【摘要】：污染土壤的微生物修復(fù)技術(shù)具有費用低、處理效果好、無二次污染等優(yōu)點，可用于被石油烴、重金屬等污染物污染的土壤治理，但該技術(shù)存在修復(fù)周期長和特定高效降解菌難以獲得等不利因素。土壤通氣（Soil Venting，SV）技術(shù)是用于修復(fù)不飽和區(qū)域土壤中揮發(fā)性有機物的新興修復(fù)技術(shù)，該技術(shù)包括土壤氣相抽提（Soil Vapor Extraction，SVE）及其衍生技術(shù)如生物通風(fēng)技術(shù)（Bioventing，BV）等，土壤通氣技術(shù)對于土壤滲透性要求較高并且后期存在拖尾效應(yīng)。實際修復(fù)工程中單一修復(fù)技術(shù)往往不能解決土壤的石油烴污染問題，因此對土壤通氣（SVE/BV）-微生物降解耦合修復(fù)技術(shù)進行深入研究是十分必要的。 對來自遼河油田污泥和天津開發(fā)區(qū)某現(xiàn)場被輕質(zhì)油污染的土壤中的微生物進行了篩選、分離，得到了四株能夠?qū)υ秃洼p質(zhì)油降解的高效微生物菌株，并確定了優(yōu)勢菌種適宜的生長條件。同時對石油降解菌株固定化載體的選擇進行研究，綜合考慮載體的吸菌量、持水能力及密度等特性，確定了實驗條件下固態(tài)菌劑的最佳載體。 以天津開發(fā)區(qū)現(xiàn)場具有代表性的粘性土壤-淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾粉砂為研究對象，通過吸附平衡實驗和原油降解實驗探討了該類型土壤對原油的吸附性能以及高效石油降解菌對該土壤中原油的降解規(guī)律。通過吸附實驗確定吸附常數(shù)等參數(shù)，探討原油在土壤中的吸附機理。采用生物泥漿法考察了原油在現(xiàn)場粘性土壤中的降解規(guī)律，并且對一級降解動力學(xué)模型進行了改進。本文同時考察了表面活性劑對土壤中原油降解的影響，發(fā)現(xiàn)鼠李糖脂在降解初期能明顯促進土壤中原油的降解。 基于高效石油降解菌劑的自然通風(fēng)技術(shù)在遼河油田的應(yīng)用研究中，采用土壤自然通風(fēng)（輔助以定期深翻）-微生物降解的異位修復(fù)方法，驗證了添加微生物菌劑在油田油泥中的應(yīng)用效果，該固態(tài)菌劑對土壤中原油的降解效果明顯優(yōu)于自然降解�，F(xiàn)場試驗條件下，微生物生長相對生長緩慢，仍符合一級生長動力學(xué)，但沒有明顯的延遲期及對數(shù)生長期等階段。 在天津開發(fā)區(qū)某輕質(zhì)油污染場地建立原位修復(fù)試驗體系，系統(tǒng)地研究了揮發(fā)性石油烴的土壤通氣（SVE/BV）-微生物降解耦合修復(fù)的機理。單井穩(wěn)態(tài)抽氣試驗，確定了SVE/BV過程的氣相壓力分布、不飽和區(qū)域土壤（粘性土壤）的空氣滲透率、壓力影響半徑等重要參數(shù)�，F(xiàn)場優(yōu)勢土著微生物（細(xì)菌）的原位自然馴化階段（1~140天），考察了土壤含水量、 pH值以及土壤環(huán)境溫度等因素對微生物生長的影響。 現(xiàn)場條件下，土壤中揮發(fā)性石油烴（異辛烷）的去除經(jīng)歷了105天，以土壤通氣開始時間為節(jié)點，劃分為單純微生物降解（33~132天）和土壤通氣（SVE/BV）-微生物降解耦合過程（133~138天）兩個階段。通過單純微生物降解試驗，獲得了生物降解動力學(xué)模型參數(shù)；通過單井穩(wěn)態(tài)土壤通氣試驗研究了抽提尾氣中的污染物去除機制，尾氣中的異辛烷的去除符合冪函數(shù)關(guān)系。頂空法測定土壤固相中污染物（異辛烷）的初始質(zhì)量百分比含量為0.30％，單純生物降解階段污染物的去除率為63.33％，而土壤通氣（SVE/BV）-微生物降解耦合修復(fù)過程污染物的去除率達到了72.73％�，F(xiàn)場試驗證明采用土壤通氣（SVE/BV）-微生物降解耦合修復(fù)技術(shù)，可有效去除不飽和區(qū)域土壤中的揮發(fā)性石油烴。 在對土壤通氣的氣相流動方程和石油烴污染土壤微生物降解模型分析的基礎(chǔ)上，，提出了揮發(fā)性石油烴的土壤通氣（SVE/BV）-微生物降解耦合修復(fù)傳質(zhì)模型，并對單井抽氣系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)流場下的傳質(zhì)模型進行了求解。模擬污染物（異辛烷）去除的模型計算結(jié)果與現(xiàn)場數(shù)據(jù)基本吻合，說明本文提出的數(shù)學(xué)模型能夠?qū)ΜF(xiàn)場土壤通氣-微生物修復(fù)過程進行正確預(yù)測。 本文研究成果，特別是揮發(fā)性石油烴的原位土壤通氣（SVE/BV）-微生物降解耦合修復(fù)的試驗和理論研究成果可作為土壤修復(fù)中試或現(xiàn)場修復(fù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和參考依據(jù)。
【圖文】：

2.1 石油烴污染物在土壤不飽和區(qū)域運移基本規(guī)律2.1.1 土壤不飽和區(qū)域石油烴污染物運移物理模型通過如圖2-1所示由于地下儲油罐或輸送管道泄漏石油產(chǎn)品而使土壤和地下水受到污染的例子，來分析石油烴污染物在土壤不飽和區(qū)域（滲流區(qū)或包氣帶）的基本運移規(guī)律。

后放入 30℃恒溫冷凍搖床，搖勻 2 h 后取出，靜置 30 m過平板計數(shù)法考察 10 d 內(nèi)土壤中初始微生物數(shù)量及菌落中細(xì)菌采用 LB 培養(yǎng)基、霉菌采用察氏培養(yǎng)基、放線菌采養(yǎng)基的組成見附錄一。好的土壤樣品上層清液稀釋為 10、102、103、104倍四個土壤溶液稀釋液 0.1 mL，用耙子將其均勻地涂布在固態(tài)放入培養(yǎng)箱培養(yǎng)。培養(yǎng)箱溫度設(shè)定為 30℃。以上操作均土壤中土著微生物種類分析通氣和微生物現(xiàn)場修復(fù)試驗之前，本節(jié)首先考察揮發(fā)性石生物的初始狀態(tài)，并以此做為本底值。實驗中所使用的實見 3.1 節(jié)。微生物篩選和分離流程（24 h）如圖 3-9 所示。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：X53

【參考文獻】

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1 鄭遠(yuǎn)揚;;石油污染生化治理的進展[J];國外環(huán)境科學(xué)技術(shù);1993年03期

2 孟慶云,張鵬;MC-109菌株對石油污染土壤中原油降解的研究[J];北京化工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1998年01期

3 顧傳輝,陳桂珠;石油污染土壤生物修復(fù)[J];重慶環(huán)境科學(xué);2001年02期

4 李希明,向蘭,柯家駿;微生物降解含油廢水——微生物降解耗氧速率研究[J];重慶環(huán)境科學(xué);1998年01期

5 李海龍,焦赳赳;海潮引起的濱海地區(qū)包氣帶氣壓周期性變化的數(shù)值模擬[J];地球科學(xué);2003年05期

6 齊永強,王紅旗,劉敬奇;土壤石油微生物降解影響因子的正交實驗分析[J];地球?qū)W報;2003年03期

7 李曄,陳新才,王焰新;石油污染土壤生物修復(fù)的最佳生態(tài)條件研究[J];環(huán)境科學(xué)與技術(shù);2004年04期

8 宋新山;吳應(yīng)玲;陳棟;;基于MATLAB的對流彌散方程的不穩(wěn)定源解[J];環(huán)境科學(xué)與技術(shù);2008年11期

9 王青海;鄭軍芳;賈海紅;劉偉;;阻滯系數(shù)及其測試方法分析[J];輻射防護;2008年04期

10 汪嶸,趙穎怡,張云開,韋宇拓,林瑩;高密度培養(yǎng)基因工程菌的條件優(yōu)化[J];廣西農(nóng)業(yè)生物科學(xué);2002年01期

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1 薛強;石油污染物在地下環(huán)境系統(tǒng)中運移的多相流模型研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2004年

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1 盧麗麗;石油污染土壤的植物修復(fù)研究[D];西安建筑科技大學(xué);2008年

本文編號：2661487