[发明专利]一种热处理强化土壤中多环芳烃缺氧微生物降解的方法

说明书

本发明涉及一种热处理强化土壤中多环芳烃缺氧微生物降解的方法。该方法以利用原位热脱附技术处理的多环芳烃污染场地的地下2米以下深层土壤为实施对象。通过向所述实施对象中添加电子受体促进土壤中土著微生物对多环芳烃的缺氧降解，定期检测所述实施对象中多环芳烃的浓度以便及时补充所述电子受体。本发明的方法利用原位热脱附60℃及以下区域的余热作为热源，既能加速多环芳烃从土壤中解吸/脱附，又能提高土壤中土著微生物的活性，并通过向土壤中添加电子受体，刺激土著微生物对多环芳烃的缺氧微生物降解，并且还能解决原位热脱附修复多环芳烃污染土壤时能耗和成本高的问题，可实现热量高效利用。

技术领域

本发明涉及多环芳烃污染土壤修复领域，具体涉及一种热处理强化土壤中多环芳烃缺氧微生物降解的方法。

背景技术

多环芳烃(PAHs)是工业场地常见的持久性有机污染物，因其具有致癌、致畸和基因毒性而被美国国家环境保护署列入优先控制污染物清单。生物修复是指利用生物(主要是微生物)将环境介质中有毒害性的污染物降解转化为无污染物质或状态的过程。PAHs污染土壤的微生物降解因绿色、经济，无二次污染问题等优点而被广泛应用。

温度对土壤中有机污染物的生物降解有显著影响。因为温度的升高可以降低疏水性污染物的粘度，增加其溶解度和扩散率，提高疏水性化合物在土壤颗粒中的传质速率。然而在实际污染场地中，地下土壤的温度往往较低(低于20℃)，这在一定程度上不利于有机污染物的生物降解。

缺氧条件在许多地下土壤和受污染的地点占主导地位。比如当含有PAHs的化合物(如石油、杂酚油、柴油等)由于地下储油罐腐蚀或埋地管线泄漏进入土壤后，通常蓄积在地表以下处于缺氧状态的深层土壤中，这可能是有机污染物刺激了原位微生物群落，导致好氧呼吸过程中分子氧的消耗速度高于氧气的补给速度，导致在污染区域形成缺氧条件。尽管PAHs的缺氧微生物降解比好氧微生物降解效率低，但由于PAHs缺氧降解不需要补充氧气，这将会大大降低加油站、储油库以及焦化厂等场地原位微生物修复工程的施工难度，并可降低其深层污染土壤的修复成本。因此，深层土壤PAHs缺氧生物降解意义重大。

原位热脱附技术用于有机污染物的解吸，可以实现土壤温度的提升，但是在加热井外围较远区域及加热井之间的区域，土壤温度随着离加热井的水平(纵向)距离的增加而急剧降低。此时，在温度低于热脱附目标温度的区域，污染物无法被有效的解吸或去除，该区域的温度未能达到热脱附需要达到的温度又无法有效利用，要想达到热脱附需要达到的温度，势必要增加加热井密度或者提高加热井输入温度，这会显著增加修复成本。

发明内容

本发明为解决采用原位热脱附技术的多环芳烃污染场地修复效率低，成本高的问题，而提供了一种热处理强化土壤中多环芳烃缺氧微生物降解的方法，可以利用原位热脱附的余热作为热源，刺激土著微生物对多环芳烃的缺氧生物降解。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种热处理强化土壤中多环芳烃缺氧微生物降解的方法，以利用原位热脱附技术处理的多环芳烃污染场地的地下2米以下的深层土壤为实施对象，向所述实施对象中添加电子受体促进土壤中土著微生物对多环芳烃的缺氧降解，定期检测所述实施对象中多环芳烃的浓度以及时补充所述电子受体。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述实施对象的土壤温度为20℃-60℃。

进一步，通过注入井或旋喷桩的方式向所述实施对象中添加所述电子受体。

进一步，所述电子受体为硝酸盐或硫酸盐。

进一步，所述电子受体的添加浓度为500-5000mg/kg。

进一步，所述原位热脱附技术的加热方式为电阻式加热、蒸汽或热空气注射加热或热传导加热中的任一种或几种。