石油污染土壤的生物修復(fù)技術(shù)探究

白杰(新疆智管家環(huán)保科技有限公司，新疆 烏魯木齊 830011)

0 引言

土壤—地球上的生命起源，不僅僅對(duì)人類有著極其重要的作用，對(duì)于生態(tài)環(huán)境也是重要的系統(tǒng)組成成分之一，同時(shí)也是人類生存必不可少的依賴的一種可貴的自然資源，尤其是對(duì)于我國(guó)中13 億人口之大的農(nóng)業(yè)發(fā)展大國(guó)而言，土壤資源已然是變得十分的重要和珍貴，而石油作為現(xiàn)代世界重要的物資，是人類社會(huì)發(fā)展極其重要的能源組成，通常被人們稱之為黑色黃金，石油關(guān)乎著整個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展，尤其是近些年來國(guó)家高速的發(fā)展帶動(dòng)了石油產(chǎn)品的消耗，但是石油產(chǎn)品大量的使用會(huì)給土壤帶來一定的污染的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也給人類的生活生產(chǎn)以及生物的生存都帶來了很大的危害，土壤污染在全世界各地都是非常普遍的一個(gè)事情，土壤污染也是當(dāng)前在世界環(huán)境治理過程中屬于較大的一個(gè)環(huán)境問題，也是一個(gè)世界性難題，因此對(duì)于石油污染土壤進(jìn)行修復(fù)就變得尤為的重要，而在諸多的修復(fù)技術(shù)中，通過生物修復(fù)技術(shù)已經(jīng)越來越成為全世界各國(guó)學(xué)者共同關(guān)注的問題。

1 我國(guó)石油污染的現(xiàn)狀

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速的發(fā)展，石油對(duì)于我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程具有推動(dòng)作用，在其中扮演著極其重要的角色，石油的消耗也隨著社會(huì)的進(jìn)步而不斷的增加，在原油開采的過程中，運(yùn)輸以及儲(chǔ)存或者后續(xù)加工的環(huán)節(jié)，如果出現(xiàn)了管理上的失誤或者是一些其他因素所導(dǎo)致的原因，最終都會(huì)不可避免的發(fā)生一些事故產(chǎn)生，更甚者可能會(huì)發(fā)生原油的泄漏問題。石油勘探與開采、儲(chǔ)運(yùn)、煉制、加工及正式進(jìn)入使用過程的石油原料乃至加工完成的石油制品的泄漏或溢出都是對(duì)環(huán)境、土壤污染破壞的主要原因。隨著石油工業(yè)日新月異的急速發(fā)展，現(xiàn)如今全世界每年都會(huì)有大約八十萬噸的石油進(jìn)入我們的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中，如此一來，全世界范圍內(nèi)發(fā)生的石油污染問題則是日趨嚴(yán)重。而原油其自身組織上包含著各類的烴類本類和酚類物質(zhì)，這些物質(zhì)一旦泄漏以后，就會(huì)對(duì)我們賴以生存的土壤和生命不可或缺的水源造成難以修復(fù)的污染，而這種污染將直接威脅著人們?nèi)粘＝】档纳詈蜕嫘詥栴}。與此同時(shí)，在石油的原油產(chǎn)品中同樣含有非常豐富氮元素、磷元素等等，因此如果石油在泄漏以后處理不妥善，同樣也會(huì)造成后果十分嚴(yán)重的生態(tài)危機(jī)以及生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重污染。據(jù)相關(guān)的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前我國(guó)的石油企業(yè)每年大概所生產(chǎn)的石油約為2 億噸左右，而這2 億噸每年據(jù)統(tǒng)計(jì)大約有1/10 的總量會(huì)進(jìn)入到土壤環(huán)境中。而這1/10 總量的石油又有80%以上的，會(huì)直接留存在涂表層50 厘米以上的位置，因此對(duì)于整個(gè)污染的土壤環(huán)境以及生態(tài)系統(tǒng)的損害是十分巨大的。

當(dāng)前我國(guó)在油氣田的開采上，其數(shù)量已經(jīng)超過了400 多個(gè)，開采的面積已經(jīng)是占到我國(guó)國(guó)土總面積3%的總量，而這個(gè)數(shù)字是相當(dāng)巨大的，也就是說我國(guó)大概有500 萬多公斤的土壤受到了石油污染，并且污染值實(shí)際上已經(jīng)超過了安全的界限標(biāo)準(zhǔn)，尤其是在東北的遼河等老重污染區(qū)是非常顯著的，甚至整個(gè)石油污染物在土壤中所含有的量已經(jīng)嚴(yán)重的超標(biāo)，在內(nèi)蒙古的阿爾山油田中可以觀測(cè)到其原油對(duì)當(dāng)?shù)赜绊懙姆秶娣e也是嚴(yán)重的超標(biāo)，研究學(xué)者還表明在大慶等油田上整個(gè)周邊土壤的油汀進(jìn)行一個(gè)實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在油井100 米范圍以內(nèi)的土壤都存在著非常嚴(yán)重的土壤污染問題，土壤中的含有氯相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)而言已經(jīng)是嚴(yán)重的超標(biāo)，而塔里木盆地的油田在油井100 米范圍內(nèi)的土壤中進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)其土壤中含油量已經(jīng)是其他地方，背景土壤中10～20 倍之多，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，由石油類等污染對(duì)我國(guó)土壤資源所造成的危害已經(jīng)成為當(dāng)前最為主要的污染源之一，并且隨著工業(yè)社會(huì)進(jìn)程不斷的發(fā)展，此類有石油對(duì)土壤所造成污染的趨勢(shì)在不斷的累年的增加，并且每年所增加的趨勢(shì)是有所增長(zhǎng)的，嚴(yán)重程度也是不斷加強(qiáng)的，很多石油接觸的部分土壤，其地下的生態(tài)水環(huán)境也已經(jīng)遭到了非常重要的損害，甚至已經(jīng)達(dá)到了難以修復(fù)難以恢復(fù)的狀態(tài)。

2 石油土壤生物修復(fù)技術(shù)的現(xiàn)狀

對(duì)于污染土壤進(jìn)行修復(fù)，此技術(shù)的研究大概是在20 世紀(jì)70 年代的后期，已經(jīng)有不少國(guó)家進(jìn)行關(guān)注，而在過去大概30 年的時(shí)間之內(nèi)，相繼有美國(guó)，日本等國(guó)家將對(duì)于土壤修復(fù)的技術(shù)紛紛提上了本國(guó)家的重要日程之中，并且也有了一系列的土壤修復(fù)的計(jì)劃和動(dòng)態(tài)。在國(guó)家層面也投入了巨大的資金和技術(shù)的支持應(yīng)用于修復(fù)技術(shù)的研究和相關(guān)的設(shè)備機(jī)械的開發(fā)，可以說在污染土壤進(jìn)行修復(fù)方面已經(jīng)投入了一定的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和很多實(shí)際的工程實(shí)際應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)的積累，而我國(guó)相對(duì)于以上國(guó)家而言，在土壤修復(fù)技術(shù)研發(fā)和投入方面研究相對(duì)要晚一些，因此從某種程度上來看，我國(guó)在土壤污染修復(fù)技術(shù)的研究以及具體的工程實(shí)踐應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的積累層面上和以上的美國(guó)日本等發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存有一定的距離。

當(dāng)前我國(guó)在對(duì)石油進(jìn)行開采的土壤進(jìn)行修復(fù)目前主要都是借鑒了國(guó)外修復(fù)技術(shù)的成熟經(jīng)驗(yàn)，大概在20 世紀(jì)80 年代以后的這段時(shí)間內(nèi)，由于石油土壤生物修復(fù)技術(shù)的研究達(dá)到了一定的層面，此技術(shù)在應(yīng)用層具有修復(fù)效率比較高，而且十分安全并且對(duì)于修復(fù)以后的污染土壤并沒有產(chǎn)生二次污染等優(yōu)勢(shì)。此技術(shù)在后期的技術(shù)研究過程中備受全世界廣大學(xué)者的關(guān)注，并且已經(jīng)發(fā)展成為當(dāng)前石油土壤污染生物修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域中非常重要的一個(gè)研究方向。

而生物修復(fù)技術(shù)總體來說大致上包含了植物修復(fù)技術(shù)以及動(dòng)物的修復(fù)技術(shù)，除此之外還包括微生物的修復(fù)技術(shù)等等。其中在對(duì)石油土壤污染研究中主要運(yùn)用的是植物原味處理的生物修復(fù)技術(shù)方法，此方法在具體運(yùn)用過程中具有非常好的經(jīng)濟(jì)使用效益，對(duì)其進(jìn)行修復(fù)之后，還對(duì)原植物具有很大的觀賞價(jià)值，并且也成為當(dāng)前有害污染物生物修復(fù)的新的方法，然而通過植物修復(fù)技術(shù)的運(yùn)用實(shí)踐上來看仍然會(huì)受到很多其他因素的干擾，特別是在對(duì)于一些濃度比較低、面積又非常廣的、比較大的石油污染的土壤進(jìn)行修復(fù)的時(shí)候，整個(gè)土壤污染的修復(fù)周期呈現(xiàn)出非常長(zhǎng)的不利一面，因此世界上各國(guó)人民又在不斷的尋找出一條處理效率高，處理質(zhì)量好的污染土壤治理的方法。因此相對(duì)于植物生物修復(fù)而言，當(dāng)前對(duì)于石油土壤污染的生物修復(fù)辦法已經(jīng)變得非常的綜合，并不是通過單一的方法就能夠完全解決了，而是要進(jìn)行各種有效技術(shù)之間的聯(lián)合開發(fā)，從而呈現(xiàn)出非?？焖俚母咝У慕鉀Q好石油土壤污染的修復(fù)問題，在最短時(shí)間內(nèi)達(dá)到國(guó)家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，有效的實(shí)現(xiàn)國(guó)家對(duì)于石油污染修復(fù)技術(shù)的完善。

總的來說，在現(xiàn)有土壤污染的基礎(chǔ)上進(jìn)行快速的修復(fù)與生態(tài)系統(tǒng)的整體恢復(fù)，這對(duì)于我國(guó)無論是生態(tài)環(huán)境的保護(hù)還是整個(gè)原油行業(yè)的健康、可持續(xù)化的發(fā)展都是具有舉足輕重的作用。

3 石油土壤污染生物修復(fù)技術(shù)的影響因素

就目前的修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展來看，受到石油污染土壤的生物修復(fù)技術(shù)主要由三大類組成——植物修復(fù)技術(shù)、微生物修復(fù)技術(shù)、聯(lián)合修復(fù)技術(shù)。通過對(duì)整個(gè)污染的土壤的理化性質(zhì)，以及其生物學(xué)的一些土壤性狀進(jìn)行不同層次的研究，會(huì)發(fā)現(xiàn)對(duì)于石油污染的一些反應(yīng)以及污染后進(jìn)行修復(fù)的效率不同土壤所呈現(xiàn)出來的差距是非常明顯的。這種差距最為明顯的就是體現(xiàn)在整個(gè)污染土壤的質(zhì)地屬性以及整個(gè)污染土壤的結(jié)構(gòu)屬性上，此外還包括整個(gè)土壤的酸堿性的情況和土壤生物屬性等等，這些土壤的基本屬性直接決定了在污染土壤進(jìn)行修復(fù)的速度效率，而這些也是對(duì)生物修復(fù)技術(shù)影響的一個(gè)重要的層面。

與此同時(shí)，研究人員還發(fā)現(xiàn)對(duì)于土壤中的一些顆粒的屬性石油土壤污染自身的留存能力也是一個(gè)重要的關(guān)鍵影響要素，直接決定著對(duì)石油土壤污染物在吸附上擴(kuò)散上以及遷移能力上造成不同層次的影響，而截止研究到現(xiàn)在，對(duì)于這些問題進(jìn)行綜合層面的研究工作仍然存在著一定的不足和缺陷，因此對(duì)于整個(gè)石油土壤污染進(jìn)行危害性的整體評(píng)價(jià)仍然顯得不足，而這實(shí)際上在某種程度上也導(dǎo)致了污染土壤應(yīng)用生物修復(fù)技術(shù)進(jìn)行有針對(duì)性的解決的科學(xué)選擇是正確的。

針對(duì)當(dāng)前整個(gè)石油土壤污染的生物修復(fù)技術(shù)的學(xué)科研究水平以及實(shí)際的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)實(shí)際上看，人們確實(shí)是迫切的需要通過對(duì)不同性狀的土壤進(jìn)行深入的分析研究從而更好的反映出整個(gè)石油污染的整體情況，為污染土壤在后期的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估預(yù)測(cè)和研究等層面尋找出更加富有科學(xué)意義的措施和理論提供指導(dǎo)，與此同時(shí)，還需要進(jìn)一步的研究石油土壤污染物自身的性質(zhì)對(duì)于整個(gè)生物修復(fù)技術(shù)的整體狀況所產(chǎn)生的影響，石油產(chǎn)品尤其是其污染物主要包括了烴類和非烴類的物質(zhì)，而烴類的物質(zhì)實(shí)際上已經(jīng)達(dá)到了整個(gè)產(chǎn)品含量的95%以上，而烴類物質(zhì)自身的結(jié)構(gòu)情況以及其自身的化學(xué)穩(wěn)定性也導(dǎo)致了生物降解需要具備一定的特性，否則對(duì)于整個(gè)污染物自身的降解效果就會(huì)造成很大的影響。另一方面，我們國(guó)家還需要進(jìn)一步的研究整個(gè)植物的生長(zhǎng)特性和整個(gè)微生物在自然界中的生態(tài)結(jié)構(gòu)等特征對(duì)于整個(gè)修復(fù)的實(shí)際效果所起到一些決定性的研究，進(jìn)一步的深入探索石油污染生物修復(fù)技術(shù)。

4 結(jié)語

總而言之，如何更好的解決土壤石油的污染這不僅僅是我國(guó)需要關(guān)注的一個(gè)環(huán)境保護(hù)問題，同時(shí)也是全世界各國(guó)都在致力于研究的重點(diǎn)生態(tài)問題，尤其是在土壤石油污染已經(jīng)嚴(yán)重的對(duì)油田周邊生態(tài)區(qū)域的影響恢復(fù)研究中更為迫切，對(duì)于原油土壤污染后進(jìn)行高效的生態(tài)修復(fù)，這既是我國(guó)在未來長(zhǎng)期的科學(xué)技術(shù)研究中需要重點(diǎn)關(guān)注的實(shí)際民生問題，同時(shí)也是中央關(guān)于有好環(huán)境型社會(huì)建設(shè)和堅(jiān)守耕田紅線以及對(duì)農(nóng)村農(nóng)業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的提升和人們食品糧食安全等部署工作的重要落實(shí)。雖然說當(dāng)前國(guó)內(nèi)外在石油土壤污染的修復(fù)技術(shù)研究領(lǐng)域已經(jīng)取得了一定的成績(jī)和效果，但是為了更好的解決好因石油土壤污染而造成的大面積的土壤損壞修復(fù)還是非常具有挑戰(zhàn)的，這仍然是人類環(huán)境治理領(lǐng)域中急需進(jìn)一步加強(qiáng)研究的重大課題之一。隨著國(guó)家對(duì)于生態(tài)建設(shè)的迫切要求，研究人員對(duì)這一領(lǐng)域的研究需要繼續(xù)深挖擴(kuò)大，讓更多更成熟的生物修復(fù)技術(shù)進(jìn)入改善生態(tài)環(huán)境的偉大事業(yè)當(dāng)中。