陈再诵（江苏测润环境工程有限公司，江苏　南京　210000）



地下水石油烃污染物的微生物降解过程及其原位强化修复研究

陈再诵（江苏测润环境工程有限公司，江苏南京210000）

在经济建设发展的同时，石油资源的需求量不断增大，石油淋落和泄露等问题经常出现在石油开发和加工过程，进而严重影响到地下水土质量，间接影响到人体健康，对地下水石油烃污染物的修复和治理成为近年来研究的重点。本文主要对微生物修复技术进行了分析，论述了石油烃污染物微生物的降解机制，探讨了原位强化修复方法。

石油烃污染；微生物降解；强化修复

近年来，随着石油烃污染问题的突出，污染物的修复工作也成为业界研究的重点，也形成了较多的修复方法［1］。在众多的修复手段中，微生物修复方法具有较大的优势，可以借助天然衰减能力，应用过程中也不会产生二次污染，同时对原有生态环境的干扰程度较低，修复成本低廉。应用该修复技术的过程中，需要及时对受污染环境中的微生物降解机制、降解效率和降解的可持续性等进行评价，如果原有微生物的自然降解能力不能满足除污效率要求时，需要及时对微生物降解过程进行强化，以实现快速有效的修复目的，降低地下水土中石油烃污染。

1　地下水石油烃污染物微生物降解机制

1.1石油烃污染物生物降解作用识别

结合热力学原理可知，如果地下水中出现石油烃微生物的降解作用，微生物可以及时应用O2、、Mn4+、Fe3+和SO4等离子手提，在呼吸作用、反硝化作用、氧化还原作用和产甲烷反应过程中逐渐将石油烃物质降解［2］。

在反应的过程中，地下水土中的离子受体含量将会不断减少，而二氧化碳和甲烷的含量上升，因此为微生物降解作用的辨别提供了可靠的依据。如果应用水化学数据对微生物降解作用进行分析，必须先掌握地下水水化学的相关条件，在此基础上对水化学组分含量的变化特点进行研究。另外，在石油烃微生物降解的过程中，最主要的产物为CO2，溶于水后会增加水中的含量。地下水中的含量受到石油烃微生物降解的影响较小，地下水中是石油烃微生物降解反应的重要受体，但是该受体的利用率较低。由于地域环境的差异，在某些位置内的地下水中受到微生物降解作用影响的石油烃较少，水中的污染物并没有完全衰减。

1.2场地石油烃污染物降解机制

与多种碳源相比，石油烃中的碳源更加贫化，在不发生产甲烷反应时，只会产生较小相应的分馏作用，产生的无机碳也较为贫化，如果石油中出现产甲烷反应，将会发生较强的分馏效应，产生一部分甲烷和比较富集的二氧化碳，可以应用碳含量的多少识别产甲烷和不产甲烷的相关反应。

虽然含水层介质中包含较多的硫酸盐还原菌，但是没有出现将降解石油烃的硫酸盐还原菌种，也只说明硫酸盐还原均可以在被石油烃污染的环境下存活和繁殖。

为了探究硫酸盐还原菌是否在石油烃微生物降解过程中发生反应，需要及时对场地样品内的微生物进行培养，并正确计算细菌的数量，污染场地内硫酸盐还原菌的数量远高于铁环与提额还原菌和硝酸盐还原菌的数量［3］。在水流方向上，硫酸盐还原菌数量与石油碳氢化合物的浓度有密切的关系，在碳氢化合物浓度降低时，还原菌数量减少，场地分子生物学方法检测出的硫酸盐还原菌在反应过程中参与石油烃，因此进一步验证了硫酸盐还原反应在石油烃微生物降解中发挥了作用。

2　地下水石油烃污染的原位强化修复

2.1选择修复试验井

修复试验井选择的过程中需要遵循以下三条原则：①尽可能应用现有场地内的监测井进行试验，避免受到周边工程的影响，同时做好场地协调工作；②由于监测井内石油碳氢化合物的浓度较大，需要及时进行强化修复，同时监测微生物降解效果，试验过程中保证监测井地下水石油碳氢化合物的浓度在0.15mg/L以上；③充分考虑投放物质对当地农业发展造成的影响，一般不选用农户上游污染严重的监测井。

2.2确定营养物质和投加量

在明确场地内污染地下水中石油烃微生物降解作用之后，需要重点探究硫酸盐还原反应和产甲烷反应，在反应开始的一段时间，以硫酸盐还原反应为主，之后逐渐向产甲烷反应过度，但是在反应的过程中，地下水中硫酸盐电子受体含量也会不断降低，之后在上游补给的作用线逐渐提升，但是提升的水平十分有限，经过预测判断，地下水中的含量在5年后可以上升至35mg/L的水平。应用可靠的分析方法，含水层中存在一些硫酸盐还原菌种，这些菌种的存在石油烃降解有着很大的关联，表明地下水中微生物仍然可以将硫酸盐作为电子受体，对石油烃污染物进行降解［4］。在分析还原降解作用影响因素的过程中发现，硫酸盐电子受体含量不足将会直接影响到石油碳氢化合物降解反应的持续性，也就是说，在硫酸盐电子受体含量不足的情况下，可以向地下水中投加一定量的硫酸盐，提高硫酸盐电子受体的含量，不但刺激降解反应的进行，保证石油碳氢化合物持续降解。

研究过程中将KCl作为K2SO4投加的示踪物质，避免为生物降解之外的反应对硫酸盐含量造成影响，KCl投加量的确定也参照上述方法。

2.3试验监测

3　结束语

微生物修复方法具有较大的优势，可以借助天然衰减能力，应用过程中也不会产生二次污染，同时对原有生态环境的干扰程度较低，修复成本低廉。在方法应用的过程中，需要保证投加硫酸盐修复地下水的位置尽可能靠近污染源，进而可以从源头上对污染物进行控制，可以避免上游污染对修复后地下水的污染，可以保证修复效果。在硫酸盐含量不断投放的过程中，需要重点考虑一定的固化方式，避免物质没有发挥降解效果就被冲移至下游。

［1］吴伟林.石油烃厌氧降解菌的筛选及其降解特性研究［J］.中国石油大学（华东）学报，2010，14（2）：102.

［2］韩慧龙，汤 晶，江 皓，等.真菌-细菌修复石油污染土壤的协同作用机制研究［J］.环境科学导刊，2011，29（1）：18.

［3］张清军，张 敏，王京秀，等.稠油污水原位升级达标现场试验研究［J］.化学与生物工程导报，2013，30（8）：63.

［4］樊鹏军，徐建蓉，陈竹云，等.石油污染土壤原位生物修复的强化实验研究［J］.中国地质大学学报，2010，20（3）：20.

2016-6-20

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2095-2066（2016）19-0009-02