给人人类类乃乃至至整整个个生生物物圈圈带带来来危危害害，从从而而成成为为世世界界性性的的环环境境问问题题。在在对对石石油油污污染染治治理理的的研研究究中中，生生物物修修复复作作为为一一项项潜潜在在的的高高效效、低低成成本本的的清清洁洁技技术术正正日日益益受受到到重重视视。近近十十余余年年来来，国国际际上上对对生生物物修修复复的的研研究究更更加加活活跃跃，有有些些国国家家已已将

2、将此此技技术术用用于于污污染染土土壤壤的的实实际际修修复复，并并取取得得了了显显著著的的成成果。果。前前言言合成纤维合成橡胶合成橡胶合成洗涤剂合成洗涤剂医药医药化肥化肥炸药炸药油漆油漆石油化工石油化工原油脱盐脱水石油分馏石油气石油气(C1C4)汽油汽油(C5C11)煤油煤油(C10C16)柴油柴油(C15C18)重油重油截止到2006年底的数据世界十大原油生产国名次国家日均原油产量（万桶）沙特阿拉伯俄罗斯美国伊朗中国墨西哥加拿大阿联酋委内瑞拉挪威世界十大原油消费国世界十大原油消费国名次国家日均原油消费量（万桶）美国中国日本俄罗斯德国印度韩国加拿大巴西沙特阿拉伯是指原油和石油产品在开采、运输、是

3、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，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，最终影响到人类健降，并通过食物链，最终影响到人类健康的现象。康的现象。1、土壤的石油污染、土壤的石油污染1.1土壤石油污染来源土壤石油污染来源l溢油和泄漏；溢油和泄漏；l污水灌溉；污水灌溉；l油页岩矿渣堆放；

4、油页岩矿渣堆放；l大气沉降；大气沉降；l药剂等的施用。药剂等的施用。1.2石油污染土壤的影响危害石油污染土壤的影响危害l对土壤理化性质的影响；对土壤理化性质的影响；l对土壤微生物的影响；对土壤微生物的影响；l对土壤酶的影响；对土壤酶的影响；l对农作物的影响。对农作物的影响。1.3土壤石油污染生物修复的主要类型土壤石油污染生物修复的主要类型l原位生物修复原位生物修复 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染地自身微生物的自然

5、降解能力和人为创造的合适降解条件。降解条件。l异位生物修复异位生物修复 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，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。而且更强调人为控制和创造更加优化的降解环境。1.4土壤石油污染生物修复处理工艺土壤石油污染生物修复处理工艺原位处理工艺：原位处理工艺：1.泵处理泵处理P/T工艺工艺 2.2.生物通气工艺生物通气工艺 3.3.渗滤工艺渗滤工艺 4.4.空气扩散工艺空气扩散工艺异位处理工艺：异位处理工艺：1.1.土地耕作工艺土地耕作

6、工艺 2.2.预制床工艺；预制床工艺；3.3.堆腐修复工艺；堆腐修复工艺；4.4.反应器处理工艺反应器处理工艺1.5 石油污染土壤的原位生物修复石油污染土壤的原位生物修复 原原位位处处理理简简单单，经经济济，但但处处理理时时间间长长。在在长长期期的的处处理理过过程程中中，污污染染物物可可能能会会扩扩散散到到深深层层土土壤壤和和地地下下水水中中，因因而而该该技技术术适适用用的的对对象象为为被被污污染染时时间间较较长长且且情情况况已已经经基基本本稳稳定的土壤或面积广阔的区域。定的土壤或面积广阔的区域。(1)工工艺艺路路线线和和处处理理过过程程相相对对简简单单，不不需需要要复复杂的设备；杂的设备；(

7、2)处理费用较低；处理费用较低；(3)被被处处理理土土壤壤不不需需要要搬搬运运，对对周周围围环环境境影影响响小，生态风险小。小，生态风险小。原位生物修复的特点原位生物修复的特点（1）存在具有代谢活性的微生物；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；符合环保标准；（3）过程中生成的中间产物必须没有毒性；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；质，否则需要先行稀释或将该抑制剂无害化；（5）污染物

8、必须能够被微生物利用；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；活性，例如，适宜的温度、湿度等；（7）技术费用必须尽可能低。技术费用必须尽可能低。原位生物修复的前提条件原位生物修复的前提条件l微生物修复微生物修复l植物修复植物修复l植物植物微生物联合修复微生物联合修复原位生物修复的方法原位生物修复的方法微生物法微生物法 这种方法研究的最多，一般这种方法研究的最多，一般根据土壤污染状况，富集、驯化根据土壤污染状况，富集、驯化土著微生物，或人工接种培养代土著微生物，或人工接种培养代表性的土壤微生

9、物，以研究土壤表性的土壤微生物，以研究土壤微生物受土壤污染的影响变化，微生物受土壤污染的影响变化，及土壤的污染物含量变化。及土壤的污染物含量变化。目前在大多数实际的生物修复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高的活性，工程菌的应用受到较严格的限制。严格的限制。研究表明，有种类繁多的细菌、真研究表明，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，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、可降解性微生物但是由于吸附动力学、可降解性微生物群落、电子受体

10、竞争能力等方面的限制，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。土壤中的石油烃降解非常缓慢。原理原理:一一、植植物物直直接接吸吸收收并并在在组组织织中中积积累非植物毒性的代谢物；累非植物毒性的代谢物；二、植物促进生物化学反应的酶。二、植物促进生物化学反应的酶。植物修复植物修复品种选择品种选择:常常选选用用受受污污染染区区内内代代表表性性较较强强的的粮粮食食作作物物和和经经济济作作物物，如如：水水稻稻、小小麦麦、玉玉米米、花花生生、棉棉花花、油油菜菜、茶茶树树及及各各种种果果树树等。等。l利用植物及其根际微生物共存体系净化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土

11、壤中有机污染物。大部分植物根上都。大部分植物根上都有菌根菌生长，菌根菌和植物共生具有有菌根菌生长，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独特的代谢途径，可代谢自生菌不能降解的有机物。解的有机物。植物植物微生物联合修复微生物联合修复目目前前这这一一领领域域的的研研究究工工作作主主要要集集中中于于以以下下三三方面：方面：1 微生物的活性微生物的活性 2 石油烃生物可降解性研究石油烃生物可降解性研究 3 具有高效降解力的生物选择具有高效降解力的生物选择国内外研究现状国内外研究现状2、海洋石油污染、海洋石油污染l1989年年3月，美国埃克森公司月，美国埃克森公司“瓦尔德斯瓦尔德斯”号油

12、轮在阿拉号油轮在阿拉斯加州威廉王子湾搁浅，泄漏斯加州威廉王子湾搁浅，泄漏5万吨原油。沿海万吨原油。沿海1300公里公里区域受到污染，当地鲑鱼和鲱鱼近于灭绝，数十家企业区域受到污染，当地鲑鱼和鲱鱼近于灭绝，数十家企业破产或濒临倒闭。破产或濒临倒闭。l1991年年1月，海湾战争期间，伊拉克军队撤出科威特前点月，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，多达燃科威特境内油井，多达150万吨石油泄漏，污染沙特阿万吨石油泄漏，污染沙特阿拉伯西北部沿海拉伯西北部沿海500公里区域。公里区域。l2010 年年 4月，位于美国南部墨西哥湾的月，位于美国南部墨西哥湾的“深水地平线深水地平线”钻井平

13、台发生爆炸，事故造成的原油泄漏形成了一条长钻井平台发生爆炸，事故造成的原油泄漏形成了一条长达达 100多公里的污染带，造成严重污染。多公里的污染带，造成严重污染。我国的海洋石油污染事件我国的海洋石油污染事件l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。l1983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。l1984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。l2010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

14、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：石油入海途径：石油入海后的复杂变化l扩散扩散l蒸发蒸发l氧化氧化l溶解：溶解：低分子烃和有些极性化合物l乳化乳化：油包水乳化和水包油乳化l沉积沉积l海洋生物对石油烃的降解和吸收海洋生物对石油烃的降解和吸收石油海洋污染的影响与危

15、害l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。l据统计，1升升石油完全氧化达到无害程度，大约需要4万升万升的溶解氧。l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海水的蒸发，影响形成油膜覆盖海面阻碍海水的蒸发，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，使海平加对

16、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；破坏海滨风景区和面上升，并影响全球气候；破坏海滨风景区和海滨浴场海滨浴场 。对生物的危害l对幼鱼和鱼卵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。l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，破坏生物多样性生物多样性。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。海洋水体治理方法l机械物理机械物理l化学处理化学处理l生物处理生物处理