石油污染土壤生物通风堆肥修复研究

论文摘要

本文采用生物通风堆肥的方法,在实验室通过柱实验,对石油污染土壤的生物修复进行模拟研究。在柴油污染石英砂通风实验的基础上,分别进行了以脱水活性污泥为堆肥原料与柴油污染的土壤混合堆肥的实验和以生物有机肥为堆肥原料与原油污染的土壤混合堆肥的实验,考察了生物通风堆肥法修复石油污染土壤的效果。主要取得了以下研究成果:⑴通过实验,得出了在室温和强制通风的条件下,油污土与堆肥原料以不同比例混合堆肥处理一段时间后污染物的总去除率。当柴油污染土壤的初始含油量为5.00×104mg·kg-1时,经过45天处理,柴油的去除率达64%以上;当原油污染土壤的初始含油量约为7.00×104mg·kg-1时,经过40天处理,原油的去除率达45%以上,都高于对照实验（分别为49.56%、18.62%）。经与其他研究者的研究结论相比较,可以确定本修复方法具有较高的石油去除率。⑵生物降解是石油污染物去除的主要途径。生物降解在总去除率中所占的比例约为96%,挥发所占的比例仅约为4%,挥发的油主要由C9～C16范围内的石油烃组分组成;活性炭所吸附的及堆料中的石油组分含量的变化均证明了石油生物降解的发生。⑶在油污土与堆肥原料分别以8:2、7:3和5:5（干重）的比例混合堆肥的实验中,两组实验的结果都显示,当油污土与堆肥原料以7:3（干重）的比例混合时,石油的总去除较高,污染物的去除最为彻底。该结论具有重要的工程技术意义。⑷相关系数显示,石油的生物降解符合一级动力学规律。当油污土与堆肥原料以7:3（干重）的比例混合时,柴油的生物降解一级反应速率常数（Kt）为0.0205d-1,是对照实验（Kt=0.0153d-1）的1.34倍,柴油降解的半衰期（t1/2）为33.81天,而对照实验为45.30天;原油的生物降解一级反应速率常数（Kt）为0.0175d-1,是对照实验（Kt=0.0047d-1）的3.72倍,原油降解的半衰期为39.61天,大约是对照实验（t1/2=147.5天）的1/4。⑸实验中所选用的脱水活性污泥和生物有机肥均为合适的堆肥原料,它们的加入均可促进石油的生物降解。⑹作为污染物得到降解的直接证据,石油降解释放的CO2与生物降解去除率相关性较好,二者均可直接反映生物修复的效果。

论文目录

• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 土壤石油污染的种类和来源
• 1.1.2 土壤石油污染现状及其危害
• 1.1.3 选题依据与研究意义
• 1.2 石油污染土壤生物修复国内外研究现状
• 1.2.1 生物修复技术概述
• 1.2.2 石油降解特性研究
• 1.2.3 微生物降解影响因素研究
• 1.2.4 石油烃降解菌的筛选、鉴定及降解能力研究
• 1.2.5 石油污染土壤生物修复的促进机制研究
• 1.2.6 石油污染土壤生物修复的实施途径研究
• 1.3 研究方案
• 1.3.1 研究目标
• 1.3.2 主要研究内容
• 1.3.3 分析方法
• 1.3.4 技术路线
• 2 柴油污染石英砂的通风实验
• 2.1 实验目的
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 材料
• 2.2.2 实验装置和仪器
• 2.2.3 实验条件
• 2.2.4 样品处理与分析方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 间歇通风实验
• 2.3.2 连续通风实验
• 2.4 小结
• 2.4.1 初步结论
• 2.4.2 存在的问题
• 3 生物通风堆肥修复柴油污染土壤的实验研究
• 3.1 实验目的
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 材料
• 3.2.2 实验装置和仪器
• 3.2.3 实验条件
• 3.2.4 样品处理与分析方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 实验运行期间土壤含油量及柴油去除率的变化
• 3.3.2 实验运行期间柴油组分的变化
• 3.3.3 柴油降解的半衰期
• 3.3.4 柴油生物降解率、累积生成的C02及FDA 活性之间的关系
• 3.3.5 柴油生物降解影响因素的变化
• 3.4 小结
• 3.4.1 初步结论
• 3.4.2 存在的问题
• 4 生物通风堆肥修复原油污染土壤的实验研究
• 4.1 实验目的
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 材料
• 4.2.2 实验条件
• 4.2.3 实验装置与分析方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 实验运行期间土壤含油量及原油去除率的变化
• 4.3.2 实验运行期间原油组分的变化
• 4.3.3 原油降解的半衰期
• 4.3.4 原油生物降解去除率与累积生成的C02的关系
• 4.3.5 原油生物降解影响因素的变化
• 4.4 小结
• 4.4.1 初步结论
• 4.4.2 存在的问题
• 5 两种油污土修复效果对比及其差异的原因分析
• 5.1 原油和柴油的生物可降解性对比及其机理探讨
• 5.1.1 原油的组成与性质概述
• 5.1.2 柴油的组成与性质概述
• 5.1.3 两种油的生物可降解性对比及其机理探讨
• 5.2 对两组实验结论的比较及其差异的原因分析
• 5.2.1 两组实验结论的一致性
• 5.2.2 两组实验结论的差异与原因分析
• 6 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 附录