对石油污染土壤的处理技术探讨

摘 要:石油污染物在进入土壤后，严重破坏土壤结构，影响土壤的通透性，阻碍植物根系的呼吸与吸收功能，甚至导致植物死亡。此外，石油中众多有毒甚至致癌物质会在动植物体内富集，通过食物链危害各类生物甚至人类。本文介绍了几种石油污染土壤的处理技术。

关键词:石油化工;土壤污染

中图分类号：P744.4文献标识码： A 文章编号：

一、引语

我国勘探、开发的油气田共400多个，分布在全国25个省、市、自治区，油田区工作范围近20万平方公里。据不完全统计，油田区内污染场地有20余万处，高浓度石油污染土壤及油泥沙积存量逾200万吨。在生产集中的开发区块，已呈现点、片、面交叉的污染态势，对土壤、地下水和人体健康造成了极大威胁。油田区土壤的石油污染已经成为我国亟待解决的重大环境问题之一。

二、土壤石油污染的治理

据权威部门估算,我国每年有60多万吨石油进入环境,成为污染土壤、地下水、河流和海洋的一大隐患。生物修复石油污染技术处理后的最终产物是二氧化碳、水和脂肪酸,无二次污染。针对石油污染,生物修复技术可以起到积极的治理效果。美国联邦环保局(EPA)已将生物修复技术定为最可行和最有效的方法之一。

（一）生物修复(bioremediation)技术治理土壤石油污染

针对土壤石油污染日趋恶化问题，近日专家提出通过生物修复技术改良土壤石油污染，是目前最有生命力的方法。污染土壤生物修复技术的工作原理是利用微生物促进有毒、有害物质降解，它主要是利用活的有机体去打破污染有毒害作用的大分子结构，使其成为较简单的无害的形式，并可以直接或间接地被植物和动物吸收。目前常用的方法有在受污染的土壤中引进菌种和加入生物催化剂。"这项技术，对恢复生态环境、保护农业方面将起到十分重要的作用。

生物修复(bioremediation)技术是利用微生物、植物及其他生物，将环境中的危险性污染物降解为二氧化碳和水或转化为其他无害物质的工程技术系。生物修复的概念最初来源于微生物对环境污染的治理，至今许多文献仍沿用bioremediation一词，专指微生物修复，通常将其分为广义的生物修复和狭义的生物修复。

生物修复石油污染技术要解决三个问题:一是筛选提纯高效菌种,不同菌种分解石油污染物的能力不一样,因此筛选培育高效菌种是该项技术的基础;二是研究营养物质,合适的营养物质构成和比例可以有效提高菌种的繁殖和活动能力,从而影响生物修复的效果,因此研究菌种的营养物质是生物修复石油污染技术的关键;三是探索表面活性剂的强化作用,利用表面活性剂和菌剂的共同作用,可以更好地让石油颗粒从土壤颗粒中分离出来,提高修复速度。 生物修复石油污染技术分两类,即原位生物降解技术和离位生物降解技术。原位生物降解技术,顾名思义就是在污染地直接进行生物修复,向污染区域投放氮、磷营养物质,或接种经驯化培养的高效微生物等,促进土壤中依靠有机物生存的微生物的生长繁殖,提高目的微生物的种群数量,利用其代谢作用达到分解石油烃的目的。此项技术的关键是筛选高效吸收或降解污染物的生物突变体。 离位生物降解技术则必需将污染物转移到具有一定条件的场所进行集中处理。处理方法包括土耕法、土壤堆肥法、生物泥浆法。土耕法的基本操作是将被污染的土壤置于处理垫上,进行定期耕作,以提高生物降解效率。土壤堆肥法是将污染物与一些容易分解的有机物混合在一起,并加入氮、磷等其他无机营养物质,促使污染物加快分解速度。生物泥浆法是将污染土壤和液体混合起来形成泥浆,引入反应容器进行处理。

（二）微生物修复土壤石油污染

石油污染土壤的微生物修复是指利用微生物酶如脱氢酶对大多数石油污染物的攻击，将石油污染物降解成无害物质的生物工程技术。可以降解石油的微生物主要包括细菌、真菌、酵母菌，这些微生物广泛分布于海洋、淡水和土壤环境中。细菌和酵母菌是水生生态系统中占据主导地位的微生物降解执行者，在土壤环境中则变成真菌和细菌。

研究表明，石油污染土壤中以利用石油烃为碳源的真菌数量较少，细菌数量较多但是类群没有真菌丰富；细菌以革氏染色阴性杆菌为优势，其中以动胶菌属为主，其次黄杆菌属。革氏染色阳性杆菌以芽孢杆菌为主。真菌以毛霉菌属、小克银汉菌属占优势。其次是镰刀菌属、青霉菌属、曲霉菌属，酵母最弱。放线菌以链霉菌属为优势。利用筛选得到的10株酵母菌组成复合酵母菌系统，并将该复合菌系统接种到泥浆反应器中对模拟油泥样品进行了处理，发现复合酵母菌在反应速度和油去除率上都优于活性污泥。经初筛菌株制备成混合菌剂，对炼厂“三泥”中的残油平均去除率为84%以上。从油污土壤中分离出降解石油的微生物菌株，鉴定为假单胞菌属，石油烃类的降解率达到85%。Sanjeet Mishra使用不动杆菌属接种和其他营养物质对炼厂石油污染的土壤进行修复，结果表明一年内总石油烃中烷烃的降解率94．2% ，芳香组分降解91．9%，含氮、硫、氧化合物和沥青质降解85．2%。DING KEQIANG研究真菌对石油烃类的降解，结果表明黄孢原毛平革菌液体培养接种条件下烃类降解率远高于镰刀菌石油降解率。

(三)异位生物修复技术治理土壤石油污染

1.土地填埋

近年来国外石油化工污染生物处理的研究很多，其中土壤耕作处理是现场处理土壤污染常用的方法。被污染的废物施在土壤上，通过施肥、灌溉和加石灰等管理措施，保持氧气、水分和pH的最合适值，并进行耕作以改善土壤的通气状况，确保在污染废物和下面土层中污染物的降解。降解过程所用的微生物多为土著微生物，但是要提高效果还需要引入驯化的微生物。

2.预备床法

现场处理中土壤耕作处理最大的缺陷是污染物可能从处理区迁移，预备床的设计可以使污染物的迁移量减至最小，因为它具有滤液收集和控制排放系统。预备床的底面为渗透性低的物质，如高密度的聚乙烯或粘土。将污染土壤转移到预备床上，通过施肥、灌溉，调节pH，有时还加入微生物和表面活性剂，使其最适合污染物的降解。与同一区域的原位处理技术相比，预备床处理对三环和三环以上的多环芳烃的降解率明显提高。

3.堆腐法

土壤的堆腐处理就是利用传统的积肥方法，将受污染的土壤从污染地区挖掘起来，防止污染物向地下水或更大的地域扩散，运输到一个经过处理的地点（布置防止渗漏底，通风管道等）堆放，将污染土壤与有机物（施加一定数量的稻草、麦秸、碎木片和树皮等）、粪便等混合起来，依靠堆肥过程中微生物的作用降解土壤中难降解的有机污染物，形成上升的斜坡，并进行生物处理。堆腐法是生物修复技术中的一种新型替代技术。堆腐处理过程对污染土壤中的多环芳烃降解，多环芳烃的降解随着苯环数的增加而降低，当多环芳烃的初始浓度提高约50倍时，多环芳烃的降解随着污染浓度的提高而降低。

4.泥浆生物反应器法

生物反应器法是将污染土壤置于一专门的反应器中处理。生物反应器一般建在现场或特定的处理区，通常为卧鼓形和升降机形，有间隙式和连续式两种。因为反应器可使土壤与微生物及其他添加物如营养盐，表面活性剂等彻底混合，能很好的控制降解条件，因而处理速度快，效果好。生物反应器处理的过程为：先挖出土壤与水混合为泥浆，然后转入反应器。为了提高降解速率，常在反应器先前处理的土壤中分离出已被驯化的微生物，并将其加入到准备处理的土壤中。

5.厌氧生物修复法

修复受石油化工污染土壤的研究已开发了生物堆层、堆肥及土壤泥浆反应器、土壤耕作等好氧修复工艺，但分离获得某些降解菌时，一些降解菌伴有产生高生态风险的产物。最近的研究表明以厌氧还原脱氯为特征的厌氧微生物修复技术有很大的潜力。

三、结语

土壤石油污染的修复的理论与技术已成为当前整个环境科学与技术研究的前沿，受到各个国家的重视。我国的土壤石油污染修复研究即将进入一个快速、全面的治理时期，土壤石油污染修复的研究及有关科学难题的解决，必将推动环境土壤学的发展，使土壤资源的保护和利用进入一个新的阶段。综上所述，土壤污染是我们人类活动造成的，受其影响最直接的也是我们人类，虽然现在还在研究石油污染的治理方法并且也有不少有效地方法，但是最根本的解决方法还是避免污染，在开采能源时做好防范措施减少污染事件的发生。