论文部分内容阅读
我国每年产生的油泥多达百万吨,其中包括陆地油泥以及海上钻井所产油泥,因其含有多种对人体及环境有毒有害的化合物质,随着人类环保意识的不断增强因而对环境质量的要求越来越高,油泥的资源化利用越来越受到研究者的关注。生物堆肥法处理油泥技术因其具有的费用低、对环境影响小等多方面优势使其具有广阔的发展前景。
本文油泥生物堆肥处理所采用的方法是将油泥和调理剂牛粪(N)、草炭(C)、生物碳(S)、酶渣(M)、稻壳(D)分别或者组合混合,堆置于实验所用花盆中,控制堆肥温度和水分含量,定期取样监测各指标的变化,最后对堆肥最终产品的生物毒性加以测定,以期为堆肥产物的后续资源化利用提供有力的理论依据。主要研究结果如下:
(1)添加不同调理剂的试验中,堆肥7天各堆体pH有不同程度的升高,28天时测定结果较之前有明显的降低,部分pH值在6~7.5;各类型堆肥结束时pH均>7,此时的微生物则具有较强的耐碱性,堆肥持续42天,pH值与初始堆体比较,整体并无显著性的差别,酶渣堆体表现较为例外。
(2)添加酶渣、生物碳及稻壳酶渣牛粪的混合堆肥最终产物的C/N分别为25.8、35.3和24.3,三种堆肥材料初始C/N较高,最终产物的腐熟度判定需要寻找其它判定依据。
(3)堆肥处理油泥试验结果显示,各堆体总石油烃含量都有明显的降低(降低29%~54%),堆肥最初的一周降解最为显著;其中降解效果明显的堆体是N+D+M+S堆体,总石油烃由初始的11.22%减少至5.15%,减少了54%。
(4)饱和烃总体呈现下降的趋势,其中变化较明显的依次是N+D+M组合堆体、牛粪堆体和N+D+M+S组合堆体,其减少量分别为60.64%、58.24%和45.55%。芳香烃和极性物的变化则表现出不一致的趋势,有些增加有些减少,甚至未检测出数值。
(5)7种堆肥在去除PAHs的规律上存在明显的差异,草炭堆肥处理对PAHs的降解能力最强。为达到去除目的污染物的效果,建议有选择性的添加不同种类的调理剂。
(6) DGGE图谱图分析结果显示,在分别添加了M,D+N+M和D+N+M+S的堆肥处理油泥,生物多样性增加显著,这与总石油烃和多环芳烃的减少呈现出较为一致的关系,微生物的多样性的增加说明堆肥过程主要增加的是具有降解石油烃功能的菌群。
(7)小麦、黑麦草及高羊茅种子在牛粪、草炭及生物碳作用下的油泥堆肥产物中的相对发芽率表现出一致的变化,但相对根长则表现出不一致的结果;三种堆肥的最终产物的发芽指数都>80%,表明堆肥最终产物腐熟度较高并对种子萌发无毒害性;对浸提液最为敏感的植物为小麦,其次为高羊茅,最不敏感的则属黑麦草,对于石油污染场地的修复可以选择最佳植物为黑麦草。
(8)军粮城现场堆肥处理油泥试验结果表明:115天的堆肥结束后堆体均达到了腐熟;小型堆肥处理堆至115d后,总石油烃(TPH)降解率达到22.96%;石油烃各组分中饱和烃在堆肥过程中呈减少的趋势;芳香烃在大型堆肥下整体呈升高趋势,小型堆肥下则出现先上升后下降的趋势;发芽指数结果显示,堆肥样品在开始有较大的生物毒性,堆肥过程中发芽指数升高,堆肥结束后由发芽指数得出两种处理方式下的堆肥产物均达到腐熟;由变性梯度凝胶电泳(DGGE)图谱和图谱聚类分析得出,随着堆肥时间的延长,微生物群落也发生了较大的变化,大型堆肥与小型堆肥之间石油烃降解性的差异可能是不同堆肥体积对微生物群落多样性有较大影响所致。