論油污土壤治理中供氧的作用

李雪麗

摘? 要：我國工業(yè)技術(shù)不斷發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模也逐漸擴大，但現(xiàn)代化的進程將含油加工廠附近的環(huán)境造成破壞，給土壤造成嚴重油污污染。文章基于土壤中微生物能夠?qū)⒂臀劢到獾奶攸c，討論油污土壤治理中進行供氧的作用，供氧的方式采用翻耕法，通過人力成本來做油污土壤的治理，將化工遺留問題很好解決。

關(guān)鍵詞：化工遺留問題;油污土壤;翻耕供氧

中圖分類號：TE991.3? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）27-0058-02

Abstract： With the continuous development of industrial technology and the gradual expansion of industrial scale， the process of modernization will cause damage to the environment near the oil processing plant and cause serious oil pollution to the soil. Based on the characteristics that microorganisms in soil can degrade oil pollution， this paper discusses the role of oxygen supply in the treatment of oily soil， the way of oxygen supply is ploughing method， and the treatment of oily soil is done through labor cost， which can solve the problems left over by chemical industry.

Keywords： problems left over by chemical industry; oily soil; oxygen supply by ploughing method

引言

油污土壤的治理原理是根據(jù)土壤中存在的微生物能夠與油污結(jié)合的現(xiàn)狀，將油污完全降解，使得土壤內(nèi)油污含量降低，土壤可達到正常使用標準。含油土壤中的主要危害物質(zhì)就是油類化合物，微生物將通過自身氧化作用將油分解為碳氧化合物和水，因此能夠在分解完成后對土壤還有著增加水分的作用，證明了翻耕供氧能夠?qū)⒂臀弁寥乐卫聿⒊掷m(xù)優(yōu)化土壤條件。

1 供氧在油污土壤治理中作用的研究方向方法

對于油污土壤的治理要采用微生物降解的方式，在降解過程中需要氧氣的參與，而氧氣供應量也對降解效率起著決定性因素的影響。所以依靠供氧的方式來進行油污治理，其中最有效的方式就是進行翻耕作業(yè)，根據(jù)常識可知，對土壤進行翻耕作業(yè)，當翻耕頻率越大，使得土壤中微生物反應被供應的氧氣量也越大，反之亦然。但翻耕作業(yè)有著其本質(zhì)上的弊端，則是相應的治理造價較高，在進行翻耕作業(yè)中要充分利用人力與物力來進行操作，因此翻耕頻率大將導致治理成本進一步增大，不利于資源節(jié)約。所以在進行具體的翻耕作業(yè)中要將頻率的掌控與治理效果對應來看，選擇出耗能最少、收效最高的頻率數(shù)值。

在進行翻耕頻率的探究中，要引入實驗室輔助實驗的方法將實驗數(shù)據(jù)精準確定出來，在實驗室中進行模擬探究時，首先進行對土壤的處理。土壤選用無菌土，然后模擬真實土壤環(huán)境向土壤中投入微生物使其繁殖，并給予微生物符合自然條件下的生存環(huán)境因素，比如添加氮磷鉀肥料，保持土壤干濕平衡等外部條件植入。模擬自然環(huán)境下的土壤條件后對土壤進行油污處理，油污的投放要適量，符合自然規(guī)律。接著對土壤環(huán)境進行培養(yǎng)，根據(jù)不同的翻耕頻率對所設(shè)置的實驗組進行數(shù)據(jù)采集分析整理，值得一提的是，在此實驗中要設(shè)置對照組來進行整體實驗效果的體現(xiàn)。實驗的各項數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法如下：在對細菌的處理上，要通過稀釋平板法進行細菌數(shù)量的計算;在對土壤呼吸作用的強度評定上采用的則是中和滴定法;油污去除效率的計算方式采用稱重法;原有族組份運用棒薄層分析法。

2 供氧在油污土壤治理中作用的研究結(jié)果討論

2.1 土壤治理影響因素

微生物在降解過程是依靠特定菌群進行生理變化，對于物理和化學角度方法來看，微生物對石油烴的降解作用受到眾多因素制約，這些因素包括微生物自身的品種特性、數(shù)量程度，污染物的濃度、土壤的降解化學條件、土壤營養(yǎng)物質(zhì)添加情況、供氧情況等，為了進一步優(yōu)化石油污染的治理過程，縮短降解周期，針對上述出現(xiàn)的修復問題進行如下分析。

2.1.1 營養(yǎng)物質(zhì)添加比例會在石油生物降解的過程中對其造成一定影響，也就是說氮磷等元素會影響微生物降解作用。土壤中營養(yǎng)物質(zhì)的缺乏是導致石油污染生物降解效率不高的主要原因，比較來說，生物對含有氮（N）源的物質(zhì)供給更加敏感，但是需要同時添加含有氮元素（N）和磷元素（P）的營養(yǎng)鹽才能取得更好的降解效果。按質(zhì)量計算的話，N、P濃度分別是85毫克、15毫克左右，添加比例保持在五比一和七比一之間最為合適。以硫酸銨、硝酸銨、硝酸鈉、尿素分別作為無機N源和有機N源的代表，這里包含胺鹽和硝酸鹽，并考察使用效果，實驗證明，在適量添加N、P的情況下，四種N源對石油微生物降解效果有明顯的促進作用。相比較下，無機N源比有機N源的效果更有優(yōu)勢，合理給土壤添加營養(yǎng)鹽不僅能促進微生物繁殖，還能改變PH值，更利于降解作用發(fā)揮。有機N源若大量使用妨礙石油烴降解，因此要控制好使用量。單純接種微生物不添加N、P營養(yǎng)鹽也無法強化降解過程，在給土壤添加營養(yǎng)的基礎(chǔ)上還應該培育更高效的微生物，能對降解過程起到促進作用。

2.1.2 石油中的好氧生物在降解的過程中需要大量電子受體，主要構(gòu)成成分是溶解氧和硝酸根。在部分石油污染區(qū)，供氧不足成為了影響石油降解的制約因素。雖然在缺氧的條件下，厭氧微生物也可以利用其他元素和氧氣作為電子受體進行降解，但是石油降解的速率往往不是很理想，處于相當?shù)偷臓顟B(tài)，例如，地下水的溶解氧氣少，在受到石油污染之后，生物降解效率低，降解修復慢，將地下水全部抽出，采用充氧回灌的方式添加氧氣，能有效提高生物降解的速度和效率，達到預期效果。

2.2 翻耕供氧對油污的降解作用

因為微生物細菌是對油污土壤進行治理起到最為直接作用的原材料，因此要對能夠降解油污的這類微生物細菌有著一定的了解。翻耕供氧能夠?qū)ξ⑸锝到庑视兄^大的促進作用，微生物能夠?qū)τ臀弁寥喇a(chǎn)生降解作用的原理是微生物發(fā)生氧化反應將原油中的飽和烴、芳香烴進行相關(guān)化學鍵的水解，在該過程中產(chǎn)生了非烴類物質(zhì)和瀝青類物質(zhì)化合時所需的氮磷氧等元素，導致飽和烴、芳香烴降解比例大幅提高，進而生成了非烴類物質(zhì)和瀝青類物質(zhì)，在繼續(xù)的降解過程中，此類物質(zhì)最終被降解為碳氧化合物（主要為二氧化碳）和碳氫化合物（主要為水）[1]。

2.3 翻耕頻率對土壤細菌含量的影響

因為翻耕供氧對油污的降解有著重要的影響作用，因此要將微生物細菌降解的過程進行分析得到反應過程中氧氣存在的必要性，另外要將翻耕頻率對土壤中細菌的含量進行分析才能夠得出油污治理的有效翻耕頻率。因為微生物降解的過程中會產(chǎn)生氮磷氧等中間元素，所以對實驗組進行氮元素的含量分析就可以得到土壤內(nèi)細菌的含量。實驗過程中可以看出在九十天之前進行翻耕作業(yè)時，氮元素含量減少，因此證明細菌數(shù)量隨著翻耕作業(yè)會有所減少;而在對照組中不進行翻耕作業(yè)，可發(fā)現(xiàn)氮含量的數(shù)量幾乎保持不變，因此證明細菌在無氧氣供應時并未發(fā)生氧化反應造成消耗，翻耕頻率與土壤細菌含量呈反比。

2.4 翻耕頻率對土壤呼吸強度的影響

翻耕頻率對土壤內(nèi)細菌含量有著消耗作用，那么對于土壤的呼吸作用也會有一定的影響，因為細菌是在土壤內(nèi)部進行活動，而土壤呼吸作用會影響細菌的活性。土壤呼吸作用的定義是指土壤作為一個有機生命體存在的場所，其進行吸收氧氣和釋放二氧化碳的過程強度，所以一個良好的土壤系統(tǒng)能夠?qū)ζ鋬?nèi)部存在的微生物種群有著良好的促進作用[2]。由微生物的降解原理可知，講解完成后會產(chǎn)生二氧化碳，因此檢測土壤中二氧化碳的含量能夠體現(xiàn)出土壤的呼吸強度，翻耕頻率高將導致細菌的反應效率變高，由此釋放二氧化碳的能力增強，進而促進了土壤的呼吸作用。

2.5 翻耕頻率對油污去除效率的影響

翻耕頻率高將導致細菌活性增強，促進降解油污的反應進行，所以對于油污的去除率也有著一定的影響。但通過實驗數(shù)據(jù)可知，當翻耕頻率過高時將使得土壤內(nèi)的細菌含量銳減，導致了油污的降解速率變慢。所以要考慮翻耕頻率對油污降解的影響，另外結(jié)合人力成本的思考，將翻耕頻率定為七天或十五天進行一次完整的翻耕供氧作業(yè)，將使得微生物細菌的利用率達到最大。

3 土地翻耕法的處理方式

土地翻耕供氧是處理土地污染問題中被廣泛應用的方法，需要對土壤進行監(jiān)測，適當?shù)慕o土壤補充水分和無機營養(yǎng)物，例如氮鉀磷等，耕作機械定期使污染物、與營養(yǎng)物、微生物、空氣進行充分接觸，使土壤上部處理帶保持好氧狀態(tài)，可在幾個月的時間內(nèi)將油污濃度降下去，想再進一步修復就需要更久的處理時間，還需要繼續(xù)增加微生物、表面活性劑的含量，頻繁的對土壤進行翻耕，是一項節(jié)約成本的處理方式，美中不足的是這種方式會導致?lián)]發(fā)性有機物散發(fā)造成空氣污染。土壤翻耕法得到了美國環(huán)保局的有效采用，通過這種方式將海灘上的原油生物進行項目修復。

值得說明的是，通常外界對于土壤翻耕法的認知是屬于原位處理方式，但是實際實施的過程中也可以采用異味處理方式。翻耕法的原位處理方式是在原有被污染的土地上對土壤進行耙耕，耙耕深度維持在0.2-0.4m最適宜，以使石油烴類與土壤混合均勻，最大程度上為微生物提供利于代謝的好氧環(huán)境。翻耕法的以為處理方式，是將污染土壤從污染現(xiàn)場取出來，均勻的撒在處理場地的地面上，再按照原位處理方式對其進行耙耕操作。

4 結(jié)束語

綜上所述，針對油污土壤治理中供氧的作用進行討論，可得出以下結(jié)論。油污土壤對土壤效用具有較大危害，要通過微生物降解的方式來進行對油污的處理，翻耕作用能夠?qū)⑽⑸锝到庑试黾?，為保證降低翻耕人力成本的同時將油污降解有著最高的效率，因此通過研究可得出最佳的翻耕頻率在七天或十五天進行一次翻耕作業(yè)，是對于人力成本最高效的利用。

參考文獻：

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