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分析微生物修复及油污土壤改良
发表时间:2019-10-08
2017-06-28         

  北极星环境修复网讯:摘 要:针对土壤环境恶化问题,首先分析了土壤修复中微生物技术的应用, 然后对油污土壤(含油土壤)改良技术进行 深入分析,为保证土壤改良效果,提供技术依据,实现不断提高土壤修复与改良技术水平的根本目标。

  如今,在工农业生产快速发展的局势下,废水、污染物大量排放,农药和化肥无节制施用,而且石油资源开采过程中产生大量井喷物质,这些都导致土壤环境不断恶化,使土壤环境日益衰退。因此,对土壤进行修复和改良显得尤为重要。就目前来看,可同于土壤修复和改良的先进技术有很多,如生物技术与理化技术。其中,以生物技术效果最为显著,有很多的分析和研究成果。

  在农田中大量施用化肥和不科学的耕作,导致土壤环境每况愈下,使土壤结构日益恶化,轻则使地力大幅降低,严重时使农作物质量变差。对此,曾有学者提出可采用施加多种有机肥的方式来改良土壤。然而,有机肥养分含量相对较低,施肥效果差, 需要增加投入量才能保证效果,而且不同地区的土壤状况有很大不同,所以这一措施很难推广应用。

  在这种情况下,微生物技术随之诞生[1]。 对于微生物技术,它是指将微生物和有机肥的混合物投入到土壤当中。此时,微生物能在土壤中以很快的速度分解,固定空气中呈分子态的氮,同时将其转化成作物可以吸收和利用的铵态氮,并将不溶的磷与钾通过分解形成可溶的磷与钾,进而使植物可以大量吸收,起到改良土壤的作用。另外,作物收获以后,将微生物投入到残茬上,加快残茬分解速度,以此提高土壤肥力,对土壤结构进行改良,实现水土保持目标。

  实际工作过程中,这项技术已经实现商业化,表现为可制成多种试剂,如增肥剂、改良剂与微生物肥。微生物还能用于复垦, 这是微生物技术重要组成部分。该方法充分利用微生物具有的接种特点与优势,对待复垦的区域实施综合治理和有效改良。在新建植进行微生物的接种,于对植物营养条件进行改善的同时, 借助微生物自身生命活力,使已经丧失了活性的土壤重新建立起新的微生物系统,提高土壤活性,促进复垦改良,推动整个转化过程,帮助生土不断熟化,增强肥力,最终缩短复垦整个周期。

  采用微生物技术还能调整土壤的酸碱性,这也是技术主要功能之一。采用可以在极端环境中正常生长发育的微生物,通过代谢来实现对土壤酸碱性的调节。比如,日们相关科员人员通过 研究发现了可以碱化酸性土壤的特殊微生物,这一微生物可以 在 pH 值为 3 与富含铝的情况下正常生长和繁殖。经试验可知, 这种微生物可以存活在 pH 值只有 3.3 的环境下,在降低酸性的 基础上减小铝离子浓度,使用在酸性土壤中后,可以发挥中和效 果,进而实现增加植物生长空间这一根本目标。采用微生物技术对土壤进行改良的基本工作思路为:先确定微生物群体,土壤环境中,微生物群体由多种微生物组成,包括乳酸菌、酵母菌、放线菌等。在制得浓度满足要求的菌液之后, 加入有机营养物质,55kj开奖现场报码大全如酒糟、秸秆与豆腐渣等,通过混合开始发 酵。在条件允许的情况下,还可使用垃圾、农家肥或秸秆等和菌 也进行混合。完成以上步骤后,挖坑将发酵后的菌液加入,也可直接在地面进行喷洒[2]。

  在油污土壤的改良工作中,经常会用到表面活性剂。现以淋 洗与洗涤为例,对其实际应用进行分析。淋洗时,通常使用通过 化学合成制得的活性剂,即非离子活性剂或阴离子活性剂。相关 研究表明,在被杂酚油物质污染的土壤中使用非离子活性剂能 有效增强土壤降解;采用 Brij30 时,对柴油有 22.5%左右的解吸 率;采用 Brij35 时,对柴油有 58.0%的解吸率。此外,还发现鼠李 糖脂能有效洗脱多氯联苯;皂角苷可有效去除芘与菲。 活性剂浓度会对淋洗效果造成直接影响。若浓度未能达到 CMC,则活性剂很难起到增溶作用,实际的淋洗作用会变得很差。此时,为保证淋洗效果,必须增加次数,使修复费用大幅提高。

  相关研究表明,一半活性剂浓度越大,污染物的去除率越高, 但达到某个限定值后开始趋于平稳,之后继续增加活性剂浓度, 不会起到太大的作用,实际淋洗效果基本保持不变。此外,如果浓度过高,则会在溶液当中产生大量絮凝物,当与污染物接触 后,将形成大量乳状液,中国人一样能干成”尽管困难重重,澳门三合彩,导致土壤中的缝隙被堵塞,大幅减慢淋洗液实际流动速度,对最终的淋洗效果造成影响。活性剂一旦吸附于土壤,还会减弱洗脱,吸附主要和初始浓度有关,一般随初始浓度不断增加,吸附作用增强。

  可见,过量投入药剂不仅浪费资源,而且还会对土壤造成二次污染,所以在实际应用中应确定 适宜的投加浓度[3]。 部分研究人员利用非离子与阴离子式活性剂进行淋洗专用 药剂的复配,并取得了良好效果。比如,利用 TX100 与 SDBS 进 行复配得到的药剂对土壤进行淋洗,去除土壤当中含有的菲,其去除效果远好于采用单一药剂;利用 Tween80 与 SDS 进行复配得到的药剂对土壤进行淋洗,去除土壤当中含有的石油烷烃,其去除效果远好于采用单一药剂,并且淋洗效果还伴随这两种药剂添加量的不断增加而进一步增强。

  研究表明,采用这两种活性剂进行复配制得的药剂具有协同作用,其原因为在复配之后可 以形成吸附层及胶束,可以减弱离子之间形成的排斥,进一步降低 CMC,同时使胶束当中分配系数明显增加。另外,在选择性吸附作用下,复配药剂中的各个组分吸附各类成分,使原有的组分 比例发生变化,对淋洗效果造成影响。对此,在复配过程中,应深入了解不同组分具有的吸附特性及规律,避免被土壤大量吸收[4]。 研究者对聚氧乙烯月桂基醚与十二烷基苯磺酸钠两种活性剂进行复配,形成的复配剂用于油污土壤(含油土壤),并开展专门的回收试验,结果表明,脱油率可以达到 56%以上。此外,还对包含石油烷 基苯磺酸钠与曲拉通等在内的四种不同活性剂进行复配,形成的复配剂用于油污土壤(含油土壤),能发挥出更好的处理效果,实际脱油率可以保持在 98%以上。

  虽然活性剂对处理油污土壤(含油土壤)有显著效果,但也面临着一些问题,比如土壤应具有良好渗透性,如果在渗透性较差的土壤中使用,会影响处理效果;活性剂本身就是一种有毒性的药剂,大 量使用也会对土壤环境造成负面影响,导致土壤产生二次污染。 因此,应高度重视和切实做好对环境无负面影响的新型活性剂,及其筛选方式、培育方式及提取方式;活性剂应能和其它技术措施相联用,保证最终的修复效果。比如,引入超声技术提高对石油类污染物的实际去除率;如果活性剂实际用量较大,则会影响 微生物自身活性,并且还会提高成本,所以在实际使用中必须结合实际情况对活性剂用量进行严格控制。

  综上所述,面对日益严重的土壤环境恶化问题,需要积极采 用合理可行的改良与修复技术,尤其是微生物技术,它对恢复土壤自然生态系统,提高肥力等均有十分重要的作用,应在今后的工作中不断加大研究与开发力度。


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