海水-沙灘界面石油污染與凈化過程研究.pdf

1、海洋石油污染是全世界共同面臨的一個主要環(huán)境問題。溢油事故后采取的物理、化學(xué)應(yīng)急措施能有效消除大片油污，而殘余的石油污染物會在波浪和海流的作用下向岸邊漂移。在海水-沙灘這個多介質(zhì)環(huán)境中，同時存在著微生物對石油污染物的降解和沙土對石油污染物的吸附作用，并且，沙土上吸附的石油污染物還會向環(huán)境中釋放，使海灘受到潛在的污染威脅。因此，開展海水-沙灘界面石油污染與凈化過程的研究具有極為重要的意義。 首先，采用批量實驗方法，研究沙土對海水中溶

2、解油的吸附規(guī)律及其影響因素；接著，建立石油污染物受吸附和降解共同影響的實驗研究方法，探討海水-沙灘界面石油污染物的遷移和變化規(guī)律；然后采用動態(tài)和靜態(tài)相結(jié)合的辦法，研究沙土中石油污染物的自發(fā)解吸和促進解吸；最后，通過批量實驗探討降解石油微生物適合利用的營養(yǎng)類型和配比；建立石油污染沙灘的實驗?zāi)Ｐ?，改進營養(yǎng)的施加方式，探索石油污染海灘生物修復(fù)中的營養(yǎng)調(diào)控指標(biāo)。通過實驗，得出了以下一些主要結(jié)論： (1)沙土對海水中溶解油的吸附符合二級吸

3、附動力學(xué)模式，平衡吸附量達1.69mg/g，且該值隨著溫度的降低、鹽度的增加和粒徑的減小而增大。吸附等溫線可以用Henry吸附等溫式來描述；該過程中的吸附熱為-26.9kJ/mol，屬于物理吸附范疇。 (2)吸附和降解作用共同存在時，吸附在實驗初期對溶解油的去除率高達20％～25％，而生物降解過程則相對較弱；實驗中后期，生物降解對石油污染物的去除起主導(dǎo)作用。沙土對海水中溶解油的吸附能有效降低海水油濃度，使海水中石油污染物降解的半

4、衰期從31.9d縮短到到22.4d和19.5d，但是卻有19％～25.5％的石油污染物轉(zhuǎn)移到沙土上。 (3)沙土上吸附的石油污染物難以自發(fā)解吸，改變鹽度和增加水流紊動程度不能明顯促進解吸。添加石油降解細菌可以顯著促進解吸過程。與自發(fā)解吸相比，營養(yǎng)充足的菌劑1和菌劑2可以分別使沙土中石油污染物的釋放量增加6倍和14倍，釋放速率提高1～10倍。研究還發(fā)現(xiàn)，能分泌表面活性物質(zhì)的菌劑2對解吸的促進效果尤為明顯。 (4)通過施加營

5、養(yǎng)可以有效促進石油污染物的生物降解。實驗條件下，降解石油細菌傾向于利用硝酸鹽作為生長的N源，且適宜的N/P比為10：1。通過模型實驗研究提出石油污染沙灘生物修復(fù)的營養(yǎng)調(diào)控指標(biāo)為：間隙水中N、P營養(yǎng)鹽濃度分別為5mg/l和0.5mg/l。研究中綜合考慮了降解、吸附和解吸作用對石油污染物歸趨的影響，抓住了海水-沙灘界面石油污染和凈化的關(guān)鍵因素；在批量實驗的基礎(chǔ)上，研究了降解石油微生物適合利用的營養(yǎng)類型和配比，并通過小型模擬裝置，提出了石油污