石油烃污染物的快速生物降解工艺研究文献综述

 2022-11-24 10:11

文献综述

1.背景介绍

石油是一种黑色或深褐色的易燃、具有挥发性的黏稠液体,是现代工业的“血液”[1]。石油生产作为国家的支柱产业,控制着国家的整个经济命脉[2]。随着人类社会的飞速发展和工业化进程的不断加快,石油作为最重要的能源和化工产品,人们对其及附产品的需求量在日益剧增,在此过程中会对社会造成负面影响。原油中含有烃类、酚类、苯类等多环芳烃,石油开采、运输、贮藏和加工过程会造成原油向外泄露而引起土壤与环境污染问题,因石油污染物具有一定的疏水性,密度较小,黏着力较强,会与土粒黏连在一起,堵塞土壤孔道,进而影响土壤通气透水能力。石油进入土壤会渗透和侵蚀土层,引起土壤结构发生变化,使土壤发生盐渍化、沥青化、板结化的概率显著增大,破坏土壤生态环境[3]

而石油污染物对海水的生态环境的危害也十分巨大,石油氧化约需要溶解氧,加上水面油膜会隔绝空气与海水间的气体交换,因此,石油污染会造成海水缺氧,使浮游动物、鱼类、虾、贝、珊瑚及其卵和幼体等水生生物窒息死亡。石油对浮游植物的光合成速度也有明显影响。底栖生物对石油极其敏感,会被沉积于水底的油类毒害致死。海兽类也难逃劫难,其内脏会因石油污染而受到损害。石油还会使海鸟身体黏油丧失飞行能力或中毒而死[4]

另外,原油中含有大量有机物,除大量的有机物外,石油中还含有丰富的氮、磷、硫以及重金属等,处理不当或直接排放都会对环境产生严重的危害。石油污染物的的有毒物质会通过食物链在动植物体内逐级富集,其致癌、致突变、致畸效应终将危及人的身体健康。

因此,因地制宜、不断探索和创新针对石油污染物的的处理和降解工艺对于生态环境的保护至关重要。

2.石油烃污染物的处理现状

如今,针对石油污染物的处理方法主要分为3类:物理法、化学法和生物法。常规使用的物理法主要有置换法、焚烧法、热脱附技术、气相抽提法及电动修复技术。物理法修复虽然比较容易实现但是修复成本较高,工程施工量大,处理成本高,额外能源投入高;在处理过程中可产生有毒有害气体,需防止二次污染,必要的尾气处理将修复成本进一步提高,使修复工艺复杂化;焚烧处理过的土壤理化性质已发生改变,土壤质地结构遭到破环,此时的土壤已无法进行植被种植,在使用前必须补充一定量的水分,有机质、微生物等使其满足用地需求[5]

化学法主要包括化学淋洗技术、催化氧化技术以及溶剂萃取技术,虽然可以较为高效地去除这些石油污染物,但是其过程使用的化学试剂及重金属盐的引入极易造成严重的二次污染;溶剂萃取过程中存在操作危险、大量使用有毒有害有机溶剂等问题,也会带来严重的二次污染[6-7]

生物修复技术指综合运用现代生物技术,通过联合微生物、植物或动物来促进污染物的转化吸收和降解,从而使污染物的浓度降低到人体健康可接受的水平。与物理化学修复方法不同的是生物处理技术的最终产物是无害、稳定的物质,避免了污染物的多次转移及二次污染过程[8-9]。此技术优点:可以将污染物完全从环境中去除,对周围环境影响小,成本低,无二次污染,操作简单。但该项技术缺点明显,即修复时间长、修复不彻底且受污染物性质、浓度及环境因子限制等。

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