海洋原油污染物的降解方法研究.pdf

1、原油污染已然成為世界性的嚴(yán)重海洋污染，治理海洋原油污染任重而道遠(yuǎn)。在眾多修復(fù)海洋原油污染的方法中，微生物修復(fù)和光氧化降解被認(rèn)為是兩個(gè)最有效的原油降解途徑。微生物降解具有成本低、污染小的特點(diǎn)，但易受環(huán)境因素的影響。光降解可以使有機(jī)物分子完全降解或增大其溶解性，但操作成本相對(duì)較高。因此將二者聯(lián)合用于海洋原油污染物降解比單一方法更具發(fā)展?jié)摿Α?br>　　本文選取渤海原油，首先對(duì)原油進(jìn)行族組分分析（SARA組分）和差熱-熱重分析;然后，采取與海

2、洋環(huán)境相似的條件（海水介質(zhì)、UV-A光照），對(duì)光降解和TiO2催化降解原油的行為進(jìn)行了比較研究，著重考察了TiO2催化劑用量、硬脂酸包裹與否等條件對(duì)原油降解率的影響，同時(shí)分析了原油水溶性成分(WSF)、溶解有機(jī)碳(DOC)、原油組成及水體中菌落總數(shù)的改變;最后，培養(yǎng)海水中固有的微生物種群降解原油，比較研究了先微生物降解后光催化降解（聯(lián)合1）、先光催化降解后微生物降解（聯(lián)合2）兩種聯(lián)合方案對(duì)原油的降解效果，對(duì)光催化降解、微生物降解之間的內(nèi)

3、在聯(lián)系進(jìn)行了初步探討。主要研究成果如下:
　　(1)優(yōu)化的柱層析方法分離原油SARA組分結(jié)果準(zhǔn)確，重現(xiàn)性好，重質(zhì)原油SARA組分與其熱化學(xué)性質(zhì)有一定程度的關(guān)聯(lián)。原油的熱重曲線有兩個(gè)或三個(gè)連續(xù)失重過程，低溫區(qū)和高溫區(qū)的分界線在400℃～500℃之間;對(duì)于輕質(zhì)原油，低溫區(qū)失重量總是大于原油SARA組分的飽和烴與芳香烴總量之和，高溫區(qū)的失重量則低于膠質(zhì)與瀝青質(zhì)總量之和;對(duì)于重質(zhì)原油，低溫區(qū)的失重量與原油中族組分的飽和烴與芳烴總量大致相等

4、。
　　(2) TiO2光催化降解效果優(yōu)于光降解，光催化降解與光降解所得到的WSF明顯不同。在30d的實(shí)驗(yàn)周期內(nèi)，光降解原油的降解率為29.98％，而TiO2催化降解原油降解率均高于此，催化劑用量為12.5wt.％時(shí)原油降解率39.14％，多環(huán)芳烴組分的降解率達(dá)82.97％。TiO2催化劑用量對(duì)原油降解率及WSF的組成和濃度有顯著影響，催化劑是否包裹則影響不大。光催化降解后原油殘?jiān)蟹枷銦N組分和膠質(zhì)組分含量均降低，且膠質(zhì)的降解率與

5、芳香烴的降解率呈現(xiàn)正相關(guān);光催化使得正構(gòu)烷烴組分含量升高;光催化降解產(chǎn)物對(duì)海洋細(xì)菌的生長(zhǎng)無顯著影響。
　　(3)光催化-微生物聯(lián)合降解效果優(yōu)于光催化或微生物降解，聯(lián)合2比聯(lián)合1的降解效果略好。在51d的實(shí)驗(yàn)周期內(nèi)，聯(lián)合1和聯(lián)合2的原油降解率分別為51.00％和56.60％，而微生物和光催化的原油降解率分別為39.60％和41.52％。聯(lián)合2與聯(lián)合1降解效果的差異主要體現(xiàn)在對(duì)飽和烴的降解效果上:聯(lián)合2對(duì)正構(gòu)烷烴降解率高達(dá)82.35％