引言毒性较强,不仅会降低土壤孔隙度,阻碍水分与养分传输,还会通过食物链富集,带来潜在的人体健康风险。因随着我国油气资源开发规模持续扩大,油田作业区、此,开展石油污染土壤治理技术研究,对于矿区生态修储油站、输油管线周边土壤石油污染问题逐步凸显。原油复、土地复垦利用具有重要现实意义。现阶段石油污染土进入土壤之后,轻质组分挥发扩散,重质组分长期吸附固壤修复技术分为物理修复、化学修复以及生物修复三大定在土壤颗粒内部,形成持久性有机污染。石油烃类物质
键,将难降解大分子污染物转化为小分子易降解中间产土壤总石油烃采用紫外分光光度法进行测定;土壤pH物,降低污染物对微生物的抑制毒性;后续依靠驯化后的值采用电位法(土水比1:2.5)测定;土壤有机质采用重铬石油降解菌完成残余污染物的矿化分解,在保证修复效率酸钾容量法;采用稀释涂布平板法计数土壤中石油降解微的前提下减少化学药剂投加量,降低工程成本,最大程度生物数量。石油烃去除率计算公式:保护土壤原有生态结构。近年来耦合修复技术成为土壤修0100tCCCη−=×(1)复领域的研究热点,但不同土质、不同污染浓度条件下工0艺参数差异较大,实际工程推广缺少本地化试验数据支式中:η——石油烃去除率,%;C0——土壤初始石油烃撑。文章通过室内模拟对比试验,探究芬顿氧化预处理耦含量,mg/kg;Ct——修复t时刻土壤石油烃含量,mg/kg。合生物修复体系对石油烃的去除效果,分析修复过程土壤
理化指标变化,优化工艺控制条件,为石油污染场地工程[1]。化修复提供数据支撑与技术方案
经过60d试验周期,各组土壤总石油烃去除结果如表2所示。
表2不同修复方式在不同时间节点的石油烃去除率(%)试验供试土壤采集自某油田落地油污染场地表层0~30组别第7d去除率第20d去除率第40d去除率第60d去除率cm污染土壤,剔除石块、植物残根,自然风干后过2mm标准土壤筛,充分混合均匀备用。初始检测土壤总石油烃A(空白)2.134.266.829.15(TPH)含量为7236mg/kg,属于中重度石油污染。空白B(芬顿氧化)38.4142.5544.1745.20对照组选用周边未受污染农田表层土壤,土壤质地为砂壤C(单一生物)5.6418.3232.7541.33土,土壤pH值7.62,有机质含量18.35g/kg。试验所用原油取自当地油田区块;芬顿试剂采用分析纯硫酸亚铁、过D(耦合修复)36.7851.2462.5869.47氧化氢;降解菌选用从污染土壤中分离驯化得到的混合石空白对照组A依靠自然挥发、风化作用降解石油烃,[2]。油降解菌,菌种经过富集培养制成菌悬液备用整体去除效率极低,60天去除率仅9.15%,自然修复效果十分有限。B组单一芬顿氧化在前7天反应速度最快,短
时间内快速降解大量石油烃,但氧化反应后期药剂消耗完试验设置4个处理组别,每个组别设置3组平行样毕,后续降解提升幅度很小,最终去除率45.20%,化学氧品,试验周期共计60d。化只能降解一部分易氧化组分,残留重质芳烃难以继续分处理A:空白对照组,不添加氧化剂与降解菌,自然解。C组单一生物修复前期降解速度缓慢,前期污染物毒静置培养;性抑制微生物活性,随着微生物逐步适应环境,降解速率处理B:单纯芬顿高级氧化处理组,一次性投加优化持续上升,60d去除率达到41.33%,修复周期长,整体效剂量芬顿试剂;果弱于耦合工艺。D组耦合修复前期依靠芬顿氧化破坏大处理C:单纯生物修复组,只投加石油降解菌菌液与分子石油烃,降低毒性;氧化阶段结束中和土壤酸碱度之营养盐;后,微生物快速繁殖,在60d阶段持续高效降解中间产处理D:芬顿氧化耦合生物修复处理组,先进行芬顿物,最终去除率达到69.47%,修复效果明显优于单一修复预处理,静置反应7d之后,调节土壤pH,投加降解菌与[3]。方式,两种技术形成良好协同作用氮磷营养盐开展生物修复。试验控制土壤含水率维持在田间持水量的60%左右,
放置于恒温培养箱,环境温度设置为25℃,定期补水保持芬顿氧化反应会释放氢离子,造成土壤pH下降。B组土壤湿度稳定。分别在试验第7d、20d、40d、60d采集单纯芬顿处理7d后土壤pH下降至5.21,土壤酸化明显,土壤样品,测定土壤中石油烃含量、pH值、有机质等指强酸环境不利于微生物生存。耦合修复D组在氧化反应完11成之后添加石灰调节土壤pH恢复至中性范围7.0~7.5,创难降解大分子石油烃;氧化完成之后调控土壤pH至中性造适宜微生物生长的中性环境,保障后续生物降解顺利开环境,能够保障石油降解微生物正常生长繁殖,实现污染展。单一生物修复C组土壤pH整体波动较小,维持在物深度降解。7.3~7.6区间。耦合工艺通过预处理后pH调控,规避了高(3)高级氧化生物耦合修复技术药剂消耗量更低,对级氧化对土壤环境的破坏问题。土壤原生生态扰动更小,修复成本可控,适合油田区域大面积石油污染土壤治理,具备良好的工程推广价值。在实
际场地修复施工中,需要结合地块污染特征优化药剂投加试验初期,高浓度石油污染物对微生物存在毒害作量与微生物修复运行参数,制定适配的原位修复施工方用,原始土壤降解菌数量偏低。芬顿直接处理的B组经过案。强氧化作用,土壤微生物大量死亡,菌群数量处于极低水平。耦合处理D组在氧化阶段完成、中和调制接种菌剂之
后,土壤环境毒性降低,营养充足,石油降解菌群快速增本次试验通过设置空白对照、单一高级氧化、单一生殖,在修复中后期保持较高生物量,依靠微生物代谢持续物修复以及氧化—生物耦合修复四组对比试验,系统探究[4]。分解残留石油污染物,体现耦合体系的协同优势了不同修复技术对油田石油污染土壤的治理效果。试验结果充分证实,单一修复方式均存在明显短板,芬顿高级氧
化降解速度快但治理深度不足,易造成土壤酸化、破坏原芬顿高级氧化可以快速破坏石油烃大分子环状结构,有土壤生态环境;生物修复绿色低耗但降解周期长、前期把难降解的高分子重质石油组分转化为小分子烷烃,降低受污染物毒性抑制明显。相比之下,高级氧化耦合生物修污染物生物毒性,为微生物降解消除毒性抑制障碍。但是复模式能够充分发挥两种技术的协同优势,依托芬顿氧化单纯依靠化学药剂氧化很难将污染物完全矿化,过量氧化的强氧化作用断裂石油烃长链结构、破坏多环芳烃稳定环剂还会酸化土壤,杀灭土著微生物,破坏土壤生态功能。结构,有效降低污染物生物毒性,为土壤微生物的生长繁纯生物修复安全环保,但高浓度石油污染会抑制微生物活殖与代谢降解创造适宜条件。后续微生物可持续分解残留性,前期降解速率缓慢,修复周期过长,难以满足工程治小分子污染物,实现土壤石油烃的深度去除,修复效果显[5]。理的时效要求著优于单一治理工艺。高级氧化生物耦合修复实现两种技术优势互补,适度总体而言,高级氧化耦合生物修复技术治理效率高、化学氧化作为预处理手段,不需要投放大量氧化剂,减少对土壤原生结构扰动小、整体经济与生态效益突出,能够药剂成本以及二次污染风险;预处理之后通过pH调节、较好适配油田区域大面积中度石油污染土壤的治理需求,补充营养盐,构建适合降解微生物生存的土壤微环境,充具备较强的实际工程应用价值与推广前景。后续可继续优分发挥生物修复低成本、深度降解的优势,提升整体修复化药剂投加比例、菌剂投放量以及水土环境调控参数,进效率。在实际工程应用过程中,应当控制合理的氧化剂投一步完善原位耦合修复工艺体系,为矿区污染土壤综合治加比例,避免过度氧化损伤土壤生态系统;同时结合场地理、生态恢复及土地再利用提供更加成熟、可靠的技术支实际污染浓度、土壤质地动态调整菌剂投加量与营养配撑。比,保障耦合修复体系稳定运行。耦合修复技术更加适合油田区域大面积中度石油污染