生物法修复废弃钻井泥浆和含油污泥的研究进展

第一作者：刘宪斌，男，１９６４年生，博士，教授，主要从事环境生态调查与修复工作。＊天津市蓬莱１９－３油田溢油事故补偿款项目（Ｎｏ．１９－３ＢＣ２０１４－０５）。生物法修复废弃钻井泥浆和含油污泥的研究进展＊刘宪斌刘青（天津市海洋资源与化学重点实验室，天津科技大学海洋科学与工程学院，天津３００４５７）摘要废弃钻井泥浆和含油污泥是石油工业产生最多的含油固体废弃物。它们是一种含有多种复杂成分的悬浊液，包括石油烃（ＰＨＣｓ）、水、重金属、化学处理剂和固体泥沙颗粒。由于其具有环境危害性，且产量逐渐增加，对其有效地处理和处置引起世界各国的广泛关注。综述了废弃钻井泥浆和含油污泥的性质、对环境的影响和生物修复方法，并介绍了生物修复ＰＨＣｓ的影响因素，同时初步探讨了两者中除ＰＨＣｓ之外其他污染物的处理方法。目前的生物修复方法都有不同的优势和局限性，未来应该进一步关注对现有处理技术的改进和不同技术的结合，使废弃钻井泥浆和含油污泥的处理既能达到无害化、资源化，又能节省处理成本。关键词废弃钻井泥浆含油污泥生物修复石油烃重金属ＤＯＩ：１０．１５９８５／ｊ．ｃｎｋｉ．１００１－３８６５．２０１５．０６．０１６ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｂｉｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎｏｆｗａｓｔｅｄｒｉｌｌｉｎｇｍｕｄａｎｄｏｉｌｙｓｌｕｄｇｅＬＩＵＸｉａｎｂｉｎ，ＬＩＵＱｉｎｇ．（ＴｉａｎｊｉｎＫｅｙＬａｂｏｒａ－ｔｏｒｙｏｆＭａｒｉｎｅＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｒｉｎｅＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉ－ｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００４５７）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗａｓｔｅｄｒｉｌｌｉｎｇｍｕｄａｎｄｏｉｌｙｓｌｕｄｇｅａｒｅｔｈｅｍａｊｏｒｓｏｌｉｄｗａｓｔｅｓｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙｐｅｔｒｏｌｅｕｍｉｎｄｕｓｔｒｙ．Ｔｈｅｙａｒｅｃｏｍｐｌｅｘｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｓｏｆｖａｒｉｏｕｓｐｅｔｒｏｌｅｕｍｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ（ＰＨＣｓ），ｗａｔｅｒ，ｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓ，ｃｈｅｍｉｃａｌｓａｎｄｓｏｌｉｄｐａｒｔｉ－ｃｌｅｓ．Ｂｅｃａｕｓｅｏｆｉｔｓｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｈａｚａｒｄｓａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｄｉｓｐｏｓａｌａｎｄｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｏｉｌｙｓｌｕｄｇｅｈａｖｅｂｅｅｎｃｏｎｃｅｒｎｅｄａｌｌｏｖｅｒｔｈｅｗｏｒｌｄ．Ｉｎｔｈｉｓｒｅｖｉｅｗ，ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉｍｐａｃｔｏｆｗａｓｔｅｄｒｉｌｌｉｎｇｍｕｄａｎｄｏｉｌｙｓｌｕｄｇｅ，ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆｂｉｏｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｉｒｍａｉｎｉｎｆｌｕｅｎｃｅｆａｃｔｏｒｓｗｅｒｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．ＡｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｎｒｅｍｏｖａｌｏｆｏｔｈｅｒｐｏｌｌｕｔａｎｔｓｉｎｏｉｌｙｓｌｕｄｇｅｂｅｓｉｄｅｓＰＨＣｓｗａｓａｌｓｏｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅｓｔａｔｅ－ｏｆ－ａｒｔｂｉｏｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｍｅｔｈ－ｏｄｓｈａｖｅｂｏｔｈｍｅｒｉｔｓａｎｄｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓ．Ｆｕｔｕｒｅｓｔｕｄｉｅｓｓｈｏｕｌｄｐａｙａｔｔｅｎｔｉｏｎｔｏｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｃｏｍ－ｂｉｎｉｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ｍａｋｉｎｇｗａｓｔｅｄｒｉｌｌｉｎｇｍｕｄａｎｄｏｉｌｙｓｌｕｄｇｅｈａｒｍｌｅｓｓａｎｄｒｅｃｙｃｌｅｄ，ｃｏｓｔ－ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗａｓｔｅｄｒｉｌｌｉｎｇｍｕｄ；ｏｉｌｙｓｌｕｄｇｅ；ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ；ｐｅｔｒｏｌｅｕｍｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ；ｈｅａｖｙｍｅｔａｌ含油泥浆主要产生于原油开采、运输、贮存和炼制过程［１］，主要包括废弃钻井泥浆和含油污泥。近年来，特别是在原油开采和炼制中排出的含油固体废弃物，由于其污染物多且成分复杂，处理和处置受到广泛关注。废弃钻井泥浆和含油污泥中含有大量的石油烃（ＰＨＣｓ）和其他污染物质，其不正当的处理以及不完全的处置会对环境以及人类健康造成严重的威胁，包括中国在内的许多国家将其列为危险废弃物［２－３］，［４］８６５－８７１。因此，对两者的有效处理和处置就变得非常必要。目前，对含油固体废弃物的处理处置方法主要包括焚烧法、固化／稳定化、氧化法以及生物法等［５］４７２－４８３。焚烧法、固化／稳定化和氧化法可以使其中的有害成分减少，从而对环境和人类健康的影响降低。但是，这３种技术在处理处置效果和成本之间很难达到平衡，而生物法具有节约能源、运行费用低、作用持久等特点，具有广阔的应用前景。本研究介绍了废弃钻井泥浆和含油污泥的性质和对环