_生物技术在石油污染修复领域的最新进展

2015年第31卷第5期★石油化工安全环保技术★PETＲOCHEMICALSAFETYANDENVIＲONMENTALPＲOTECTIONTECHNOLOGY71櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒收稿日期:2015－03－27。作者简介:康凯璇，女，2013年毕业于英国雷丁大学，硕士，主要从事油田生物技术领域的研究工作，工程师。电话:0411-83792467，E-mail:kangkx@dl-opus.com生物技术在石油污染修复领域的最新进展康凯璇1，兰秀茹2，付娜1，赵静1(1.大连知微生物科技有限公司，辽宁大连116023;2.中国石油化工股份有限公司中原油田分公司，河南濮阳457000)摘要:生物修复技术因其作用持久、低成本、环境友好等优势得到了广泛应用。介绍了近三年国内外石油污染水体、土壤和大气生态系统生物修复领域最新的研究现状和应用实例，提出微生物—植物联合修复技术、分子生物学技术和新型生物材料等多种技术复合应用的发展趋势，为今后石油污染修复工作提供参考依据和研究思路。关键词:生物修复石油污染水体土壤大气石油污染主要来自原油勘探、开采、运输、储存和炼制等过程，以及海上原油泄漏和陆地输油管线泄漏等突发事故，不仅对水体、土壤和大气自然环境造成了不同程度的污染，也对人体健康构成严重危害。石油对环境造成危害的主要成分有饱和烃、芳香烃、胶质、沥青质和树脂类，以及多种重金属元素。Cd、Zn、Cu、Pb、Ni等重金属单独或联合作用所形成的复合污染源，组分复杂、毒性强，导致修复难度增大。因此，对石油污染环境的修复和无害化治理的研究与应用，已成为各国能源战略发展和环境保护必须要面对的紧迫问题。传统的石油污染修复技术包括物理修复和化学修复，在处理过程中能量消耗大、资金投入高，更为突出的问题是有可能产生二次污染，再次破坏自然资源。生物修复技术因其具有低投资、高效益的优势以及环境友好的特点，已成为改善石油污染环境最有生命力和代表性的技术。生物修复技术的主要原理［2］是利用特定生物(植物、微生物或原生动物)的代谢活动，吸收、转化、消除或降解环境污染物，实现环境净化、生态效应恢复，该技术在近年来的原油泄漏应急处理中得到了大范围的应用。如2010年4月墨西哥湾钻井平台原油泄漏事故最终释放超过2亿加仑(490万桶)的原油，对海洋生态与海洋生物造成了巨大危害。但4个月后75%的漏油已消失，研究者发现了大量以石油为食的嗜油菌，这些微生物在油污清理过程中作用巨大。2010年7月16日，我国史上最严重的大连湾输油管道爆炸事故清理初期，投施了23t修复微生物，用于清理港口海域183km2的浮油，这是人类首次大规模应用生物修复技术治理海上溢油污染并取得良好效果。美国环保局已将25种生物修复制剂(包括微生物、酶和生物表面活性剂等)列入国家应急计划推荐目录中，用于快速处理各种原油泄漏造成的污染。1水体污染的生物修复根据环保部发布的《2013年环境统计年报》显示，2013年全国工业废水排放量209.8亿t，占废水排放总量的30.2%。相当数量的含油污水经处理后外排入海或内陆江河，再加上水上石油流通增量、开发泄漏等原因，导致水体石油污染不断加剧，对水体生态环境及人类社会造成严重破坏。随着石油化工产品的多样化以及生产规模的快速发展，给对石化废水处理能力提出了新的要求与挑战。72★石油化工安全环保技术★2015年第31卷第5期1.1石化废水的生物处理生物处理法因其成本低廉，不产生二次污染等优点发展迅速［1］，也是石化废水二级处理过程中的核心单元。包括高效工程菌、固定化微生物、新型生物膜反应器(MembraneBio-Ｒeactor，MBＲ)、酶—微生物耦合技术、生物—化学—物理组合等多种复合技术得以广泛认可并应用。我国大部分油田进入开采的中后期，采出液含水量最高达98%以上，对油田采出水进行经济有效处理并循环利用，成为油田节能减排领域的重要课题。新疆油田使用高效的功能微生物菌种进行油田废水生物处理，出水COD＜100mg/L、出水石油类＜10mg/L、挥发酚＜0.5mg/L，达到水质的排放标准［5］。对压裂返排液采用预处理与生物法联合的方式进行处理，如“Fenton氧化—混凝沉降－水解酸化—序批式生物膜反应器—活性炭吸附”的组合工艺，处理后的压裂返排液水质指标，达到国家污水综合排放中的一级排放标准。利用“钻井废液—强化复合水解酸化—生物铁反应器—TiO2光催化氧化技术—臭氧接触氧化池—生物活性炭滤池—清水池—达标排放”的组合工艺，实现了对钻井废液的达标处理［7］，该技术的成功应用对每年钻井过程中产生数量巨大且成分复杂的钻井废液处理有重要的现实意义。石油炼化废水生化降解较为成熟的工艺包括序批式活性污泥法(SequencingBatchＲeactor，SBＲ)、MBＲ法和厌氧/好氧法(