眾所周知，微生物由于其特有的生物活性，能夠降解各種各樣的有機物。利用微生物的這一特性，人們已經(jīng)將微生物廣泛的應(yīng)用于污水處理和土壤修復(fù)中。在這里，原位生物修復(fù)技術(shù)是指在污染區(qū)域通過利用天然或培養(yǎng)的微生物來降解或轉(zhuǎn)化有害污染物質(zhì)的一個過程，是歸屬于環(huán)境修復(fù)范疇中，屬生物修復(fù)的一個分支。生物修復(fù)起源于上個世紀(jì)70年代，現(xiàn)已經(jīng)成為環(huán)境工程領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的重要方向。生物修復(fù)技術(shù)是未來最有價值和最有生命力的生物治理方法。

原位生物修復(fù)根據(jù)特定微生物生存對氧氣的需求不同，可劃分為好氧和厭氧修復(fù)兩大類技術(shù)，分別適用于處理不同的污染物。好氧微生物是一類依賴氧氣存活的微生物群體，常被用于處理BTEX等使用污染物。而與此相反，厭氧微生物不需要氧氣來維持其呼吸，多用于處理三氯乙烯等污染物。今天先來為大家以一個案例為大家詳細介紹厭氧生物修復(fù)。


案例分析

1. 問題簡介

在本案例中所需要被處理的地區(qū)位于加拿大安大略省巴里市。該地區(qū)曾經(jīng)是一座化工廠，由于管理不善，其在廠房內(nèi)儲藏堆砌的化工產(chǎn)品及其他原材料發(fā)生了泄漏、殘留，對當(dāng)?shù)丨h(huán)境包括土壤和地下水造成了一定的污染，特別是三氯乙烯及其副產(chǎn)物對當(dāng)?shù)氐耐寥篮偷叵滤斐闪宋廴?。三氯乙烯作為?yōu)良的有機溶劑，用作金屬表面處理劑以及萃取劑，還可用于用于有機合成、農(nóng)藥的生產(chǎn)。因此三氯乙烯是一種在化工地區(qū)常見的有機污染物，對水體和大氣可造成嚴(yán)重的污染，也會對人體的中樞神經(jīng)系統(tǒng)有加大的損傷。由于此地將被重新開發(fā)利用，所以客戶要求在比較短的時間內(nèi)修復(fù)該地區(qū)的土壤和地下水污染，并達到安省工業(yè)用地標(biāo)準(zhǔn)。 修復(fù)項目首先被委托給一家環(huán)境咨詢公司，該公司在完成環(huán)境與項目評估后，將修復(fù)項目以競價招標(biāo)的形式外包。

InSitu 公司競標(biāo)成功獲得該項目。整個項目周期為17個月，施工預(yù)算約為12萬加元。 InSitu 先對該區(qū)域做了詳細的水文地質(zhì)以及地下水水質(zhì)調(diào)查。結(jié)果表明污染區(qū)域地層以黏土為主。黏土的孔隙度小、透水透氣性較差，因此在地下極易形成厭氧環(huán)境。通過地下水取樣檢測及相關(guān)模擬估算出污染羽(即被污染區(qū)域)大小約為825平方米。而該項目地下水中的主要污染物-三氯乙烯，是一種在金屬加工、電子加工等行業(yè)廣泛使用的有機溶劑，也是常見的土壤地下水污染物：三氯乙烯具有密度大，粘滯性低的特點，因此在地下的遷移能力較強，可穿過土壤細微空隙進入深層地下環(huán)境中，同時由于三氯乙烯為與水互不相容的液體，因此可在與地下水中共存時形成具有明顯交界面的兩個獨立系統(tǒng)，導(dǎo)致治理工作更加困難。因為一般的治理方法僅針對于溶于水中的污染物，而對于不溶于水的污染物，治理工作較難進行。

2. 處理方案與原理

為了有效地去除此污染區(qū)域的三氯乙烯及其副產(chǎn)物，同時不干擾建筑施工，InSitu 制定了一套原位厭氧生物修復(fù)方案，該方案僅需較少的工程或設(shè)備，可確保實現(xiàn)最小的生態(tài)干擾。同時為了實現(xiàn)高效的生物處理效果，InSitu 公司使用了公司自主研發(fā)的直推注入技術(shù)，將特制的乳化植物油定點定量地注入到地下污染羽中。 注射點之間間隔大約為3-4米，成網(wǎng)格狀排布，可將污染羽完全覆蓋。注射過程大約持續(xù)7天。

植物油具有高效的釋放氫離子的能力，因此是良好的電子提供者，可以持續(xù)為三氯乙烯及其副產(chǎn)物的生物還原反應(yīng)提供電子，從而顯著增強并加速有機物的生物降解過程，達到快速降解污染物的效果。而InSitu采用特殊的乳化處理過的植物油是為了確保小油滴顆?？梢跃鶆虻胤植嫉轿廴居鹬?，從而達到更好的處理效果。


3. 結(jié)果及總結(jié)

InSitu在注射乳化油后實現(xiàn)了顯著的處理效果，土壤及地下水中的三氯乙烯以及以副產(chǎn)物的濃度有了明顯的降低。經(jīng)處理后的該區(qū)域的地下水水質(zhì)經(jīng)檢測后符合安省環(huán)境署的工業(yè)用地要求。并且后續(xù)的四次隨機檢測結(jié)果均能滿足標(biāo)準(zhǔn)。

該項目的難點在于它的項目周期較短以及項目有經(jīng)費有限等問題，采用異位修復(fù)會耗費高昂的處理費用并占用大片土地，使用化學(xué)氧化法也可能伴隨著潛在的二次污染問題，而InSitu公司的好氧原位生物修復(fù)技術(shù)具有高效、低成本以及環(huán)境友好等優(yōu)勢，是處理此類污染的最佳選擇。經(jīng)過最后的監(jiān)測井中采集的水樣檢測結(jié)果顯示TCE污染物得到了有效的減少，土壤地下水中的TCE含量均達到了安省商業(yè)用地標(biāo)準(zhǔn)，InSitu的出色的完成了修復(fù)任務(wù)。

厭氧修復(fù)在中國

由于黏土的高致密性、低透氣以及低滲水性等特點，黏土層可以阻礙地下水的流通以及與空氣的接觸，因此在黏土地層中常常以厭氧環(huán)境為主。黏土在中國的分布很廣，因此在那些富含黏土的地區(qū)，厭氧生物修復(fù)是最佳的選擇。國內(nèi)的土壤地下水污染往往出現(xiàn)在工業(yè)、經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，那里人口密集，土地資源尤為緊張并且正常的生產(chǎn)生活不能被打擾，這些條件并不適合傳統(tǒng)的異位修復(fù)。而InSitu 公司的原位生物技術(shù)恰好可以在處理效果、處理成本以及施工占地方面達到完美的平衡。與傳統(tǒng)的異位修復(fù)技術(shù)相比，這種原位生物修復(fù)技術(shù)可以更低的成本和更少的施工占地面積來達到更高的處理效果。