生物通风法处理土壤石油污染.pptx

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,石油烃污染生物通风修复,组长：吴帝卿,组员：李嫚嫚,贺方路,熊申祎,1/17,修复前沿技术,4,修复技术特征,2,修复案例,3,修复机理,1,2/17,石油污染是指石油开采、输、装卸、加工和使用过程 中，因为泄漏和排放石油引发污染。,输油管线腐蚀渗漏污染土壤和地下水源，不但造成土壤盐碱化、毒化，造成土壤破坏和废毁，而且其有毒物能经过农作物尤其是地下水进入食物链系统，最终直接危害人类,。,3/17,生物通风技术介绍,生物通风,（,bioventing,）又称土壤曝气，是基于改变生物降解环境条件而设计。它是原位生物修复一个方式。如图：,生物通风法处理对象范围较传统,SVE,法，不但适合用于处理小分子石油组分，而且适合用于修复原油中重组分对土壤污染，该技术还能够大大降低抽提过程中尾气处理成本。,4/17,生物通风技术介绍,生物通风是利用土壤中微生物对不饱和区中有机物进行生物降解，而在毛细管区和保护区土壤不受影响。可采取向不饱和区注入空气（或氧气）、添加营养物（氮和磷酸盐）和接种特异工程菌等办法来提升生物通风过程中微生物降解能力，空气注入能够采取注射井或抽提井，采取抽提井生物通风技术以下列图所表示：,5/17,微生物个体微小，比表面积大，代谢速率快。,微生物种类繁多，分布广泛，代谢类型多样。,微生物繁殖快，易变异，适应性强。,能合成降解酶，体内含有调控系统,质粒，还含有共代谢作用。,降解有机物微生物特征,6/17,一、修复机理,石油烃,引发,微生物细胞膜通透性增加,使之,细胞膜基本功效丧失,蛋白质组成进而改变膜结构,造成,膜屏障和能量转换功效被破坏,同时,还影响与膜结合或附着在膜上各种酶活性,另外,增加了膜流动性,改变,7/17,石油污染生物降解,芳香烃生物降解,石油污染生物降解,环烷烃生物降解,石油污染生物降解,直链烷烃生物降解,8/17,二、生物通风技术特征,缺点,污染物初始浓度很高,会对微生物有害作用。,操作时间长，受到土柱微生物,类型限制。,不适合用于处理低渗透率、高含水率、高粘度土壤。,优点,治理成本低,处理效果好,没有或极少有二次污染,操作灵活，简便,1,、生物通风技术优缺点,9/17,2,、生物通风技术修复效果影响原因,污染物浓度,可生物降解性,污染物原因,影响生物通风技术原因很多，除污染物本身性质外，还包含土壤结构、环境因子以及微生物性质等。,土壤原因,包含土壤气体渗透率、土壤含水率、土壤氧气含量、土壤温度、土壤,pH,、土壤中营养物含量和电子受体类型。,土壤中石油污染物生物降解与土壤中可降解菌含量有亲密关系，土壤中加入石油降解优势菌能大大提升生物降解速度。,微生物原因,土壤中石油污染物生物降解与土壤中可降解菌含量有亲密关系，土壤中加入石油降解优势菌能大大提升生物降解速度。,微生物原因,10/17,三、修复案例,生物通风技术在美国犹他州空军基地应用,三、修复案例,11/17,1998,年年底，美国犹他州某空军基地因航空发动机燃料泄露，使,0.4ha,、深度到达,15m,土壤受到污染，土中油浓度最高到达,5000mg/kg,。,为了处理约,90t,航空燃料油泄漏造成地下及地表土壤污染，应用了生物通风技术，在污染区块土壤中打了多口井，对应地安装鼓风机和抽真空机，将空气（空气中加入氮、磷等营养元素，为土壤降解菌提供营养物质）强行注入土壤中，然后抽出，大部分低沸点、易挥发有机物直接随空气一起抽出去除。而高沸点重组分有机物主要是在微生物作用下，被彻底矿化为二氧化碳和水。,经过,9,个月生物修复处理，共去除了,62.6t,污染物，经监测和研究发觉，在去除污染物中部分是因为微生物降解完成，大约占去除污染物,15%,20%,。这也说明，土壤中微生物对燃料油也含有很大降解活性。,12/17,四、修复前沿技术,1,、生物通风发展历史,1980,年，美国,Texas,研究所最先认识到了用土壤通风来促进石油有机物原位生物降解价值。,1989,年美国,Hill,空军基地用,SVE,对其因为航空燃料油泄漏引发土壤污染进行修复。,1995,年以后，,BV,现场应用愈加广泛，已成为原位土壤修复技术中最为有效和流行一个方法。,在,1992-1995,年期间，美国空军已经在,142,个地点应用了生物通风技术进行了土壤修复试验。,发 展 史,13/17,2,、生物通风影响原因和强化技术研究,添加营养物质,试验和现场应用都表明，适当添加营养物能够促进生物降解,在严寒地域，土壤温度成为限制原因，增加土壤温度后可提升生物降解性。,温度,氮源,除了营养物质外，其它环境原因也经常成为生物通风限制原因。,土壤湿度,试验室中研究表明，土壤温度大，则生物转化率高。,加入优势菌,土壤中加入石油降解优势菌能大大提升生物降解速度。,14/17,From:,15/17,石油污染生物降解,芳香烃生物降解,芳香烃是主要石油组分，是修复土壤污染应优先控制污染物。其代谢机理为芳香烃由加氧酶氧化为儿茶酚，二羟基化芳香环再氧化，邻位或间位开环。邻位开环生成已二烯二酸，再氧化为,-,酮已二酸，后者再氧化为三羧酸循环中间产物琥珀酸和乙酰辅酶,A,。间位开环生成,2-,羟已二烯半醛酸，深入代谢生成甲酸、乙醛和丙酮酸。以上反应见下式：,16/17,石油污染生物降解,环烷烃生物降解,环烷烃在石油馏分中占有较大百分比，在环烷烃中又以环己烷和环戊烷为主，没有末端烷基环烷烃，它生物降解原理和链烷烃次末端氧化相同。首先混合功效氧化酶（羟化酶）氧化产生环烷醇，然后脱氢得酮，深入氧化得内酯，或直接开环，生成脂肪酸。以环已烷为例，其反应式以下：,17/17,