石油污染生物修复.ppt

,石油污染的生物修复技术,当今世界，石油已成为人类最主要的能源之一，大量的石油及其加工品进入环境，造成环境的石油污染，给人类乃至整个生物圈带来危害，从而成为世界性的环境问题。在对石油污染治理的研究中，生物修复作为一项潜在的高效、低成本的清洁技术正日益受到重视。近十余年来，国际上对生物修复的研究更加活跃，有些国家已将此技术用于污染土壤的实际修复，并取得了显著的成果。,前言,合成纤维,合成橡胶,合成洗涤剂,医药,化肥,炸药,油漆,,,,,,,,石油化工,截止到2006年底的数据世界十大原油生产国名次国家日均原油产量（万桶）１沙特阿拉伯１０８５．９２俄罗斯９７６．９３美国６８７．１４伊朗４３４．３５中国３６８．４６墨西哥３６８．３７加拿大３１４．７８阿联酋２９６．９９委内瑞拉２８２．４１０挪威２７７．８,世界十大原油消费国,名次国家日均原油消费量（万桶）１美国２０５８．９２中国７４４．５３日本５１６．４４俄罗斯２７３．５５德国２６２．２６印度２５７．５７韩国２３１．２８加拿大２２２．２９巴西２０９．７１０沙特阿拉伯２００．５,,是指原油和石油产品在开采、运输、储存以及使用过程中，进入到土壤环境，其数量和速度超过土壤的自净作用的速度，打破了它在土壤环境中的自然动态平衡，使其累积过程占据优势，导致土壤环境正常功能的失调和土壤质量的下降，并通过食物链，最终影响到人类健康的现象。,1、土壤的石油污染,1.1土壤石油污染来源,溢油和泄漏；污水灌溉；油页岩矿渣堆放；大气沉降；药剂等的施用。,1.2石油污染土壤的影响危害,对土壤理化性质的影响；对土壤微生物的影响；对土壤酶的影响；对农作物的影响。,1.3土壤石油污染生物修复的主要类型,原位生物修复受污染的土壤不做搬运或输送而在原位污染地进行的生物修复处理，其恢复过程主要依赖于被污染地自身微生物的自然降解能力和人为创造的合适降解条件。异位生物修复将受污染的土壤，搬动或输送到它处进行的生物修复处理，这里的搬动和输送是有一定限度的，而且更强调人为控制和创造更加优化的降解环境。,1.4土壤石油污染生物修复处理工艺,原位处理工艺1.泵处理P/T工艺2.生物通气工艺3.渗滤工艺4.空气扩散工艺,,异位处理工艺1.土地耕作工艺2.预制床工艺；3.堆腐修复工艺；4.反应器处理工艺,,1.5石油污染土壤的原位生物修复原位处理简单，经济，但处理时间长。在长期的处理过程中，污染物可能会扩散到深层土壤和地下水中，因而该技术适用的对象为被污染时间较长且情况已经基本稳定的土壤或面积广阔的区域。,1工艺路线和处理过程相对简单，不需要复杂的设备；2处理费用较低；3被处理土壤不需要搬运，对周围环境影响小，生态风险小。,原位生物修复的特点,（1）存在具有代谢活性的微生物；（2）有较大的降解速率，并能将污染物浓度降低到符合环保标准；（3）过程中生成的中间产物必须没有毒性；（4）污染场地必须不含对降解菌种有抑制作用的物质，否则需要先行稀释或将该抑制剂无害化；（5）污染物必须能够被微生物利用；（6）污染场地的条件必须有利于微生物生长并保持活性，例如，适宜的温度、湿度等；（7）技术费用必须尽可能低。,原位生物修复的前提条件,微生物修复植物修复植物微生物联合修复,原位生物修复的方法,,微生物法,这种方法研究的最多，一般根据土壤污染状况，富集、驯化土著微生物，或人工接种培养代表性的土壤微生物，以研究土壤微生物受土壤污染的影响变化，及土壤的污染物含量变化。目前在大多数实际的生物修复中应用的都是土著微生物，而外来的微生物在环境中难以保持较高的活性，工程菌的应用受到较严格的限制。,研究表明，有种类繁多的细菌、真菌及它们的纯化酶可以代谢石油烃类，但是由于吸附动力学、可降解性微生物群落、电子受体竞争能力等方面的限制，土壤中的石油烃降解非常缓慢。,原理一、植物直接吸收并在组织中积累非植物毒性的代谢物；二、植物促进生物化学反应的酶。,植物修复,,,品种选择常选用受污染区内代表性较强的粮食作物和经济作物，如水稻、小麦、玉米、花生、棉花、油菜、茶树及各种果树等。,利用植物及其根际微生物共存体系净化土壤中有机污染物。大部分植物根上都有菌根菌生长，菌根菌和植物共生具有独特的代谢途径，可代谢自生菌不能降解的有机物。,植物微生物联合修复,目前这一领域的研究工作主要集中于以下三方面1微生物的活性2石油烃生物可降解性研究3具有高效降解力的生物选择,国内外研究现状,2、海洋石油污染,1989年3月，美国埃克森公司“瓦尔德斯”号油轮在阿拉斯加州威廉王子湾搁浅，泄漏5万吨原油。沿海1300公里区域受到污染，当地鲑鱼和鲱鱼近于灭绝，数十家企业破产或濒临倒闭。1991年1月，海湾战争期间，伊拉克军队撤出科威特前点燃科威特境内油井，多达150万吨石油泄漏，污染沙特阿拉伯西北部沿海500公里区域。2010年4月，位于美国南部墨西哥湾的“深水地平线”钻井平台发生爆炸，事故造成的原油泄漏形成了一条长达100多公里的污染带，造成严重污染。,,,我国的海洋石油污染事件,青岛湾从1974年到1984年11月底，共发生跑油事故208起，跑油5810吨。1983年11月25日巴拿马“东方大使”号油轮，在中沙群岛触礁，溢油3348.6吨，造成大面积污染，约使十万亩滩涂遭受污染损害。1984年9月28日巴西籍“加翠”号油轮也在中沙群岛触礁，溢油757吨，污染海岸线103.3公里。2010年7月16日18时20分，在“宇宙宝石”油轮已暂停卸油作业的情况下，辉盛达公司和祥诚公司继续向输油管道中注入含有强氧化剂的原油脱硫剂，造成输油管道内发生化学爆炸，大火顷刻而发，迅速殃及大连保税区油库，一个10万立方米油罐爆裂起火。导致1500吨原油泄露，曾经碧波荡漾的大连湾油污遍布。,,,,炼油厂含油废水经河流或直接注入海洋,海洋底层局部自然溢油,大气中的低分子石油烃沉降到海洋水域,海底油田在开采过程中的溢漏及井喷,油船漏油、排放和发生事故,石油入海途径,石油入海后的复杂变化,扩散蒸发氧化溶解低分子烃和有些极性化合物乳化油包水乳化和水包油乳化沉积海洋生物对石油烃的降解和吸收,石油海洋污染的影响与危害,据实测，每滴石油在水面上能够形成0.25m2的油膜，每吨石油可能覆盖5106m2的水面。据统计，1升石油完全氧化达到无害程度，大约需要4万升的溶解氧。水中含油0.1～0.01ml/L时就会对鱼类及水生生物产生有害影响。,对环境的污染,,形成油膜覆盖海面阻碍海水的蒸发，影响大气和海洋的物质交换，影响局部地区的水文气象条件和降低海洋的自净能力，产生海洋荒漠化现象；两极地区海域冰面上的油膜，能增加对太阳能的吸收而加速冰层的融化，使海平面上升，并影响全球气候；破坏海滨风景区和海滨浴场。,对生物的危害,对幼鱼和鱼卵的危害最大，油膜和油块能粘住大量鱼卵和幼鱼，或使鱼卵死亡，更使破壳出来的幼鱼畸形，并使其丧失生活能力。油膜使透入海水的太阳辐射减弱，从而影响海洋植物的光合作用；污染海兽的皮毛和海鸟的羽毛，使它们丧失保温、游泳或飞行的能力；干扰生物的摄食、繁殖、生长、行为和趋化性等能力；油类粘附在鱼类、藻类和浮游生物上，致使大量海洋生物死亡，破坏生物多样性。,对水产业的影响,油污会改变某些鱼类的洄游路线；沾污鱼网、养殖器材和渔获物；使鱼虾类产生石油臭味，降低海产品的食用价值。,海洋水体治理方法,机械物理化学处理生物处理,