CN105032919B - 一种石油污染沙滩的生物修复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于海岸带石油污染生物修复技术领域，涉及一种石油污染沙滩的生物修复方法，先确定颗粒状菌剂和固体营养剂的添加量，再根据污染深度确定生物修复装置的高度和长度值；然后组装生物修复装置并确定需要的生物修复装置个数；再在石油污染沙滩上受污染的潮间带上竖直挖出一道道沟槽，将生物修复装置埋入潮间带，每隔3天分别测定沙滩间隙水中总石油烃和石油烃降解菌的数量，一个周期后调整或补充生物修复装置中的菌剂和固体营养剂量，2‑4个周期后停止生物修复过程；其工艺简单，操作方便，原理可靠，修复率高，环境友好，成本低，用于石油污染沙滩或滨海滩涂的生物修复。

Description

一种石油污染沙滩的生物修复方法
技术领域：
本发明属于海岸带石油污染生物修复技术领域，涉及一种石油污染沙滩的生物修复方法，在石油污染沙滩的滩体中安装生物修复装置，通过向生物修复装置中添加石油烃降解菌剂和营养剂，使石油烃降解菌能和滩体中的石油污染物充分接触并将其快速去除，达到石油污染沙滩快速恢复清洁的效果。
背景技术：
海上溢油和陆源排污使海岸带遭受严重污染，如2011年康菲石油公司蓬莱19-3油田溢油事故造成870平方公里海水受到严重污染，受污染区域沉积物污染面积为1600平方公里，造成的海洋生态损害价值总计16.83亿元人民币。溢油事故泄漏的石油可以渗入沙滩15-25cm深度，有的甚至可以渗透到60cm，渗透的深度和速率取决于溢油的粘度、体积以及沙滩沉积物的孔隙度。海岸带天然存在着石油烃降解菌。溢油为微生物提供了充足的碳源，在污染区域补充氮、磷可以促进石油烃降解菌的生长，此即为传统的生物修复法，与物理、化学修复相比，生物修复效率高、花费低且无二次污染，已经在多个溢油现场得到应用。然而，由于沙滩会受到波浪、海流的作用，施加的营养剂很可能未被石油烃降解菌充分利用就流失到海洋环境中，带来富营养化的威胁；土著石油烃降解菌缺乏作用于难降解石油污染物的酶系，对难降解石油污染物的去除率低；向海岸带投加的高效降解菌也面临着菌剂流失的问题，因此上述几种方式都存在局限性。因此，寻求一种石油污染沙滩的生物修复方法，通过在石油污染沙滩的滩体上安装生物修复装置，并向装置中添加固定化高效石油烃降解菌，同时辅以缓释型营养剂，使石油烃降解菌能和沙滩上的石油污染物充分接触并将其快速去除，达到石油污染沙滩快速恢复清洁的效果。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计提供一种石油污染沙滩生物修复方法，通过该方法能在较短时间(30～60天)内使石油污染沙滩得到快速恢复清洁，完成生物修复过程。
为了实现上述目的，本发明在石油污染沙滩生物修复装置中实现，具体包括以下步骤：
(1)、确定颗粒状菌剂和固体营养剂的添加量，采用固定化的粒径大于2mm的高效石油烃降解菌剂作为颗粒状菌剂，其添加量依据菌剂的使用说明确定；采用市售缓释农肥作为固体营养剂，固体营养剂中添加的氮肥、磷肥量使C:N:P的质量比为100:10:1，其中C为污染沙滩上石油烃中含有的总C量；或者采用NaNO3、KH2PO4按照上述C:N:P的质量自行配制，并利用现有技术经造粒、缓释处理后得到固体营养剂；
(2)、在石油污染沙滩上确定受污染的面积和深度，根据污染深度确定生物修复装置的高度，然后将生物修复装置高度的2倍作为生物修复装置的长度值，确定单个生物修复装置的面积；
(3)、将固体营养剂和颗粒状菌剂用纱布包裹后装入生物修复装置的上层丝网的凸起处，并盖上下层丝网后倒置放入上层多孔PVC支撑板和下层多孔PVC支撑板中间，用塑料压条将上层多孔PVC支撑板压紧，然后装入塑料框架中固定；
(4)、根据步骤(1)中需要添加的固体营养剂和颗粒状菌剂总量以及每个生物修复装置中的固体营养剂和颗粒状菌剂添加量，确定需要的生物修复装置个数；
(5)、将受污染的潮间带划分为网格状，根据生物修复装置交错、间隔排列的原则，在石油污染沙滩上受污染的潮间带上竖直挖出一道道沟槽，沟槽的深度为生物修复装置高度的1.1-1.5倍，然后将生物修复装置埋入潮间带；
(6)、确定15天为一个运行周期，在运行周期内，每隔3天分别测定沙滩间隙水中总石油烃和石油烃降解菌的数量，运行一个周期后，根据总石油烃和石油烃降解菌的数量变化情况，调整或补充生物修复装置中的菌剂和固体营养剂量；
(7)、2-4个周期后，停止生物修复过程，然后将生物修复装置取出重复利用，实现石油污染沙滩的生物修复。
本发明所述石油污染沙滩生物修复装置的主体结构包括上层多孔PVC支撑板、下层多孔PVC支撑板、上层丝网、下层丝网、塑料框架、塑料压条、固体营养剂和颗粒状菌剂；上层多孔PVC支撑板为长方形凸起结构，下层多孔PVC支撑板为平板结构，上层多孔PVC支撑板和下层多孔PVC支撑板的孔径均为10-15mm；上层丝网内置有固体营养剂和颗粒状菌剂；采用不锈钢金属材料制成的上层丝网和下层丝网的孔径均为2mm，上层丝网为凸起结构，下层丝网为平面结构，下层丝网盖住上层丝网后倒置放置在上层多孔PVC支撑板和下层多孔PVC支撑板之间，塑料压条将上层多孔PVC支撑板和下层多孔PVC支撑板压紧后放入塑料框架中形成石油污染沙滩生物修复装置。
本发明与现有技术相比，其工艺简单，操作方便，原理可靠，修复率高，环境友好，成本低，用于石油污染沙滩或滨海滩涂的生物修复。
附图说明：
图1为本发明所述石油污染沙滩生物修复装置的主体结构原理示意图。
图2为本发明所述石油污染沙滩生物修复装置的俯视结构原理示意图。
图3为本发明实施例采用生物修复装置的试验组和不进行处理的对照组中，间隙水中石油烃浓度(a)和石油烃降解菌(b)的数量变化情况。
具体实施方式：
下面通过实施例并结合附图对本发明作进一步说明。
本实施例在石油污染沙滩生物修复装置中实现，具体包括以下步骤：
(1)、确定颗粒状菌剂8和固体营养剂7的添加量，采用固定化的粒径大于2mm的高效石油烃降解菌剂作为颗粒状菌剂8，其添加量依据高效石油烃降解菌剂的使用说明确定；采用市售缓释农肥作为固体营养剂7，固体营养剂7中添加的氮肥、磷肥量使C:N:P的质量比为100:10:1，其中C为污染沙滩上石油烃中含有的总C量；或者采用NaNO3、KH2PO4按照上述C:N:P的质量自行配制，并利用现有技术经造粒、缓释处理后得到固体营养剂7；
(2)、在石油污染沙滩上确定受污染的面积和深度，根据污染深度确定生物修复装置的高度，然后将生物修复装置高度的2倍作为生物修复装置的长度值，确定单个生物修复装置的面积；
(3)、将固体营养剂7和颗粒状菌剂8用纱布包裹后装入生物修复装置的上层丝网3的凸起处，并盖上下层丝网4后倒置放入上层多孔PVC支撑板1和下层多孔PVC支撑板2中间，用塑料压条6将上层多孔PVC支撑板1压紧，然后装入塑料框架5中固定；
(4)、根据步骤(1)中需要添加的固体营养剂7和颗粒状菌剂8总量以及每个生物修复装置中的固体营养剂7和颗粒状菌剂8添加量，确定需要的生物修复装置个数；
(5)、将受污染的潮间带划分为网格状，根据生物修复装置交错、间隔排列的原则，在石油污染沙滩上受污染的潮间带上竖直挖出一道道沟槽，沟槽的深度为生物修复装置高度的1.1-1.5倍，然后将生物修复装置埋入潮间带；
(6)、确定15天为一个运行周期，在运行周期内，每隔3天分别测定沙滩间隙水中总石油烃和石油烃降解菌的数量，运行一个周期后，根据总石油烃和石油烃降解菌的数量变化情况，调整或补充生物修复装置中的菌剂和固体营养剂的量；
(7)、2-4个周期后，停止生物修复过程，然后将生物修复装置取出重复利用，实现石油污染沙滩的生物修复。
本实施例所述石油污染沙滩生物修复装置的主体结构包括上层多孔PVC支撑板1、下层多孔PVC支撑板2、上层丝网3、下层丝网4、塑料框架5、塑料压条6、固体营养剂7和颗粒状菌剂8；上层多孔PVC支撑板1为长方形凸起结构，下层多孔PVC支撑板2为平板结构，上层多孔PVC支撑板1和下层多孔PVC支撑板2的孔径均为10-15mm；上层丝网3内固体营养剂7和颗粒状菌剂8；采用不锈钢金属材料制成的上层丝网3和下层丝网4的孔径均为2mm，上层丝网3为凸起结构，下层丝网4为平面结构，下层丝网4盖住上层丝网3后倒置放置在上层多孔PVC支撑板1和下层多孔PVC支撑板2之间，塑料压条6将上层多孔PVC支撑板1和下层多孔PVC支撑板2压紧后放入塑料框架5中形成石油污染沙滩生物修复装置。
实施例1：
本实施例在石油污染沙滩上进行了对比试验，将沙滩分为2个区块，分别为试验组和对照组。对照组不作任何处理，试验组采用生物修复装置进行处理，先根据沙滩上的石油烃含C量计算出需要的N、P营养，制备出缓释型N、P营养剂；采用固定化高效石油烃降解菌作为菌剂，根据菌剂的效能确定施加量，再将营养剂和菌剂加入生物修复装置中，将沙滩的污染区域划分为网格状，将生物修复装置间隔、交错排列；试验进行30d，每隔3d测定沙滩间隙水中的总石油烃浓度和石油烃降解菌的数量，如图3所示，从图中可以看出，采用生物修复装置后，间隙水中的总石油烃浓度明显低于对照组，而石油烃降解菌的数量明显高于不加处理的对照组。

Claims (2)

1.一种石油污染沙滩的生物修复方法，其特征在于在石油污染沙滩生物修复装置中实现，具体包括以下步骤：
(1)、确定颗粒状菌剂和固体营养剂的添加量，采用固定化的粒径大于2mm的高效石油烃降解菌剂作为颗粒状菌剂，其添加量依据菌剂的使用说明确定；采用市售缓释农肥作为固体营养剂，固体营养剂中添加的氮肥、磷肥量使C:N:P的质量比为100:10:1，其中C为污染沙滩上石油烃中含有的总C量；或者采用NaNO3、KH2PO4按照上述C:N:P的质量自行配制，并利用现有技术经造粒、缓释处理后得到固体营养剂；
(2)、在石油污染沙滩上确定受污染的面积和深度，根据污染深度确定生物修复装置的高度，然后将生物修复装置高度的2倍作为生物修复装置的长度值，确定单个生物修复装置的面积；
(3)、将固体营养剂和颗粒状菌剂用纱布包裹后装入生物修复装置的上层丝网的凸起处，并盖上下层丝网后倒置放入上层多孔PVC支撑板和下层多孔PVC支撑板中间，用塑料压条将上层多孔PVC支撑板压紧，然后装入塑料框架中固定；
(4)、根据步骤(1)中需要添加的固体营养剂和颗粒状菌剂总量以及每个生物修复装置中的固体营养剂和颗粒状菌剂添加量，确定需要的生物修复装置个数；
(5)、将受污染的潮间带划分为网格状，根据生物修复装置交错、间隔排列的原则，在石油污染沙滩上受污染的潮间带上竖直挖出一道道沟槽，沟槽的深度为生物修复装置高度的1.1-1.5倍，然后将生物修复装置埋入潮间带；
(6)、确定15天为一个运行周期，在运行周期内，每隔3天分别测定沙滩间隙水中总石油烃和石油烃降解菌的数量，运行一个周期后，根据总石油烃和石油烃降解菌的数量变化情况，调整或补充生物修复装置中的菌剂和固体营养剂量；
(7)、2-4个周期后，停止生物修复过程，然后将生物修复装置取出重复利用，实现石油污染沙滩的生物修复。
2.根据权利要求1所述石油污染沙滩的生物修复方法，其特征在于所述石油污染沙滩生物修复装置的主体结构包括上层多孔PVC支撑板、下层多孔PVC支撑板、上层丝网、下层丝网、塑料框架、塑料压条、固体营养剂和颗粒状菌剂；上层多孔PVC支撑板为长方形凸起结构，下层多孔PVC支撑板为平板结构，上层多孔PVC支撑板和下层多孔PVC支撑板的孔径均为10-15mm；上层丝网内置有固体营养剂和颗粒状菌剂；采用不锈钢金属材料制成的上层丝网和下层丝网的孔径均为2mm，上层丝网为凸起结构，下层丝网为平面结构，下层丝网盖住上层丝网后倒置放置在上层多孔PVC支撑板和下层多孔PVC支撑板之间，塑料压条将上层多孔PVC支撑板和下层多孔PVC支撑板压紧后放入塑料框架中形成石油污染沙滩生物修复装置。
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