基本信息
- 項目名稱：
- 新型生物反應墻構(gòu)建及修復地下水中石油烴污染物
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 自然科學類學術(shù)論文
- 簡介：
- 為有效修復地下水中溶解態(tài)石油烴污染物，在研究填充介質(zhì)配比基礎(chǔ)上，分別利用低溫石油烴降解菌-泥炭-粗砂和泥炭-粗砂構(gòu)建了泥炭生物和非生物反應墻，考察了反應墻對地下水中BTEX、PAHs的修復效果。研究表明：生物反應墻對BTEX、PAHs修復效果良好，去除率分別為83.6%-97.83%、97.48%-99.85%，污染物去除過程為泥炭吸附和微生物降解。
- 詳細介紹：
- 為有效修復地下水中溶解態(tài)石油烴污染物，在研究填充介質(zhì)配比基礎(chǔ)上，分別利用低溫石油烴降解菌-泥炭-粗砂和泥炭-粗砂構(gòu)建了泥炭生物和非生物反應墻，考察了反應墻對地下水中BTEX、PAHs的修復效果。結(jié)果表明：泥炭與粗砂最適體積比為20：80，此時墻體滲透系數(shù)為1.17×10-4 m/s，有效空隙率為7.5%；非生物反應墻對BTEX去除率為32.63%-79.15%，吸附壽命為50-55d，吸附能力大小為二甲苯>乙苯≈甲苯>苯，出水萘、α-甲基萘、β-甲基萘和菲濃度均低于2.85μg/L；生物反應墻對BTEX、PAHs修復效果良好，去除率分別為83.6%-97.83%、97.48%-99.85%，微生物降解作用明顯，BTEX降解率為75.66%-90.16%。研究表明：泥炭生物反應墻內(nèi)污染物去除過程為泥炭吸附和微生物降解，泥炭對石油烴特別是多環(huán)芳烴具有很強的吸附能力，生物降解能有效延長泥炭對污染物的吸附壽命。研究表明：泥炭生物反應墻內(nèi)污染物去除過程為泥炭吸附和微生物降解，泥炭對石油烴特別是多環(huán)芳烴具有很強的吸附能力，生物降解能有效延長泥炭對污染物的吸附壽命。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 目的：針對國內(nèi)石油化工區(qū)的石油烴污染地下水問題，研制出能夠有效修復污染地下水的新型可滲透生物反應墻，研究旨在為我國石油烴污染地下水的治理提供新技術(shù)。 思路：在查閱資料和前期試驗基礎(chǔ)上，將具有低溫降解石油烴功能的微生物菌群固定于泥炭介質(zhì)上；同時根據(jù)實際污染場地要求，研究泥炭/粗砂的配比，確定合適的滲透速度、空隙度；最后構(gòu)建新型生物反應墻，并進行室內(nèi)模擬，考察反應墻對地下水中石油烴的修復效果。
科學性、先進性及獨特之處
- 1．首次利用已固定化石油烴降解微生物的泥炭作為填充介質(zhì)構(gòu)建可滲透生物反應墻修復石油烴污染地下水。2．該新型生物反應墻能夠在10℃低溫下，有效修復地下水中的苯系物、多環(huán)芳烴，這對我國石油化工區(qū)、油田區(qū)域污染地下水的修復具有重要實際應用價值。3． 新型生物反應墻中的泥炭介質(zhì)在運行過程中能有效吸附地下水中的石油烴污染物，且能夠為石油烴降解微生物提供營養(yǎng)；這為泥炭資源在地下水環(huán)境中的環(huán)保利用提供了新思路。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 1．新型生物反應墻的成功構(gòu)建與運行，對解決國內(nèi)石油烴污染地下水問題具有重要實際應用價值和現(xiàn)實意義。 2． 泥炭介質(zhì)在生物反應墻中的成功應用，可為國內(nèi)泥炭資源環(huán)保利用提供了新途徑。 3． 新型生物反應墻中添加的功能微生物，能夠在10℃低溫下對地下水中石油烴進行有效降解，這對于提高實際地下水環(huán)境中污染物的生物修復效率具有重要現(xiàn)實意義，對于其他有機物污染地下水的生物修復提供了新借鑒。
學術(shù)論文摘要
- 為有效修復地下水中溶解態(tài)石油烴污染物，利用低溫石油烴降解菌-泥炭-粗砂構(gòu)建了新型生物反應墻，考察了反應墻對地下水中BTEX、PAHs的修復效果。結(jié)果表明：泥炭與粗砂最適體積比為20：80，此時墻體滲透系數(shù)為1.17×10-4 m/s，有效空隙率為7.5%；生物反應墻對BTEX、PAHs修復效果良好，去除率分別為83.6%-97.83%、97.48%-99.85%，微生物降解作用明顯，BTEX降解率為75.66%-90.16%。研究表明：泥炭生物反應墻內(nèi)污染物去除過程為泥炭吸附和微生物降解，泥炭對石油烴特別是多環(huán)芳烴具有很強的吸附能力，生物降解能有效延長泥炭對污染物的吸附壽命。
獲獎情況
- 1.發(fā)明專利：泥炭作為添加介質(zhì)用于石油烴污染地下水的原位修復方法.申請?zhí)枺?00910217811.6 2.發(fā)明專利：一株低溫降解多環(huán)芳烴菌株及其在石油烴污染場地地下水生物修復中的應用.請?zhí)枺?01110003125.6 3.《泥炭生物反應墻構(gòu)建及修復地下水中石油烴》，被“土木建筑與環(huán)境工程”接受（EI刊源） 4.《新型生物反應墻原位修復石油烴污染地下水》，被“重慶大學學報”接受（EI刊源）
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻
- [1] 羅蘭. 我國地下水污染現(xiàn)狀與防治對策研究[J]. 中國地質(zhì)大學學報(社會科學版). [2]Seo Y, Bishop P L. The monitoring of biofilm formation in a mulch biowall barrier and its effect on performance [J]. Chemosphere. [3] He L, Huang G H, Zeng G M, et al. An integrated simulation, inference, and optimization method for identifying groundwater remediation strategies at petroleum contaminated aquifers in western Canada [J]. Water Research.
同類課題研究水平概述
- 隨著國民經(jīng)濟對石油工業(yè)依賴程度的日趨增加，在石油開采、儲存、運輸、加工及制品使用等過程中，頻繁出現(xiàn)石油烴污染地下水事件，部分地下水源亦受到影響。因溶解能力不同，芳香烴往往是石油烴在地下水中的主要存在形式，而此類物質(zhì)又具有或可疑“致癌，致畸，致突變”效應，因此有必要對其進行有效的控制與治理。 在眾多USEPA推薦的石油烴污染地下水修復方法中，可滲透反應屏障（PRB）技術(shù)因修復費用相對節(jié)省、對周圍環(huán)境擾動少等優(yōu)點，被廣泛應用于國外污染場地；因反應介質(zhì)不同，PRB已發(fā)展成不同的吸附和生物式反應墻。沸石、活性炭、共代謝物質(zhì)、釋氧化物常用作PRB反應介質(zhì)，但近年來，價格相對低廉的土壤有機材料和有機覆蓋物常用于生物滯留系統(tǒng)中，來提高反應屏障的修復效率。 泥炭是一種含有不同分解度有機物的復雜土壤材料，主要含有木質(zhì)素、纖維素、半-纖維素、腐植酸、溶解性醚醇、丙酸鹽和含氮化合物等，因廉價、容易獲得、生態(tài)安全被認為是一種處理污染水的有效材料。前期測試表明泥炭可有效吸附苯、甲苯、乙苯、五氯酚等疏水性污染物，其含有的豐富碳、氮源可為微生物代謝生長供給營養(yǎng)。此外，許多芳香烴（BTEX、PAHs）可以在地下環(huán)境中被降解成二氧化碳和水等無害物質(zhì)，以上為泥炭聯(lián)合低溫石油烴降解微生物進行原位生物強化修復地下水中石油烴污染物提供了新思路。 為此，研究者設(shè)計了好氧生物可滲透模擬系統(tǒng)，并在研究填充介質(zhì)配比基礎(chǔ)上，分別利用低溫石油烴降解菌-泥炭-粗砂和泥炭-粗砂構(gòu)建泥炭生物和非生物式反應墻，考察反應墻對地下水中石油烴BTEX、PAHs的修復效果，并探討泥炭和微生物的修復作用，力求建立一種行之有效的石油烴污染地下水修復方法，旨為項目后期工程化提供技術(shù)支持。
