地下水石油污染原位修复三维中试模拟研究

论文摘要

石油类污染占地下水污染的三分之一左右,其溶解度一般都非常的小,一般称为非亲水相流体(Non Aqueous Phase Liquid,NAPL)。这类污染物对于人体健康和生态环境具有很大的危害,而且进入土壤地下水后会形成长期、大范围的污染,危害巨大。由于污染的土壤与地下水修复费用大、时效长,因此要求高效、低费用的修复技术成为研究热点,而原位生物修复技术因其费用低、效果好、无二次污染而受到了广泛关注,各种室内实验及现场研究广泛开展以研究原位生物修复。但是现在的室内一维、二维实验难以反映野外实际情况,现场试验高费用又限制了原位生物修复的研究,这也是目前生物原位生物修复技术没有广泛应用的原因之一。本研究主要通过在室内开展的三维中试试验,探索石油类污染在地下水中的输移特征,并开展原位生物修复。具体研究内容包括:(1)设计为室内地下水在土壤中水动力模拟的三维条件,通过三维反应器中增加不同土层,同时控制上下游水位以模拟地下水的流动,通过预埋井观测地下水水位变化。(2)在中试反应器中,通过上游添加汽油,同时利用预埋井采样,对BTEX利用GC(气相色谱仪)分析其浓度,以观察在不同要求下石油污染物的迁移、扩散过程。(3)设计抽提修复过程方案,上游选择三口预埋井,下游选择三口预埋井,通过蠕动泵分别注水、抽水,通过采样,分析地下水中BTEX变化,改变下游抽水井的位置,评价不同修复条件下的污染去除效果。(4)通过实验接种三类嗜油菌株,并在一定条件下培养,接种激活后的微生物、配比相应的N、P营养物以及双氧水以提供氧气,连同水一起,以一定速率通过蠕动泵灌入地下水,以开展原位生物修复技术,探讨生物修复效果。本论文成功研制了地下水石油类污染原位修复三维中试条件,并开展了不同的原位修复试验,对比分析了不同方案下的修复效果,为后续进一步开展原位生物修复过程设计提供基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 地下水石油污染现状及其危害
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 地下水石油类污染的来源
• 1.1.3 地下水石油类污染现状
• 1.1.4 地下水石油类污染的危害
• 1.2 地下水石油类污染治理方法综述
• 1.2.1 物理方法
• 1.2.2 化学方法
• 1.2.3 生物方法
• 1.2.4 各种方法技术比较
• 1.3 地下水污染物传输与污染治理现状研究
• 1.3.1 地下水污染物传输研究现状
• 1.3.2 地下水污染原位生物修复研究现状
• 1.4 论文研究内容
• 第2章 地下水石油类污染三维模拟反应器
• 2.1 试验装置设计
• 2.2 土壤筛选与填装
• 第3章 地下水石油类污染输移过程模拟实验
• 3.1 试验方法及前期准备
• 3.2 BTEX 在含水层中的迁移与分布规律
• 3.2.1 第一土层BTEX 的传输与分布
• 3.2.2 第二、三土层BTEX 的传输与分布
• 第4章 地下水石油类污染抽提修复试验
• 4.1 抽水的污染物物理传输过程
• 4.2 抽水的速率描述
• 4.3 修复试验
• 4.3.1 材料与装置
• 4.3.2 结果与讨论
• 第5章 地下水石油类污染原位生物修复中试试验
• 5.1 试验微生物的选择与培养
• 5.2 原位生物强化地下水 NAPL 污染 PAT 试验
• 5.2.1 材料与方法
• 5.2.2 结果与讨论
• 第6章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果