石油烃污染土壤.ppt

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改变土壤理化性质
土层间有机质、pH、 全氮、全磷、速效磷、
速效氮、速效钾含量
有显著差异
改变土壤微生物群落结构
对陆生植物的危害 对陆生动物的危害
生物相对活性较高的 土壤其自身降解石油 污染物的能力越强, 研究表明,石油污染 的土壤中三大类群微 生物相对数量细菌最 多, 放线菌次之,真 菌数量最少
石油污染土壤的修复:
物理 修复
化学 修复
生物 修复
物理修复:
• 20 世纪 80 年代以前的焚烧法、热修复法、换 土法、隔离法、机械法等物理方法,要求高温、 机械设备或更多人力等,成本较高,而且没有 从根本上解决污染问题,主要是使污染物发生 了转移,还需要对污染物进一步处理。目前, 这些物理方法多应用于一些突发性紧急事件。 (焦海华等,12年)
使用 汽车尾气的排放
石油在土壤中的迁移转化:
迁移 吸附和解吸
光解 生物降解
石油在土壤中的吸附和解吸:
吸附机理
分配作用
在含水介质中,土壤有 机质对有机污染物的溶 解作用,类似于化学中 的相似相溶原理,附着 物和吸着质之间没有强 烈的相互作用。
作用于土壤矿物质的表 面,其作用力是各种化 表面吸附作用 学键力,如氢键、离子 偶极键、配位键作用的 结果
• 张文等为研究超声波技术处理石油污染土壤的影响因 素,探究各因素对土壤中石油污染物清除率的影响, 研究表明超声波对土壤中石油污染物的净化效果明显, 土壤类型对净化效果的影响最为显著。
曝气修复技术:
• 曝气修复技术是一种去除水土环境中挥发性污染 物的高效技术,甚至应用于石油类污染地下水土 环境。
• 范伟等的研究表明,利用曝气修复技术可有效去 除挥发性污染物,且增加曝气流量有利于提高污 染物去除效 率,高渗透率介质中污染物去除效率 要高于低渗透率介质。
占主导作用。
年)
石油在土壤中的迁移:
存在于水相中随水流可以相对自由

地向土层深处迁移或发生平面的扩
石 迁移态 散运动

逸散于气态环境中可由空气携带漂

移,漂移过程中易于吸附在大气的粉

尘上,随着粉尘的降落而进入远离污
壤 中 的
染源的地表土壤,使污染物发生长距 离的迁移


吸附于颗粒物上的部分在一定时间内可
电修复法:
• 过程:将电极插入受污染的地下水及土壤区域。 在施加直流电后,形成直流电场,引起土壤孔隙 水及水中的离子和颗粒物质沿电场方向进行定向 的电渗析、电迁移和电泳运动,使土壤孔隙中的 水和荷电离子或粒子发生迁移运动。
超声波降解法:
• 利用超声空化现象所产生的机械效应、热效应和化学 效应对污染物进行物理解吸作用、絮凝沉淀作用和化 学氧化作用,从而使污染物从土壤颗粒上解吸,并在 液相中被氧化降解成 CO2和 H2O 或环境易降解的小 分子化合物。
• Gordon 等研究杂交杨树对 TCE(三氯乙烯) 的修复,结果表明,杂交杨树在其体内可 将 TCE 降解成三氯乙醇、氯代酮,最后降 解成 CO2.
动物修复:
• 一般是指通过土壤动物群的直接(吸收、 转化和分解)或间接作用(改善土壤理化 性质,提高土壤肥力,促进微生物和植物 的生长)而修复土壤污染的过程。
滞留态
能迁移的可能性小,但是在适当的外界条 件下,污染物会部分解吸,进入水相从而
发生迁移。
石油在土壤纵向的迁移:
石油烃在向下层迁移时,它的迁移速率以及可到达的深度 与土壤质地和石油性质(尤其是粘滞性)有密切的关系。
石油向周围环境的迁移::
石油在土壤中的光解:
• 对于在土壤环境中的石油类物质来说 ,光解反应 主要在两个方面进行 :
关于石油你可能不知道的:
• 1.石油的荧光性: • 石油在紫外光的照射下,由于不饱和烃及其衍
生物的存在而产生荧光的特性叫做石油的荧光 性。
特点:a.激发光源停止,发光现象立即停止。
b. 浓度消光现象:低浓度范围下,发光强度 与浓度呈正比,但是浓度超过某一临界值后, 发光强度反而降低,用溶剂稀释,发光强度 可以增加。
加大分子生态学技术在石油污染土 壤修复中的应用
• 一般作为生物修复的预处理。
生物修复法:
微生物修复 植物修复 动物修复
微生物修复:
• 微生物修复技术是指利用土壤中的土著微 生物或补充经驯化的高效微生物,在优化 的环境条件下,加速分解污染物,修复被 污染的土壤的方法。
• 修复机理在于,某些微生物能够利用石油 烃类物质作为其生长所需碳源和能源,并 在其体内酶的催化作用下将这些石油烃类 物质水解为甘油、脂肪酸,最后降解为水 和二氧化碳等代谢产物。
化学修复:
光催化法 化学洗涤法 化学氧化法
光催化法:
• 在有 O2条件下,利用太阳光能促使石油污染物发 生氧化分解。但这种自然降解方式降解速度较慢。 目前开发新型光催化剂方面的研究较多,一般有 氧化钨、硫化锌、二氧化钛等光催化剂。
• Tryba等以沉积法将 TiO2浸渍到活性炭粉末上,在 紫外光下降解石油污染中的主要含氧化合物,最 高去除率达到 88%。
案例分析:
以Bush-hass培养基为筛选培养基,从3种不同来源的石油污 染土壤中富集、分离、筛选获得16株可以以石油烃为唯一 碳源的菌株。对菌株的生理生化性质、石油烃降解效果、 菌株种属和菌株所含石油烃降解基因进行了检测。
菌株筛选实验方法:
• 以Bush-hass培养基为筛选培养基,以石 油烃为唯一碳源,从分别来自甘肃庆阳 (GQ)、陕北子长(SZ)和陕北清涧(SQ) 的石油污染土壤中筛选出16株菌。对 这16株菌做16SrRNA序列分析,得到其 细菌种属、数据库进入序列号及细菌 相似度等分析结果。
• 大量研究发现,石油类物质的可降解性是由其化 学组成决定的。例如,C10一C24的中等长度的链 烃降解速度相当快;而更长链的烷烃则不易降 解,当分子量超过500一600,一般不作为微生物 的碳源。(徐玉林,04年)
使土壤有机质含量增
石油污染土壤的危害:加全,氮、pH速升效高磷,、全速磷效、
氮含量降低,且不同
主要类型:
投菌法

原位修复 生物培养法 生物通风法
复 方
土地耕作法

堆肥法
异位修复 预制床法
生物反应器法
厌氧生物修复法
石油污染土壤微生物修复主要研究 方向:
① 营养物质的添加及量的配比研究 ② 同生菌群的研究 ③ 菌种筛选和基因工程菌的开发 ④ 表面活性剂对生物降解的强化作用
植物修复:
• 植物修复技术即利用植物来修复和消除由 石油烃类造成的土壤污染, 其主要是通过
➢直接吸收有机污染物 ➢释放分泌物和酶 ➢刺激根区微生物的活性并强化生物转化作
用这 3 种机制去除土壤中的有机污染物。
植物修复主要类型:
植物提取 植物降解 植物挥发 植物稳定化
• 凌婉婷等研究了 20 种植物根对土壤中多环 芳烃菲、芘的吸收作用,结果表明,菜心 根对菲和芘的吸收作用显著,45 d 后对菲 和芘的吸收量分别高达 11.9 和 428.3 mg/kg
化学洗涤法:
• 利用淋洗液的憎水性和增溶作用将土壤中的石 油污染物转移到液相中,并将液相抽离土壤并 进行另外的处理,再排放或回用的一种对土壤 修复方法。
• 目前,现场应用修复技术研究、多种方法协同 修复研究、高效淋洗液及其增溶机理等方面的 研究是该方法的研究热点(焦海华,12年)。
化学氧化法:
• 通过向石油污染土壤中喷洒或注入化学氧 化剂,使其与污染物质发生化学反应来实 现净化的目的。化学氧化剂有臭氧、过氧 化氢、高锰酸钾、二氧化氯及Fenton 试剂 等。
• ①经过分配作用逸散在大气中的部分 ,由于受到 直接的光照而发生有效的降解。
• ②在土层中的石油类物质 ,只有最表层的一小部 分可以受光照而发生降解。 绝大部分的石油类物质是滞留在土层的 ,所以 , 它们很少受到光照的影响而发生光解。
石油在土壤中的生物降解:
• 土壤微生物在适宜的环境条件下,可以把石油类 物质中的一定组分作为有机碳和能量的来源,同 时将它们降解。
不同产地的原油主要的物理性质:
石油的化学组成:
毒溶 性解 依度 次由 增小 大到

原 油 的 馏 分 组 成 :
石油的元素组成:
C H S N O 微量金属元素
组成石油的化学元素主要是碳(83%-87%)和氢(11%-14%), 其余 1%~4% 则为硫(0.06%-0.8% )、氮(0.02%-1.7% )、氧 (0.08%-1.82%)及微量金属元素。
• 2.石油的旋光性:
• 当偏振光通过石油时,石油能使其振动面旋 转一个角度,这种特性叫做旋光度。
• 原因:某些有机化合物结构不对称,具有手 征性。
3.石油的凝固性:
由于温度下降,由液态石油变为固态的现象。 采油过程中常见的结蜡现象就是原油的凝固 现象
石油进入土壤的途径:
石油的泄漏和溢油
含油固体废物的随意堆置 含油污水的灌溉和农用药剂的
石油在土壤中的迁移转化 及修复研究
目录
石油简介 石油进入土壤的途径 石油在土壤中的迁移转化
石油的危害 石油污染土壤的治理修复
石油简介:
石油是现代社会的最主要能 源之一,被称作“工业的血 液”。石油又称原油,地壳 上层部分地区有石油储存。
石油的物理性质:
• 石油的性质因产地而异,密度为0.8 1.0g/cm3,粘度范围很宽,凝固点差别很 大(30 ~ -60摄氏度),沸点范围为常温到 500摄氏度以上,可溶于多种有机溶剂, 不溶于水,但可与水形成乳状液。原油的 颜色非常丰富,有红、金黄、墨绿、黑、 褐红、甚至透明;原油的颜色是它本身所 含胶质、沥青质的含 量,含的越高颜色越 深。
• 原油浓度较低时,等温线 • 原油浓度较高时, Linear
中Linear部分是次要的, 部分是主要的, Langmuir
Langmuir 和freundlich部 和freundlich部分是次要
分是主要的,即吸附等温 的,即分配作用起主导作
线表现出明显的非线性吸 用,吸附等温线表现线性
附特征,此时,表面吸附 吸附特征(楚伟华,06
c) 当菌株含2种以上降解基因,且其中一种为α亚基 萘双加氧酶铁硫蛋白基因时,菌株对石油烃有较 好的降解效果,且菌株所含降解基因的种类与含 量与其降解能力之间呈现明确的正相关关系。
石油污染土壤修复技术研究展 望:
石油污染土壤综合修复技术的开发
完善石油污染土壤修复的工程设计
修复石油污染土壤的新型功能材料 的开发与利用
假单胞菌属 杆菌
菌株的生理生化特性与菌株对石油 烃的降解能力:
菌株的基因检测结果与降解能力的
相关性分析:
α亚基萘双加氧酶铁硫蛋白 基因
相关结论:
a) 在石油污染土壤中存在的假单胞菌和杆Βιβλιοθήκη Baidu相对 较多
b) 降解20 d时,有7株菌对石油烃降解率达31.5%~ 54.7%,有3株菌无明显降解效果。菌株的石油烃 降解率与其排油圈直径呈正相关关系,与其他特 性无明显相关关系。
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