地下水石油类污染修复技术研究进展论文_刘涛

地下水石油类污染修复技术研究进展论文_刘涛

国源设计院有限公司 山东济南 250101

摘要:我国地下水污染严重,随着石油工业的不断发展,受石油类污染的地下水显著增多,因此对石油污染地下水体的修复迫在眉睫。本文综述了地下水污染的特征,以及修复技术,并着重讨论了受石油类污染地下水的原位修复、异位修复以及生物修复技术。通过本文综述,以期对地下水石油类污染的修复提供参考。

关键词:地下水;石油类污染;修复技术;环境治理

引言

我国地下水污染严重,部分地区水质超标且污染还在继续加重。在东部典型地下水污染调查中,具有致癌、致畸、致突变的“三致”有机物普遍检出[1]。石油是一种含有多种烃类的复杂有机混合物,石油类有机物含有苯及其同系物、苯酚、高分子聚合物等,在自然状态下生物难降解,甚至有许多是致癌物质。石油类污染泛指原油和石油初加工产品汽油、煤油、柴油和润滑油等及各类油的分解产物所引起的污染,对地下水土环境构成严重威胁。地下水土石油类有机物污染问题已引起世界各国普遍关注,地下水土修复石油类污染问题涉及面广,技术复杂,需要多学科协同研究,正成为相关领域热点和难点课题[2-3]。因此,开展地下水土石油类有机污染问题的预防和修复技术深入研究,并使其应用于实际工程迫在眉睫。

1 地下水污染类型

按照污染物产生的行业类型,可以将地下水污染源分为工业污染源、农业污染源和生活污染源。

1.1工业污染源

工业污染源主要是指工业“三废”(废水、废气、废渣),工业废水如电镀废水、酸洗废水、石油化工有机废水等有毒有害废水,都是导致地下水化学污染的主要原因。工业废气如SO2、H2S、CO、CO2、氮氧化物等随降雨落到地面,通过地表径流下渗对地下水造成二次污染。工业废渣如高炉矿渣、钢渣、粉煤灰、污水处理厂的污泥等,由于露天堆放或者地下填埋防渗防漏措施不合理,风雨淋滤后其中的有毒有害物质直接或间接污染地下水[3-4]。

1.2农业污染源

农业污染源主要包括剩余农药、化肥以及不合理的污水灌溉。中国农业面源污染日趋严重,农业灌溉与降水等淋溶作用造成地下水大面积农药与化肥污染。另外,中国有污水灌溉农田近133万 hm²,每年由于污水灌溉渗漏的大量污水,直接造成污染地下水,使污灌区75%左右的地下水遭受污染[5]。

1.3生活污染源

生活污染源主要是生活垃圾和生活污水。一方面,目前生活垃圾主要采取填埋的方式,随着日晒雨淋及地表径流的冲刷,其溶出物会慢慢渗入地下,污染地下水;另一方面,生活污水不能有效处置后排放,特别是广大农村地区,生活污水有的直接排入附近水体,对地表水和地下水均产生影响。

2 地下水污染修复技术

2.1 屏蔽法

是在地下建立各种物理屏障,将受污染水体圈闭起来,以防止污染物进一步扩散蔓延。常用的灰浆帷幕法是用压力向地下灌注灰浆,在受污染水体周围形成一道帷幕,从而将受污染水体圈闭起来。

2.2 水动力控制法

水动力控制法是利用井群系统通过抽水或向含水层注水,人为地区别地下水的水力梯度,从而将受污染水体与清洁水体分隔开来。水动力法不能保证从地下环境中完全、永久地去除污染物,被用作一种临时性的控制方法。

2.3 抽出处理法

抽出处理法是最早使用、应用最广的经典方法,根据污染物类型和处理费用分为物理法、化学法和生物法三类。在受污染地下水的处理中,井群系统的建立是关键,井群系统要控制整个受污染水体的流动。处理地下水的去向主要有两个,一是直接使用,另一个则是回灌[6]。后者为主要去向,用于回灌多一些的原因是回灌一方面可以稀释受污染水体,冲洗含水层;另一方面可以加速地下水的循环流动,从而缩短地下水的修复时间。此外,地下水系统的复杂性和污染物在地下的复杂行为常常干扰此方法的有效性。

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2.4 生物处理法

原位生物修复的原理实际上是自然生物降解过程的人工强化,它是通过采取人为措施,包括添加氧和营养物等刺激原生微生物的生长,从而强化污染物的自然生物降解过程。

3 地下水石油类污染修复技术

相比于地表水土,地下水土石油类污染具有隐显性、去除困难、污染场地条件差异性的特点,决定了其不同于其他污染类型的修复技术。目前,此类修复技术可主要分为异位修复技术和原位修复技术两大类,此外微生物技术也被广泛应用于地下水石油污染修复[7-9]。

3.1 异位修复技术

异位修复技术,即将受污染的地下水体抽提出来进行地面处理后再回灌地下或直接使用,是早期的一种石油类污染地下水处理技术。石油类污染组分多属于非水溶相溶体,泵抽方法不仅难以达到污染物完全去除的目的,还可能使污染物质受毛细张力作用而滞留于含水层及包气带中,造成二次污染。目前,抽出处理技术主要作为一种辅助处理方法。

3.2 原位修复技术

原位修复技术是指在基本不破坏土体和地下水自然环境条件下,对受污染对象不作搬运或运输,而在原场所进行修复的方法 。目前,技术比较成熟、效果比较理想的有渗透性反应屏障技术、地下水曝气技术、原位化学氧化技术、监测自然衰减修复技术等[10-12]。

3.3 生物修复技术

生物修复被石油污染的地下水是近年来兴起的,它包括:生物注射法、有机粘土法、生物反应器法等。

4 结论与展望

随着石油工业的不断发展,石油运输更加频繁,输油管线和储油罐的石油泄漏事故、油槽车和油轮的泄漏事故不断增加,受石油污染的土壤和水体将显著增加。因此石油污染地下水体的修复迫在眉睫。在现有的修复技术中,物理化学修复存在着一定的局限性,很难达完全达到修复要求。尽管石油污染土壤与水体的生物修复技术也还不太成熟,但是目前已有的研究结果和应用实践表明,生物修复技术是可行的,且具有费用低、环境影响小、应用范围广的优点,是一种具有发展潜质的修复技术。

参考文献

[1] 邓海静.地下水石油烃生物降解特性及室内模拟修复效果研究[D]. 吉林大学, 2011.

[2] 于勇,谢天强,蔺延项. 受石油污染地下水的臭氧处理技术研究[J]. 工业用水与废水, 2011(02):16-17.

[3] 任立松.耐盐石油降解菌的分离鉴定及其降解特性研究[D].江苏科技大学, 2014.

[4] 张春辉,朱琨,裴元生.臭氧与二氧化氯去除水中石油类污染物研究[J].兰州铁道学院学报, 2011(06):76-79.

[5] 安永磊.原位生物修复硝基苯污染地下水微生物群落结构及修复效能[D].吉林大学, 2012.

[6] 沈铁孟,黄国强,李凌.石油污染土壤的原位修复技术[J].环境科学动态, 2012(03):14-16.

[7] 刘小宁.利用热活化过硫酸盐修复氯苯污染地下水的研究[D].华东理工大学, 2013.

[8] 何允玉,王铎,郭都.地下水中挥发性有机污染物去除新技术-循环井工艺[J].资源节约与环保, 2013(03):47-48.

[9] 刘姝媛,王红旗. 地下水污染修复技术研究进展[C].2013中国环境科学学会学术年会. 2013.

[10] 马然.油页岩开采利用中页岩油对地下水污染的原位生物修复研究[D].吉林大学, 2013.

[11] 陈慧敏,仵彦卿.地下水污染修复技术的研究进展[J].净水技术, 2010(06):10-13.

[12] 杨金萍.微生物燃料电池去除硝酸盐及电子传递机理研究[D].合肥工业大学, 2012.

论文作者:刘涛

论文发表刊物:《基层建设》2017年第12期

论文发表时间:2017/8/11

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