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体育利记地下水和表层水的微生物修复(2)

来源: //www.pjshinuo.com/    发表日期:2015-05-04    浏览:2923

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4.3 温度对微生物修复的影响

温度与浅层含水层中体育类利记物的降解密切相关。因为它通过影响微生物酶的活性而可直接影响微生物的生长代谢活性。在一定的范围内,温度越高,微生物酶的活性越强,降解速率就越快。如在温暖的气候条件下,体育烃的自然降解过程能明显地削弱其他利记因素带来的影响。而在较低的温度下,体育烃的流动性降低,在地下水中的溶解度降低,这也阻碍了浅层含水层中微生物对其的降解过程。

国内关于体育利记地下水微生物降解与温度的关系的研究主要集中在设置温度梯度探索最佳降解温度上。利用优化土著微生物菌群的微生物技术修复华北地区体育利记地下水•通过设置 不同温度.得出30V是该菌群的最佳生长和降解温度,这可为抽出处理含体育类利记物的地下水的修复提供理论基础,但是在浅层含水层原位微生物修复网站技术中,其地下水温一般8C左右,且网站中最不易改变的是利记温度,低温条件下的降解研究就明显缺乏。目前国内关于低温条件下的体育类利记物降解研究较少,国外相对较多,涉及包气带、含水层等。采用稳定同位素技术探究了浅层地下水体育烃微生物的厌氧降解机理。这些研究为浅层含水层的体育利记修复提供了理论基础,但因受低温影响其降解速率均不高。

4.4 生物表面活性剂对微生物修复的影响

生物表面活性剂在体育降解中也有很好的促进作用。它一方面可以增加非水溶性物质的表面积,提高碳氢化合物的溶解度,从而利于微生物利用,另一方面可以产生大量的生物乳化剂,从而有助于微生物降解过程,且可以有效提高可降解体育细菌的生长能力,并堤高这些细菌对体育烃的利用,目前关于生物表面活性剂在微生物修复中的应用主要集中在好氧降解上,厌氧降解较少。

4.5 氮磷营养盐对微生物修复的影响

在地下水贫营养利记中,体育类利记物为微生物生长提供了充足碳源、氮、磷元素的缺乏往往成了微生物生长的抑制因素。微生物修复中投加氮源和磷源可明显堤高碳氢化合物的降解速率。诸多研究表明, 最佳碳氮比和碳磷比分别为10 : 1和10 : 0.3。 由于具有亲油性质的氮源和磷源因与体育类利记物的“相似相容将有利于微生物对体育类利记物的降解,所以实际应用中,有添加具有亲油性质的油酸和 三磷酸酯也有添加动物饲料以及牛粪、鸡粪和猪粪等动物粪便,作为氮磷营养盐的小试和中试网站,此外,鉴于浅层含水层的利记局限性,在考虑降解效果的同时还应考虑含水层介质对外投亲油类氮磷营养盐的吸附作用:同时,外投盐的安全性和数量也应加以严格控制,以避免对含水层造成二次利记。

4.6 氧含量对微生物修复的影响

诸多研究表明,氧气的存在有利于体育烃的生物降解,且在好氧降解条件下降解速率随着含量的增高而加快。体育类利记物的好氧降解过程是在02的参与下基质被氧化酶氧化。每完全降解1S的碳氢化合物的最佳需氧量为3.4g; 研究表明,8%的02含量是利记中汽油降解的最佳氧气含量;含量低,煤气厂利记样品中的碳氢化合物的微生物降解都将受到限制;从污泥样品中筛选出菌株并进行体育类利记物好氧降解 试验,结果表明在除油混合菌群条件下,富氧与贫氧条件相比,其除油效果明显提高。

由于体育的疏水性而在水表面形成油膜,从而降低了氧的传输速率,进而制约了体育类利记物的好氧降解。浅层含水层因充满水而空气较少。因此,O2的缺乏就限制了体育烃的好氧微生物降解而使得厌氧降解占主导地位,同时含水层中的O2含量还依赖于利记的种类以及渍水与否,

鉴于地下水系统的贫氧利记,提高微生物法除油效果的主要途径是筛选高效除油菌和对地下水充氧。对于充氧不易实现的地区,在借鉴国外研究成果的基础上,还应重视微生物厌氧降解机理的基础研究以及网站应用。

4.7 其他因素

考究已报道文献发现,微生物降解体育烃的适宜PH值为中性偏碱性利记。这与常规浅层含水层利记类似,此外,体育利记区常因底油本身或者钻井泥浆含有重金属而伴有重金属利记问题关于其对微生物的降解影响研究较少。浅层含水层具有无光的特点,虽然对于光照是如何影响微生物降解体育类利记物的具体机理目前尚无透彻研究。但事实表明光照条件可加速体育物质的氧化,有利于微生物对体育物质的降解。研究表明,在光照强度为560〜2800 mol/(mz . s)、波长大于300nm的光照条件下,培养微生物对芳香烃的降解速率比无光照组增大。这也反映出在部分已报道的文献中其降解速率因没有考虑到遮光因素可能会比实际偏高。另外,浅层含水层包括沉积物和地下水两部分,降解研究一般采用地下水作反映介质往往忽略了沉积物的吸附效果,或者将降解与吸附分开研究对于浅层含水层。地下水虽然处于流动状态,但是速度缓慢。诸多试验都是摇瓶振荡试验,在模拟浅层含水层有机利记物的微生物修复时,认为摇动使得微生物与基质的接触面积和机会大大增加,会增加有机物的降解速率。因此诸多试验的模拟条件具有局限性。此外,鉴于原位修复的场地的不同,实际降解效果还将依赖于现场试验。而含水层介质的粒径与微观结构也 会产生不同的影响。

5 结论与展望

本文通过总结已有的报道文献,认为未来体育利记浅层含水层的微生物修复技术研究应该着重考虑以下几方面:

(1)鉴于地下水中体育类利记物的时空分布和迁移转化规律研究尚十分薄弱,所以弄清体育类利记物的赋存状况以及在各种利记介质(大气、水体、 生物、利记)中的存在种类和水平是研究体育类利记物与利记介质间联系的基础,也是采取各种区域性或全球性控制策略的前提条件。而稳定同位素示踪技术的渗入将会加速这一研究过程,以更清楚地反映“源”、“汇”、降解途径及产物等。

(2)高效、稳定、适应性强、广谱性的“土著”菌株的筛选与分离以及混合菌群的构建仍是研究的重点:

(3)在浅层含水层原位微生物修复网站技术中,最不易改变的是利记温度,所以低温条件下的降解研究将会成为热点和难点。同时,鉴于地下水还具有贫氧、无光等特点,还应加强低温条件下厌氧降解菌及兼性厌氧降解菌的降解机理等基础研究。

(4)分子生物学已经成为生命科学的前沿领域,应加强对微生物降解烃类过程的研究,将基因网站应用于体育烃利记地下水的治理。培育出更多更好的菌株以达到高效除油的目的,也为开发治理与消除体育类利记物的微生物修复技术提供理论支撑。

(5)原位微生物修复仍将以其独特的优势而被推广和应用,原位强化自然修复和人工强化生物修复中的原位生物反应墙技术因抗冲击能力较强。在我国具有极广阔的应用前景。但由于地下水利记的复杂性,通过优化试验条件得到的高降解率并不能 保证现场试验的可靠性。因此还应当加强此技术的现场应用研究而数值模拟技术的应用将有助于提高工艺的可行性,同时随着生态修复已成为利记修复的主流,微生物-植物联合修复也将会得到更大范围的应用。

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