【摘要】：污染土壤的微生物修復(fù)技術(shù)具有費(fèi)用低、處理效果好、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)，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(zhǎng)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(jī)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(duì)于土壤滲透性要求較高并且后期存在拖尾效應(yīng)。實(shí)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(wèn)題，因此對(duì)土壤通氣（SVE/BV）-微生物降解耦合修復(fù)技術(shù)進(jìn)行深入研究是十分必要的。 對(duì)來(lái)自遼河油田污泥和天津開(kāi)發(fā)區(qū)某現(xiàn)場(chǎng)被輕質(zhì)油污染的土壤中的微生物進(jìn)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(shì)菌種適宜的生長(zhǎng)條件。同時(shí)對(duì)石油降解菌株固定化載體的選擇進(jìn)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(shí)驗(yàn)條件下固態(tài)菌劑的最佳載體。 以天津開(kāi)發(fā)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)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(duì)象，通過(guò)吸附平衡實(shí)驗(yàn)和原油降解實(shí)驗(yàn)探討了該類型土壤對(duì)原油的吸附性能以及高效石油降解菌對(duì)該土壤中原油的降解規(guī)律。通過(guò)吸附實(shí)驗(yàn)確定吸附常數(shù)等參數(shù)，探討原油在土壤中的吸附機(jī)理。采用生物泥漿法考察了原油在現(xiàn)場(chǎng)粘性土壤中的降解規(guī)律，并且對(duì)一級(jí)降解動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行了改進(jìn)。本文同時(shí)考察了表面活性劑對(duì)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(jìn)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(yàn)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(duì)土壤中原油的降解效果明顯優(yōu)于自然降解�，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)條件下，微生物生長(zhǎng)相對(duì)生長(zhǎng)緩慢，仍符合一級(jí)生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)，但沒(méi)有明顯的延遲期及對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期等階段。 在天津開(kāi)發(fā)區(qū)某輕質(zhì)油污染場(chǎng)地建立原位修復(fù)試驗(yàn)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(jī)理。單井穩(wěn)態(tài)抽氣試驗(yàn)，確定了SVE/BV過(guò)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(chǎng)優(yōu)勢(shì)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(duì)微生物生長(zhǎng)的影響。 現(xiàn)場(chǎng)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(kāi)始時(shí)間為節(jié)點(diǎn)，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(guò)程（133~138天）兩個(gè)階段。通過(guò)單純微生物降解試驗(yàn)，獲得了生物降解動(dòng)力學(xué)模型參數(shù)；通過(guò)單井穩(wěn)態(tài)土壤通氣試驗(yàn)研究了抽提尾氣中的污染物去除機(jī)制，尾氣中的異辛烷的去除符合冪函數(shù)關(guān)系。頂空法測(cè)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(guò)程污染物的去除率達(dá)到了72.73％�，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)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(duì)土壤通氣的氣相流動(dòng)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(duì)單井抽氣系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)流場(chǎng)下的傳質(zhì)模型進(jìn)行了求解。模擬污染物（異辛烷）去除的模型計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)基本吻合，說(shuō)明本文提出的數(shù)學(xué)模型能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)土壤通氣-微生物修復(fù)過(guò)程進(jìn)行正確預(yù)測(cè)。 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(yàn)和理論研究成果可作為土壤修復(fù)中試或現(xiàn)場(chǎng)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(yùn)移基本規(guī)律2.1.1 土壤不飽和區(qū)域石油烴污染物運(yùn)移物理模型通過(guò)如圖2-1所示由于地下儲(chǔ)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(lái)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(yùn)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(guò)平板計(jì)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(jiàn)附錄一。好的土壤樣品上層清液稀釋為 10、102、103、104倍四個(gè)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(chǎng)修復(fù)試驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中所使用的實(shí)見(jiàn) 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(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：X53

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2661487