土地耕作法(8页).docx

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1、-土地耕作法-第 8 页油基钻屑的处理技术油基钻屑的主要污染物为：高，石油类含量高，重金属含量高（主要是）及含盐量高（、2）。主要研究土地耕作法和焚烧法处理油基钻屑的技术土地耕作法土地耕作法用于处理含油钻屑，一般都要投加肥料以平衡土壤中的比例，调节土壤的湿度及值以优化烃类生物降解条件，进行机械翻耕以改善土壤充氧并使烃类在土壤中混合均匀。土地耕作法实际是通过土壤中微生物对废弃油基钻屑中石油烃类的生物降解来实现的。其处理费用约为9-10美元3。石油类的生物降解石油污染物的微生物降解石油类物质作为微生物的碳源参与微生物细胞内的代谢。石油类物质在微生物细胞内经过三种同化作用（好氧呼吸、厌氧呼吸和发酵作

2、用）被降解。简单来说，这一过程可用下式表示。石油类物质+生物2+氮源 22副产物+细胞体石油类物质的可降解性是由其化学组成决定的。例如C1024的中等长度的烃类降解速度相当快；而更长链的烷烃则不易被降解，当相对分子质量超过500-600时，一般不能作为微生物的碳源。在土壤中，降解石油多种烃类的微生物共计100余属、200多种，分属于细菌、放线菌、酵母等。细菌有假单胞菌属、黄杆菌属、棒状杆菌属、无色杆菌属、节细菌属、不动杆菌属、弧菌属的某些种。放线菌有诺卡菌属和分枝杆菌属，以前者为最突出，但对烃类降解常不彻底，有中间产物累积。霉菌有灰绿葡萄孢菌，能使石蜡降解；还有曲霉属、青霉属、枝孢霉属的某些种

3、。酵母有假丝酵母属（）、红酵母属（）、球拟酵母属（）、酵母菌属（）的某些种。而以假丝酵母最为广泛，在 500种酵母中，55种能降解石油的几乎全为假丝酵母。烷烃、烯烃和炔烃的降解研究表明：石油类污染物的降解与其化学结构的关系极为密切，烷烃、芳香烃中的C1022最易被降解；C16一般挥发较快，在环境中主要以气体形式存在，而短链烃由于其结构比较稳定，只有少量的微生物对其有降解作用；C22以上的烃类水溶性很差，一般情况下是固体，微生物对其降解作用非常有限。对于烷烃类，生物降解过程可由下式表达。烷烃 酒精 乙醛 脂肪酸 乙酸盐类 22细胞体烷烃降解的生化机理是-氧化和充氧作用。目前，有关正烷烃的降解途径

4、研究较多。通常情况下，正烷烃的生物降解最初是由与甲烷一氧化酶类似的复杂的一氧化酶系统酶促进性的。在这一过程中，烷烃氧化成伯醇。伯醇在-氧化酶、丁基脱氧酶和硫酸酯酶三者的共同作用下，经由醛而转化成羧酸。等人认为，羧酸很容易通过-氧化，降解成少两个碳链长度的乙酰基，然后进入三羧酸循环，最终分解成2和H2O，并释放出能量。在这方面，关于烷烃降解过程中的链烯是否为中间产物的问题，目前意见仍存在差异。等人研究发现，厌氧细菌能将十六烷转化成相应的醇和烯，而且该过程在好氧条件下亦能进行。在有微生物还可以通过亚终端氧化，使烷烃先生成酮，经氧化酶酶促生成酯，而后水解，再氧化为酸的途径来降解烷烃。目前，对烷烃和炔

5、烃的降解过程了解较少。有的细菌能将它们代谢为不饱和脂肪酸并产生某些双键的位移或产生甲基化，形成带支链的饱和脂肪酸。终端烯很容易被许多微生物降解。正烷烃一氧化酶能使烯酶促生成环氧化物。一些学者认为，离不饱和键较远一端甲基处的酶解，对这类化合物的降解可能具有更重要的意义。目前对异构烷烃的代谢研究不多，这是因为-氧化酶一般不能酶促支链烷的氧化，所以绝大多数能降解正烷烃的微生物不能降解异构烃。单支链烷烃的氧化多从离支点最远的甲基开始，但其降解的中间产物可能累积起来而不被进一步降解。芳香烃和脂环烃的降解在脱氢酶及氧化还原酶的共同作用下，苯与短链烷基苯经二醇的中间过程代谢成邻苯二酚和取代基邻苯二酚，后者可

6、在邻位或间位处断裂，形成羧酸。具有脂环机构的饱和烃在自然界中广泛存在。不仅在原油中，植物也能合成大量萜烯类烃。这类化合物相对来说虽然难以降解，但土壤及天然水中却很少见其累积，说明它们还是能被生物降解的。其降解机理，大多认为是共代谢作用首先将环烷烃变成相应的醇和酮，后者再进一步被氧化。烷烃取代的脂环烃比不含取代基的母体更易被降解。等发现，能利用长链环己烷的微生物只能氧化侧链碳原子数为奇数的环。环氧化的途径有二：一是嫌氧条件下饱和环不加氧的断裂；二是环的芳香化。萜烯的氧化最初也是在环或取代甲基上进行的，其分解途径与简单脂环烃类似。石油类物质在土壤中微生物降解的影响因素土壤的性质和环境条件等很多因素

7、都会影响微生物的降解过程。影响的主要因素如下：（1）土壤的酸碱度 同大多数微生物相同， 能降解石油类物质的土壤微生物生长繁殖的适宜值为6-8，最优值为左右。一般情况下土壤为偏酸性，值大多在，而且土壤微生物在降解过程中产生的酸性物质往往在土壤中有积累效应，会导致值进一步降低。所以，为了提高微生物降解石油类物质的速率，可以在土壤中添加一些农用酸碱缓冲剂调整土壤的值。（2）土壤温度生物反应符合一般的化学反应速率的规律，即温度越高反应速率越快。考虑到充分发挥生物酶的降解活性和石油类污染物的溶解度和挥发特性，一般认为石油类物质适宜的降解温度为15-30。（3）土壤湿度有机物必须为水溶态时才能被微生物所利

8、用，所以石油类生物降解需要水。但是，过高的土壤湿度对降解不利。大量实践表明，使土壤湿度保持在7080%可达到较好的降解效果。（4）营养物质研究表明，比例接近25：1：时对石油类物质的降解比较合适。油基钻井液油基钻井液是指以油作为连续相的钻井液。一般包括全油基钻井液和油包水乳化钻井液。在全油基钻井液中，水是无用的组分，其含量一般不超过10%；而在油包水钻井液中，水作为必要组分均匀地分散在柴油中，其含量一般为10-60%。油包水乳化钻井液是以水滴为分散相，油为连续相，并添加适量的乳化剂，润湿剂、亲油胶体和加重剂等所组成的稳定的乳状液体系。在油包水乳化钻井液中用作连续相的油称为基油，目前普遍使用的基

9、油为柴油（我国常使用零号柴油）和各种低毒矿物油。因而生物降解的石油烃类主要是柴油的降解。柴油 柴油是石油提炼后的一种油质的产物。它由不同的碳氢化合物混合组成。它的主要成分是含10-22个碳原子的烷烃、烯烃、环烷烃、芳香烃与少量硫（2-60）、氮（1）及添加剂组成的混合物。他的化学和物理特性位于汽油和重油之间，沸点在170至390间，比重为。 相比汽油，柴油含有更多杂质，它燃烧时也更容易产生烟尘，造成空气污染。但柴油不像汽油般会产生有毒气体，所以比汽油更环保、健康。0号柴油是指其适用于气温在8至4时使用。现价为元/升，约为9000元/吨。生物堆积处理技术（）是一种对生物耕作法的改良技术。通常是将

10、石油污染的土壤堆积成条状，中间留有“田埂”。该技术的特点是在堆起的土层中铺有管道，提供降解用水，并在污染土层以下设有多孔集水管，收集渗滤液。系统还可设有送气管和空气泵，以稳定氧的补给。各种均匀布水或滴灌技术均可应用于这种系统中。而且系统可以是完全封闭的，使系统的温度更加稳定、二次污染更少、处理效率高。生物反应器处理石油污染土壤是人工强化微生物降解的过程。这是一种很有潜力的处理技术，适用于处理表层污染土壤，处理效率很大程度上取决于反应器的构造和功能。聚氯乙烯反应器已经得到实际应用。该反应器的规格为，装有768含油土壤，经过28天的生物降解，C1426直链烷烃的去除率分别为88.3%,支链烷烃去除率达100%。堆肥法是一种与土地处理技术相似的生物处理方法。这种方法的最大特点是通过添加土壤改良剂为微生物的生长和石油类物质的降解提供能量。该方法适宜对高挥发、高浓度石油污染土层的处理与修复。添加的改良剂主要有树枝、树叶、秸秆、稻草、粪肥、木屑等。改良剂增大了土壤的通透性，提高了氧传递效率，而且还提供了快速繁殖大量微生物群落所需要的基本能源。微生物既消耗改良剂又消耗石油类物质作为能源和碳源。堆肥过程自身可以产生热量，使系统温度保持在较高的水平。