Estudio experimental in situ sobre remediación microecológica de contaminantes derivados del petróleo en el suelo.

La ubicación de la prueba de campo es el campo petrolífero Xing 2 de Yanchang Oil Production Company, Mengxinzhuang, municipio de Jianhuasi, condado de Ansai, ciudad de Yan'an, provincia de Shaanxi. El sitio del pozo tiene agua y electricidad sin obstáculos, y hay edificios de fábrica inactivos. Pertenece al área de producción de petróleo de Xingzichuan de Yanchang Petroleum Company, a 30 km del condado de Ansai (Figura 6-9).

Figura 6-9 Mapa de ubicación del campo petrolífero Ansai Xingzichuan Xinger☆ muestra la ubicación del pozo Xinger.

Durante el proceso de prueba es necesaria una fuente de agua. Por un lado, se debe agregar agua continuamente a la capa de suelo de prueba para lograr el contenido de humedad mínimo requerido para la prueba. Por otro lado, al analizar una muestra, es necesario diluir la muestra con agua, fregar los utensilios, etc. Al mismo tiempo, en el experimento es necesario analizar una gran cantidad de muestras de suelo. Si lo trae de vuelta para realizar pruebas en interiores, no solo requerirá mucho tiempo y mano de obra, sino que también requerirá transporte, lo que aumenta la probabilidad de errores en las pruebas. Esta prueba se realizó durante 52 días y el sitio de prueba requiere una gestión estricta a largo plazo.

Bueno, Xing 2 puede cumplir las condiciones anteriores y el proceso de prueba es fácil de gestionar, lo que ahorra tiempo y esfuerzo. Además, se están explotando los pozos de producción en el sitio del pozo para facilitar la recolección de petróleo crudo de prueba.

2. Diseño experimental

1. Optimizar la preparación de preparados de flora bacteriana.

Primero, ampliar la flora bacteriana interior paso a paso, con una cantidad de inoculación de 10 %, medio combinado de enriquecimiento con bacterias degradantes del aceite:

K2HPO4 (1,0 g), KH2PO4 (1,0 g), mgso 4·7H2O (0,5 g), NH4NO3 (1,0 g), almidón soluble (10,0 g ), FeCl3 (0,02 g). Esterilizar a 121°C durante 30 minutos.

Cultivar una cantidad suficiente de preparación líquida bacteriana para amplificarla en proporción, y cada cultivo de amplificación tarda de 5 a 8 días. Finalmente, antes de salir al campo, almacenar la preparación de la solución bacteriana cultivada en un balde plástico grande de 25L. Preparar tres baldes según necesidades y cantidades posibles, totalizando 75L. Antes de salir del campo, utilice un microscopio para comprobar el líquido bacteriano en la tina y ver si el crecimiento y la cantidad de colonias bacterianas son abundantes.

2. Equipo experimental

Reactivos químicos: MgSO4 · 7H2O, NH4NO3, CaCl2, FeCl3, KH2PO4, K2HPO4, KCl, ácido clorhídrico, tartrato de sodio y potasio, éter de petróleo y cloroformo son todos ellos. grado analítico.

El petróleo experimental es petróleo crudo producido a 2.400 metros bajo tierra en el sitio de pruebas.

Cristalería para experimentos, etc. : Matraz Erlenmeyer con tapón de 150 ml, 250 ml, botella de reactivo de boca estrecha de 125 ml, 1000 ml, tubo colorimétrico de 50 ml, 25 ml, un juego de cada uno, tapón de goma, cubo de plástico de 25 litros, etc.

Instrumentos principales: oscilador electromagnético QZD-1, máquina de limpieza ultrasónica KQ218, incubadora biológica de temperatura constante, centrífuga de alta velocidad, esterilizador de vapor de alta presión, laboratorio estéril, incubadora bioquímica, incubadora agitadora, microscopio biológico Leica, Espectrofotómetro de rejilla UV-visible 752N, medidor de pHB-3-3, medidor de conductividad DDB-303A.

3. Método de detección

El contenido de hidrocarburos de petróleo y NO-3 se midió mediante el método espectrofotométrico ultrasónico-ultravioleta proporcionado por Alemania, y el contenido de NH+4 se midió mediante el método Método colorimétrico del reactivo de Nessler El valor del pH se midió directamente con un medidor de pH B-3 y el TDS se calculó utilizando la conductividad medida con un medidor de conductividad DDB-303A.

4. Disposición del campo experimental y prueba de parámetros físicos básicos.

Antes de la prueba, el área de prueba se niveló y se eliminó la capa de humus de la superficie, y luego se dividió en 8 áreas de prueba: área de prueba 1, área de prueba 2, área de prueba 3, área de prueba 4, área de prueba 5, área de prueba 6, área de control y área en blanco. El tamaño de cada parcela es de 120 cm × 120 cm y cada parcela está separada por 20 cm. La profundidad del diseño experimental es de 0 ~ 15 cm y finalmente alcanza los 50 cm. Las parcelas están dispuestas de oeste a este, como se muestra en la Figura 6-10 del área experimental.

Obtenga los datos básicos de cada área experimental: primero, retire el suelo de relleno artificial en la superficie del área experimental para exponer el suelo in situ. La litología original del suelo es loess y contiene una pequeña cantidad de grava pequeña o piedra de jengibre de 2 a 10 mm. La densidad aparente húmeda del suelo es de 1,821 g/cm3, el contenido de agua natural es de 9,18 % y el valor del pH es de 8,4; el contenido de nitrato es de 55,3 mg/kg; el contenido de amonio es de 8,85 mg/kg; el contenido de aceite de fondo del suelo es de 1,3 ~ 4,6 mg/kg.

Cálculo del peso del suelo en la zona de ensayo: 120cm×120cm×15cm×1,82g/cm3 = 393120g = 393,12kg.

5. Pasos de la prueba

Debido a que no se pudo encontrar un sitio adecuado para la contaminación por petróleo durante la etapa experimental, se eligió como investigación experimental el método experimental de agregar fuentes de contaminación artificialmente. Cómo utilizar el petróleo crudo: después de deshidratar el petróleo crudo producido por el pozo local Xing 2, pese 800 gramos, dilúyalo con 500 ml de éter de petróleo puro analítico y rocíelo uniformemente en el área de prueba. Agregue básicamente la misma cantidad de petróleo. a cada área de prueba. Sin embargo, el contenido de aceite en cada región no es necesariamente el mismo, pero sí similar. Prevalecerán los datos de prueba en cada región.

Se rocía aceite crudo uniformemente en la capa de suelo de prueba en cada área de prueba, y el aceite agregado se mezcla uniformemente en la capa de prueba después de girar repetidamente. Luego agregue los materiales aditivos experimentales preparados en cada área experimental uno por uno. El aditivo en la primera área experimental es paja fresca triturada. El área experimental 2 es gallinaza y gallinaza (50% cada una). El área de prueba No. 3 está compuesta de paja y paja. El área de prueba número 4 es salvado de trigo.

Además de añadir petróleo crudo, en la zona de pruebas nº 5 también se inocularon preparados líquidos bacterianos y soluciones nutritivas. El área de prueba No. 6 es la misma que el área de prueba No. 5, excepto que está cubierta con una película plástica agrícola para mantenerla cálida, humectante y resistente a la lluvia como la del No. 1 al No. 4. En la zona de control sólo se añadió petróleo crudo y no se añadió nada más. No hay material en el área en blanco, solo monitoreo en blanco. Después de agregar los aditivos al área de prueba, la capa de suelo de prueba se gira continuamente para que la capa de suelo se mezcle uniformemente.

Figura 6-10 Diagrama esquemático del área experimental del campo petrolífero Xingzichuanxinger en Ansai, provincia de Shaanxi

Inocular la preparación líquida bacteriana cultivada con una cantidad de inoculación del 3% de la prueba Peso del suelo en cada área experimental, mezclar bien. Prepare la solución nutritiva Los principales componentes de la solución nutritiva son: MgSO4 · 7H2O, NH4NO3, CaCl2, FeCl3, KH2PO4, K2HPO4. Las proporciones de los preparados se basan en las proporciones de los componentes del medio.

Añadir 30L de la solución nutritiva preparada al área de prueba preparada anteriormente. El agua de prueba es agua subterránea local poco profunda con un valor de pH de 8,2 y un contenido de TDS de 420,5 mg/L. Agregue aproximadamente 5 litros de agua subterránea para mantener el contenido de humedad del suelo en el área de prueba por encima del 20 % (cálculo del contenido de humedad: se calcula el líquido bacteriano). como 3% Aproximadamente 12 kg, 30 litros de solución nutritiva, 5 litros de agua subterránea, el contenido de humedad original del suelo es del 9,18% y el contenido de humedad es de aproximadamente el 20,93% según **). Cubrir el área experimental con una película plástica es para preservar el calor, retener la humedad y proteger contra la lluvia. El muestreo se realiza a ciertos intervalos. El método de muestreo consiste en tomar 5 muestras de suelo de la misma profundidad en diferentes puntos de cada área en forma de flor de ciruelo. Después de mezclarlas bien, se utiliza el método de cuatro puntos para el muestreo y la prueba. Después del muestreo, se aró la capa de prueba en el área de prueba para airearla y oxigenarla, y se añadió una cierta cantidad de agua para asegurar que el contenido de humedad del suelo de prueba fuera de aproximadamente el 20%. Se añadió al área de control la misma cantidad de aceite que en el área experimental y no se añadió ningún otro aceite, lo que se consideró degradación natural. No se añaden sustancias al área en blanco como muestras de control. Al mismo tiempo, se tomaron muestras de cada área para realizar pruebas y los componentes detectados fueron contenido de aceite, valor de pH, sales solubles en el suelo, contenido de humedad, NH+4, NO-3, etc. Además, controle la superficie y pruebe las temperaturas del suelo. Después del período de prueba, se realizó un muestreo estratificado en la parte inferior de la capa de prueba en cada área.

3. Proceso de prueba y resultados del área de prueba

(1) Área de prueba No. 1

Basado en la preparación del área de prueba anterior, según a la prueba del área de prueba La proporción del peso del suelo de la capa es del 1,4% y se agrega como aditivo paja fresca picada con una longitud de 1 a 3 cm. Luego, el suelo en el área experimental se aró uniformemente y se ajustaron nutrientes como nitrógeno, fósforo, calcio, magnesio, azufre y hierro de acuerdo con la proporción de los componentes del medio de cultivo. Se utilizó agua subterránea local para controlar el contenido de humedad del. capa de suelo experimental en aproximadamente el 20%. Cubrir el área experimental con una película plástica es para preservar el calor, retener la humedad y proteger contra la lluvia. El muestreo se realiza a ciertos intervalos. El método de muestreo consiste en tomar 5 muestras de suelo de la misma profundidad (15 cm) en diferentes puntos de la zona en forma de flor de ciruelo, mezclarlas bien y luego utilizar el método de cuatro puntos para el muestreo y las pruebas. . Los resultados de la prueba se muestran en las Tablas 6-16 ~ 6-19 y en la Figura 6-11.

Tabla 6-16 Resultados de las pruebas del contenido de aceite del suelo que cambian con el tiempo en el área de prueba 1, área de control y área en blanco

Tabla 6-17 pH del suelo y contenido de humedad (W) en área 1 y resultados de pruebas de cambios en los contenidos de TDS, NH+4 y NO-3 a lo largo del tiempo.

Tabla 6 - Cambios en el contenido de aceite, valor de pH, contenido de agua (W), contenido de TDS, NH+4 y NO-3 con la profundidad en el suelo inferior del área 1 después de la prueba. Contenido de aceite, contenido de TDS, contenido de NH+, resultados de pruebas de NO contenido.

Tabla 6-19 Resultados de las pruebas del contenido de aceite del suelo que cambian con el tiempo en la Zona 2

Nota: La tasa de eliminación de aceite se basa en el contenido de aceite promedio de 0 a 7 días como el cálculo de la concentración inicial (2318,5 mg/kg); diferencias representativas omitiendo los datos del tercer día.

Figura 6-11 Cambios en la tasa de eliminación de petróleo en el suelo de prueba con el tiempo.

1. Tasa de eliminación de petróleo en suelos de remediación microecológica

Como se puede observar en la Tabla 6-16 y la Figura 6-11, a través de experimentos de campo, el efecto de la tecnología microecológica en el suelo Se ha demostrado que la contaminación por petróleo la solución es efectiva. La solución bacteriana optimizada agregada en el área experimental de 0 a 7 días no funcionó. En otras palabras, cuando la solución bacteriana optimizada en interiores se aplicó en el campo, pasó por un período de adaptación o período de retraso. El área fue de aproximadamente 7 días. Entonces la fase de proliferación es también una fase logarítmica. La Figura 6-11 muestra que la tasa de eliminación estuvo por encima del 40% el día 11 después del período de adaptación y alcanzó el 80,32% el día 32. El contenido de petróleo en el suelo en el área de control no cambió mucho (excepto por dos valores anormalmente bajos, básicamente dentro del 10%), lo que indica que el petróleo en el suelo se degrada lentamente en condiciones naturales. El área en blanco refleja el contenido de aceite en el suelo sin agregar ninguna sustancia, pero en las últimas etapas de la prueba, puede deberse a que el área experimental y el área de control son adyacentes al área en blanco, y la lluvia y las actividades de muestreo artificial han contaminado. el área, haciendo que el contenido aumente.

2. Analizar el pH del suelo, el contenido de humedad (W), el contenido de TDS, NH+4 y NO-3.

El valor del pH del medio ambiente tiene un cierto impacto en las actividades vitales de los microorganismos. Puede provocar cambios en la carga de la membrana celular y la actividad enzimática de los microorganismos, afectando así la absorción normal de nutrientes por parte de los microorganismos. Los niveles anormales de pH alteran la disponibilidad de nutrientes y la toxicidad de sustancias nocivas en el medio ambiente. Cada microorganismo tiene un rango de pH determinado y un valor de pH óptimo para su existencia. El pH óptimo de la mayoría de las bacterias es de 6,5 a 7,5 y el pH óptimo de los actinomicetos es de 7,5 a 8,0. Los hongos pueden crecer y desarrollarse en una amplia gama de valores de pH, como valores de pH inferiores a 3 o superiores a 9, y el valor de pH óptimo es de 5 a 6.

Del monitoreo del valor de pH en la Tabla 6-17, se puede ver que debido a la adición de una cierta cantidad de tampón fosfato, el valor de pH del área de prueba 1 se mantiene entre 7,6 y 8,4, principalmente alrededor de 8, que es el más adecuado para las bacterias que degradan el petróleo. El ambiente es alcalino. El valor de pH del área en blanco y del área de control está entre 8,1 y 8,9, que es ligeramente superior al del área experimental. Sin embargo, dentro de este rango de pH, tiene poco impacto en este experimento. El fosfato agregado en la zona 1 es principalmente para agregar nutrientes para el crecimiento de microorganismos.

El agua juega un papel importante (medio y fuente de oxígeno) en el proceso de degradación microbiana de los contaminantes derivados del petróleo. Por lo tanto, para garantizar que el área experimental tenga suficiente humedad para el crecimiento y la reproducción microbiana, el contenido de humedad generalmente se mantiene en alrededor del 20%. Después de cada muestreo, agregue aproximadamente un 4% de agua. Los datos de la Tabla 6-17 muestran que el contenido de humedad del suelo de la capa de prueba permanece estable, lo que proporciona una garantía básica para el efecto de la prueba. El área en blanco tiene un contenido de humedad que cambia naturalmente y el área de control puede desempeñar un cierto papel en la retención de agua debido al arado manual después del muestreo. El contenido de agua es ligeramente mayor que el área en blanco y no promueve significativamente la degradación del petróleo del suelo.

Los elementos nutricionales son los elementos constitutivos de las células microbianas y las enzimas biológicas de los microorganismos. Los principales elementos de las células microbianas son el carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo, etc. , donde el C y el H provienen de materia orgánica como los contaminantes del petróleo; el oxígeno proviene del agua, el aire y otras fuentes de oxígeno reguladas y el nitrógeno, el fósforo y los oligoelementos como S, K, Ca, Mg, Fe, etc. suplementados y regulados como nutrientes. Por lo tanto, utilizamos nitrógeno, fósforo, azufre, potasio, calcio, magnesio, hierro y otros elementos para complementar y acondicionar el suelo en el área experimental, y utilizamos pasto fresco local (picado) como aditivo para complementar otros elementos biológicos y nutrientes. La Tabla 6-17 muestra los cambios en los contenidos de sal soluble, NH+4 y NO-3 con el proceso de prueba. Se puede ver que se suplementaron varios nutrientes en el área de prueba el 21 de agosto. A medida que avanza el experimento, el aceite y diversos elementos son utilizados, degradados y transformados por actividades microbianas, y su contenido en el suelo disminuye gradualmente.

3. El impacto del proceso de prueba en el subsuelo

Se puede ver en los resultados de la prueba (Tabla 6-18) que el contenido de aceite del suelo inferior en el área de prueba 1 no aumentó significativamente. En comparación con las áreas de control y en blanco, todavía hay una disminución, lo que indica que el aceite en el suelo en la capa experimental no se ha difundido hacia abajo o se ha degradado, y una pequeña cantidad de nutrientes salinos solubles como nitrógeno y fósforo ingresaron a la parte inferior. suelo con agua. Este resultado tiene una importancia orientativa especialmente importante para los requisitos y métodos de adición de agua y nutrientes solubles en futuros trabajos de restauración.

(ii) Resultados de la prueba de la segunda área de prueba

Con base en las preparaciones de prueba anteriores, se usó estiércol de pollo y estiércol de pollo como aditivos al 4,3% del peso del suelo de la prueba. capa en la Prueba 2 Las proporciones se mezclan uniformemente. Otras condiciones son las mismas que en la Zona 1. Los resultados de la prueba se muestran en la Tabla 6-19 y la Figura 6-12.

Figura 6-12 Cambios en la tasa de eliminación de petróleo en el suelo de restauración microecológica en la Zona 2 a lo largo del tiempo

1. p>Aprobado En la prueba de campo mencionada anteriormente, la solución bacteriana optimizada agregada de 0 a 7 días antes de la prueba en la Zona 2 es la misma que en la Zona 1, lo que significa que debe haber un período de adaptación, que es de aproximadamente 7 días. Luego entra en la fase de proliferación. La Tabla 6-19 muestra que en el día 11 del experimento, es decir, al final del período de adaptación, la tasa de eliminación alcanzó más del 80%. Debido a las diferentes ubicaciones, la recolección de muestras hace que los resultados de las pruebas de muestra sean ligeramente superiores. La tasa de eliminación alcanzó más del 68% en 16 días y el 84,3% en 32 días.

2. Analice el valor de pH, el contenido de humedad (W), el contenido de TDS, NH+4 y NO-3 del suelo de prueba.

Debido a la adición de una cierta cantidad de tampón fosfato, el valor del pH del área experimental se mantuvo en 7,3 ~ 8,1, y el ambiente más adecuado para las bacterias degradantes del petróleo es el alcalino, que básicamente asegura la Crecimiento normal de microorganismos. El valor de pH del área en blanco y el área de control está entre 8,1 y 8,9, que es más alto que el del área experimental, pero este rango de valores de pH tiene poco impacto en el experimento.

El contenido de humedad del suelo en la capa experimental se mantiene estable, generalmente alrededor del 20%. Se agrega aproximadamente un 4% de agua después de cada muestreo. El contenido de agua ajustado promueve la degradación de las bacterias y básicamente garantiza los resultados experimentales. El área en blanco tiene un contenido de humedad que varía naturalmente. El área de control tiene un cierto efecto de retención de agua debido al arado artificial durante cada muestreo, y el contenido de humedad es ligeramente mayor que el del área en blanco.

La Tabla 6-20 muestra los cambios en los contenidos de TDS, NH+4 y NO-3 en varias regiones con el proceso de prueba, lo que refleja la utilización y degradación del petróleo y varios elementos con actividad microbiana durante el proceso de prueba. y proceso de transformación.

Tabla 6-20 Resultados de las pruebas de pH del suelo, contenido de humedad (W), contenido de TDS, NH+4 y NO-3 en la Zona 2 a lo largo del tiempo.

3. El impacto del proceso de prueba en el subsuelo

La Tabla 6-21 muestra el aceite, el valor de pH y el contenido de agua (W), TDS, NH+4, NO. -3 contenidos. Se puede ver en los resultados de la prueba que el contenido de aceite del suelo en la capa inferior de la capa de prueba en la Zona 2 no aumentó significativamente y fue similar al de las zonas de control y en blanco. Esto muestra que el aceite en el suelo en la capa experimental no se ha difundido hacia abajo ni se ha degradado, y su valor de pH, contenido de humedad (W), contenido de TDS, NH+4 y NO-3 también son diferentes del área de control y en blanco. Área, lo que significa que el nitrógeno. Algunos nutrientes salinos solubles, como el fósforo y el fósforo, ingresan al subsuelo con agua, pero no afectan los resultados experimentales.

Tabla 6-21 Resultados de las pruebas de cambios en el contenido de aceite, valor de pH, contenido de humedad (W), contenido de TDS, NH+4 y NO-3 del suelo inferior en cada área con profundidad

( 3) La tercera área experimental

Con base en la preparación del área experimental, mezclar 50% de hoja de maíz y 50% de hoja de mijo como aditivos según la proporción de 65438 + 0,4% del Peso del suelo de la capa de prueba. Otras condiciones son las mismas que en la Zona 1. Los resultados de la prueba se muestran en la Tabla 6-22 y la Figura 6-13.

Tabla 6-22 Resultados de la prueba del contenido de aceite del suelo que cambia con el tiempo en la tercera área de prueba

Nota: La tasa de eliminación de aceite toma el contenido de aceite en 0d como concentración inicial (1886,0 mg/kg )calcular.

Figura 6-13 Cambios en la tasa de eliminación de petróleo en el suelo de restauración microecológica en la Zona 3 a lo largo del tiempo

1. p> Experimentos de remediación in situ aprobados para comprender y comprender la efectividad de la tecnología microecológica geológica en la remediación in situ de la contaminación por petróleo del suelo. La solución bacteriana optimizada agregada el tercer día del experimento inicial en la Zona 3 entró en vigor, lo que significa que las bacterias en el suelo interior optimizado in situ tuvieron un corto período de adaptación, que duró de 1 a 2 días en la Zona 3, y Luego entró en el período de proliferación. En el tercer día del experimento, es decir, después del período de adaptación, la tasa de eliminación alcanzó más del 62%, pero los datos parecieron anormales en el séptimo día. La tasa de eliminación fue superior al 76 % el día 11, el 80,62 % el día 21, el 77,29 % el día 32 y la tasa de eliminación promedio después del día 11 fue del 77,22 %. Los resultados mostraron que las bacterias entraron en una fase estable después de 11 días y que la tasa de degradación del petróleo en el suelo se ralentizó y se mantuvo relativamente estable.

2. Analizar el pH del suelo, el contenido de humedad (W), el contenido de TDS, NH+4 y NO-3.

Tabla 6-23 Resultados de las pruebas de pH del suelo, contenido de humedad (W), contenido de TDS, NH+4 y NO-3 en la Zona 3 a lo largo del tiempo.

3. El impacto del proceso de prueba en el subsuelo

La Tabla 6-24 muestra el contenido de aceite, el valor de pH, el contenido de agua (W) y el contenido de agua (W) en diferentes profundidades en la parte inferior de cada área de prueba después de completar la prueba TDS, NH+4, NO-3. De los resultados de la prueba se puede ver que el contenido de aceite del suelo en la capa inferior del área de prueba aumentó ligeramente. En comparación con las áreas de control y en blanco, el aumento no es muy grande, lo que indica que el petróleo en la capa de suelo experimental se ha difundido parcialmente hacia abajo.

Tabla 6-24 Resultados de las pruebas de contenido de aceite del suelo, valor de pH, contenido de agua (W), contenido de TDS, NH+4 y NO-3 en las 3 áreas y la capa inferior después de la prueba. cambian con la profundidad.

(4) La cuarta área experimental

Con base en la preparación del área experimental anterior, se mezcló uniformemente salvado de trigo como aditivo según una proporción del 2,5% en peso del suelo en el área experimental. Otras condiciones son las mismas que en la Zona 1. Los resultados de la prueba se muestran en la Tabla 6-25.

1. Tasa de eliminación de petróleo en suelos de restauración microecológica

Como se puede observar en la Tabla 6-25 y la Figura 6-14, la solución bacteriana optimizada agregada al área experimental fue 0. ~ No funcionó durante 7 días. La tasa de eliminación alcanzó más del 70% el día 11 después del período de adaptación, y la tasa de eliminación máxima alcanzó 88,11 el día 26 del experimento. La razón es que el contenido de aceite en el suelo no es uniforme y la estabilidad de los datos se ve afectada por la uniformidad de bacterias, nutrientes y aditivos. Pero en general el efecto es significativo: la tasa media de eliminación alcanza el 78,15%.

Tabla 6-25 Resultados de las pruebas de contenido de aceite del suelo que cambian con el tiempo en la zona 4

Nota: La tasa de eliminación de aceite se calcula en función del contenido de aceite promedio de las pruebas 3d y 7d zonas como concentración inicial; 0d Los datos pueden ignorarse debido a un muestreo desigual.

Figura 6-14 Cambios en la tasa de eliminación de petróleo en el suelo de restauración microecológica en la Zona 4 a lo largo del tiempo.

2. Analizar el pH del suelo, el contenido de humedad (W), el contenido de TDS, NH+4 y NO-3.

El valor del pH en el área experimental se mantiene entre 6,6 y 9,0, con la mayor parte por encima de 8, lo que hace que el valor del pH baje a 6,6. Esto se debe a la gran cantidad de producción de ácido al principio. etapa de fermentación bacteriana justo después de agregar los aditivos. El crecimiento de bacterias produce álcali, lo que vuelve alcalino el ambiente.

El contenido de humedad del suelo en la capa experimental es básicamente estable, generalmente superior al 20%. También se ajustó el nitrógeno amoniacal en el experimento (Tabla 6-26).

Tabla 6-26 Resultados de las pruebas del valor de pH del suelo, contenido de humedad, contenido de TDS, NH+4 y NO-3 en la Zona 4 a lo largo del tiempo.

3. El impacto del proceso de prueba en el subsuelo

Como se puede ver en la Tabla 6-27, el contenido de aceite en la capa inferior de la capa experimental en el área experimental. aumentó muy poco y fue sólo ligeramente superior al área de control y en blanco, lo que indica que el aceite en la capa de suelo experimental no se ha difundido hacia abajo o se ha degradado. También se puede ver por el valor de pH, el contenido de humedad (W), el contenido de TDS, NH+4 y NO-3 que es diferente del área de control y el área en blanco, es decir, una pequeña parte del soluble. Los nutrientes salinos como el nitrógeno y el fósforo ingresan a la capa inferior con el agua.

Tabla 6-27 Resultados de las pruebas de contenido de aceite, valor de pH, contenido de humedad (W), contenido de TDS, NH+4 y NO-3 del suelo inferior en la zona 4 después de la prueba.

(5) La quinta área experimental

Basado en la preparación del área de prueba, el líquido bacteriano de cultivo expandido se inoculó uniformemente en el área de prueba de acuerdo con el 3% del peso de la capa de prueba en el área de prueba 5. y luego agregue uniformemente nitrógeno, fósforo, calcio, magnesio, azufre, hierro y otras soluciones nutritivas de acuerdo con la proporción de los componentes del medio de cultivo, y use agua subterránea local para controlar el contenido de agua del Pruebe la capa de suelo a aproximadamente el 20%.

El muestreo se realiza en ciertos intervalos de tiempo. Los resultados de la prueba se muestran en la Tabla 6-28 y la Figura 6-15.

Tabla 6-28 Resultados de las pruebas de contenido de aceite del suelo que cambian con el tiempo en la zona 5

Nota: La tasa de eliminación de aceite se calcula en función del contenido de aceite promedio de la zona de prueba 0d y 7d como concentración inicial; debido a un muestreo desigual, se pueden omitir datos 3D.

1. Tasa de eliminación de petróleo en suelos de restauración microecológica.

La solución bacteriana optimizada añadida al inicio del experimento en la zona 5 no funcionó y se necesita un período de adaptación, aproximadamente. 7 días, antes de entrar en periodo de proliferación. El día 11 después del período de adaptación, la tasa de eliminación alcanzó más del 84,6%. El día 26 del experimento, la tasa de eliminación máxima alcanzó el 88,99%. Sin embargo, los datos fueron algo inestables en términos de tasa de eliminación, oscilando entre 64,84. % al 88,99%. No se agregaron aditivos ni películas plásticas al área experimental, pero el efecto de eliminación aún fue bueno, con una tasa de eliminación promedio de 82,438 ± 0 %, lo que indica que las medidas de control también son factibles.

Figura 6-15 Cambios en la tasa de eliminación de petróleo en el suelo de restauración microecológica en la Zona 5 a lo largo del tiempo.

2. Analizar el pH del suelo, el contenido de humedad (W), el contenido de TDS, NH+4 y NO-3.

El valor de pH en la zona 5 se mantiene entre 7,7 y 8,5, siendo la mayoría por encima de 8, lo que hace que el valor de pH baje a 7,7. La razón es que el fosfato se agrega solo para actuar como amortiguador y acercar el pH del suelo a un nivel neutro. Posteriormente, el crecimiento de bacterias produce álcali y la acción del medio ambiente lo vuelve alcalino. Los contenidos de agua y nitrógeno amoniacal se ajustan y estabilizan (Tabla 6-29).

Tabla 6-29 Resultados de las pruebas del valor de pH del suelo, contenido de humedad, contenido de TDS, NH+4 y NO-3 en la Zona 5 a lo largo del tiempo.

3. El impacto del proceso de prueba en el subsuelo

Como se puede ver en la Tabla 6-30, el contenido de aceite en el suelo inferior de la capa de prueba en el área 5 ha aumentó, pero es menor y más alto en las áreas de control y en blanco, lo que indica que el aceite en el suelo de la capa de prueba se ha difundido hacia abajo. También se puede observar por el valor de pH, el contenido de humedad (W), el contenido de TDS, NH+4 y NO-3 que son diferentes del área de control y el área en blanco, es decir, una pequeña parte de la sal soluble. Los nutrientes como el nitrógeno y el fósforo también siguen el agua que entró en el subsuelo porque no estuvo cubierta con una película plástica durante todo el experimento, y los contaminantes y nutrientes migraron hacia abajo durante varias precipitaciones intermedias.

Resultados de las pruebas del sexto campo experimental

Basado en la preparación del área experimental, la solución bacteriana cultivada se inoculó uniformemente en el 3% del peso del suelo de la capa experimental en el experimento. área 6 Vaya al área experimental 6 y luego agregue nitrógeno, fósforo, calcio, magnesio, azufre, hierro y otras soluciones nutritivas de manera uniforme de acuerdo con la proporción de los componentes del medio de cultivo, y use agua subterránea local para controlar el contenido de humedad de la capa de suelo experimental. a alrededor del 20%. Cubra el área de prueba con una película plástica para mantenerla cálida, hidratada y resistente a la lluvia, y tome muestras a intervalos regulares. Los resultados de las pruebas de muestra se muestran en la Tabla 6-31 y la Figura 6-16.

Tabla 6-30 Resultados de las pruebas de contenido de aceite, valor de pH, contenido de humedad (W), contenido de TDS, NH+4 y NO-3 del suelo inferior en las 5 áreas después de la prueba.

1. Tasa de eliminación de petróleo en suelos de restauración microecológica.

El período de adaptación de la zona 6 también es de aproximadamente 7 días. La solución bacteriana optimizada se agrega de 0 a 7 días en la etapa inicial. del experimento no funcionó. Luego entra en la fase de proliferación. El día 11, es decir el quinto día después del período de adaptación, la tasa de eliminación fue superior al 90%, alcanzando el 81,88% el día 32, con una tasa de eliminación promedio del 87,21%.

Tabla 6-31 Resultados de la prueba del contenido de aceite del suelo en la zona 6 a lo largo del tiempo

Nota: La tasa de eliminación de aceite se calcula en función del contenido de aceite promedio de la zona de prueba en 0d y 7d como concentración inicial; Para un muestreo igual, se pueden omitir los datos 3D;

Figura 6-16 Cambios en la tasa de eliminación de petróleo en el suelo de restauración microecológica en la Zona 6 a lo largo del tiempo.

2. Analizar el pH del suelo, el contenido de humedad (W), el contenido de TDS, NH+4 y NO-3.

Del seguimiento del valor de pH en la Tabla 6-32, se puede ver que el valor de pH en la zona 6 permanece entre 7,6 y 8,4, la mayoría de los cuales están por encima de 8, lo que hace que el valor de pH baje a 7.6, que es donde el ácido fosfórico El efecto amortiguador de la adición de sal hace que el pH del suelo tienda a ser neutro. Posteriormente, el crecimiento de bacterias produce álcali y la acción del medio ambiente lo vuelve alcalino.

Tabla 6-32 Resultados de las pruebas del valor de pH del suelo, contenido de humedad, contenido de TDS, NH+4 y NO-3 en la Zona 6 a lo largo del tiempo.

3. El impacto del proceso de prueba en el subsuelo

Se puede ver en los resultados de la prueba (Tabla 6-33) que el contenido de aceite en el suelo inferior de la prueba La capa en el área 6 ha aumentado, pero menos que en el área 5, porque el área de prueba está cubierta con una película plástica, lo que reduce el impacto de la precipitación, y la falta de aditivos también es una de las razones. En comparación con las áreas de control y en blanco, es mayor, lo que indica que el aceite en la capa de suelo experimental tiene una cierta difusión hacia abajo.

Tabla 6-33 Resultados de las pruebas de contenido de aceite, valor de pH, contenido de agua (W), contenido de TDS, NH+4 y NO-3 en el suelo inferior de la zona 6 después de la prueba de profundidad.

(7) Resultados de las pruebas del área de control y del área en blanco.

Sobre la base de la preparación en el área de prueba, solo se agregó petróleo crudo al área de control sin agregar otros materiales de prueba, y luego se aró varias veces para mezclarlo uniformemente. No agregue ningún otro material de prueba al área en blanco y no la voltee.

Al mismo tiempo, se tomaron muestras de las dos áreas y otras áreas de prueba en ciertos intervalos de tiempo. El método de muestreo fue el mismo que el del área de prueba: tomar 5 muestras de suelo de la misma profundidad (15 cm) en diferentes puntos en forma de flor de ciruelo. Mézclelos bien y utilice el método de cuatro puntos para las pruebas de muestreo. Los componentes probados incluyen contenido de petróleo, valor de pH, contenido de humedad (W), contenido de TDS, NH+4, NO-3, etc. Después del período de prueba, se realizó un muestreo estratificado en la parte inferior de la capa de prueba en cada área. Los resultados del muestreo se muestran en las Tablas 6-34 ~ 6-36.

Tabla 6-34 Resultados de las pruebas de contenido de aceite del suelo en el área de control, unidad de tiempo: mg kg-1

Tabla 6-35 pH del suelo y contenido de humedad (W) en el El área de control y el área en blanco, el contenido de TDS, NH+4 y NO-3 cambian con el tiempo y los resultados de las pruebas.

Tabla 6-36 Resultados de las pruebas de cambios en el contenido de aceite, valor de pH, contenido de agua (W), contenido de TDS, NH+4 y NO-3 con profundidad en el suelo inferior del control y en blanco áreas después de la prueba.

Según la prueba in situ de campo, salvo dos valores anormalmente bajos (básicamente alrededor del 10% y el máximo del 13,3%), el contenido de aceite del suelo en la zona de control no cambió mucho durante el período de prueba. Esto muestra que la degradación del petróleo en el suelo es lenta en un corto período de tiempo en condiciones naturales. Los datos de las pruebas de 16 días y 21 días pueden deberse a un contenido desigual en el suelo y también reflejan la heterogeneidad y complejidad del material del suelo. composición. El área en blanco refleja el contenido de aceite en el suelo sin agregar ninguna sustancia. Sin embargo, en el último período del experimento, debido a que el área experimental y el área de control estaban adyacentes al área en blanco, el área quedó contaminada por la lluvia y el muestreo artificial. y el contenido aumentó. Los cambios en otros componentes cambian básicamente con los cambios en la precipitación en condiciones naturales.

Cuatro. Discusión experimental y conclusión

1. Tasa de eliminación de petróleo en el suelo

Como se puede ver en la Tabla 6-37, la solución bacteriana optimizada se agregó a la mayoría de las áreas de prueba en la etapa inicial de la prueba no funcionó. En otras palabras, cuando la solución bacteriana optimizada para interiores se usa en el campo, se requiere un período de adaptación o un período de retraso para las bacterias. El período de adaptación en la mayoría de las áreas de prueba de esta prueba es básicamente de aproximadamente 7 días. Entonces la fase de proliferación es también una fase logarítmica. La Tabla 6-37 muestra que en el día 11 del experimento, la tasa de eliminación después del período de adaptación superó el 40%. Sólo el experimento en la zona 3 fue ligeramente diferente. El período de adaptación de las bacterias en esta zona fue más corto, de 3 a 4 días. A juzgar por todo el proceso de prueba y los resultados de la prueba, el efecto de la prueba es significativo, pero debido a la ubicación del muestreo y las irregularidades del suelo, algunos datos son bajos o altos. Sin embargo, la tasa de eliminación alcanzó más del 68% el día 16 de la prueba. Por supuesto, debido a las diferentes condiciones de prueba, los resultados de cada área de prueba también son diferentes. En general, las tasas máximas de eliminación en cada área de prueba estuvieron por encima del 80%. El contenido de aceite en el suelo en el área de control no cambió mucho, excepto por dos valores anormalmente bajos, fue básicamente alrededor del 10%, lo que indica que el aceite en el suelo se degradó lentamente en un corto período de tiempo en condiciones naturales. Los datos de las pruebas de los días 16 y 21 pueden indicar que el contenido en el suelo es desigual, lo que también refleja la heterogeneidad y complejidad de la composición del material del suelo. El área en blanco refleja el contenido de aceite en el suelo sin agregar ninguna sustancia. Sin embargo, en el último período del experimento, debido a que el área experimental y el área de control estaban adyacentes al área en blanco, el área quedó contaminada por la lluvia y el muestreo artificial. y el contenido aumentó.

Tabla 6-37 Tasa de degradación del petróleo a lo largo del tiempo en el suelo de la restauración microecológica in situ del sitio del pozo de producción de petróleo Xing2 en el campo petrolífero de Xingzichuan: %

2. tecnología de restauración

La tecnología de restauración microecológica es una tecnología de restauración in situ que optimiza completamente el uso de la flora microbiana in situ, complementada con métodos físicos y químicos y combinada con el entorno geológico, para cambiar el macroentorno con efectos microscópicos. La clave para la aplicación de esta tecnología es la combinación, interdependencia, interacción y regulación de los microorganismos y el entorno geológico. Los factores reguladores incluyen principalmente la temperatura, el agua, el oxígeno, los nutrientes y la mejora del entorno geológico, que se utilizan para favorecer la transformación de elementos, degradar sustancias tóxicas y nocivas y controlar y reparar la contaminación ambiental in situ.

(1) Control de la temperatura del suelo

La temperatura es uno de los factores importantes que afectan el crecimiento y la supervivencia de los microorganismos, y la intensidad de la actividad y las funciones bioquímicas de los microorganismos están relacionadas con esto. La flora microbiana optimizada en el área experimental son en su mayoría microorganismos mesófilos (13 ~ 45 ℃) y la temperatura óptima de crecimiento es 25 ~ 38 ℃. Al monitorear las temperaturas máximas y mínimas de la superficie durante la fase experimental, se demostró que las áreas en blanco son las temperaturas máximas y mínimas naturales de la superficie. Desde finales de agosto hasta principios de septiembre, la temperatura superficial más alta en esta zona es mayoritariamente superior a 25 °C, pero la temperatura más baja es inferior a 20 °C y la diferencia de temperatura entre el día y la noche es grande. Cómo controlar la temperatura es la clave para probar el efecto. Por lo tanto, utilizamos películas de plástico agrícola para mantener el calor en el área experimental y, después de que la temperatura bajó significativamente en septiembre, las cubrimos con cortinas de paja por la noche. A juzgar por el efecto de control, la temperatura del suelo en el área de prueba aumentó significativamente a 15 cm, que era más de 5 a 8 °C más alta que en el área en blanco, especialmente antes de principios de septiembre. Pero a medida que la temperatura disminuye, la tasa de eliminación de petróleo del suelo también disminuye. A través de este experimento y el monitoreo de la temperatura, también podemos concluir que el período de temperatura óptimo para llevar a cabo la tecnología de restauración microecológica en esta área debe ser desde finales de junio hasta principios de septiembre de cada año. Mediante ajustes, la temperatura del suelo se mantiene por encima de los 25°C para garantizar la vitalidad y reproducción de microorganismos y bacterias.

(2) Regulación del oxígeno en el suelo

El suministro de oxígeno se ha convertido en uno de los factores reguladores importantes en el proceso de las bacterias microbianas que degradan la materia orgánica. Este experimento regula el suministro de oxígeno del suelo desde cuatro aspectos. Primero, la capa de suelo de prueba se ara completamente y se ara después de cada muestreo para permitir que se mezcle completamente con la atmósfera.

El segundo es asegurar que el suelo de prueba tenga un cierto contenido de humedad, manteniendo el contenido de humedad en aproximadamente el 20% y obteniendo el oxígeno proporcionado por el agua. Además, algunas zonas experimentales utilizan aditivos, como hierba fresca, estiércol de pollo, paja, salvado de trigo, etc. Estos aditivos no sólo son baratos y fáciles de obtener, sino que también pueden agregar nutrientes al suelo, mejorar el suelo en la capa experimental, aumentar el volumen y la transpirabilidad y facilitar la entrada de oxígeno en el aire. Los nutrientes añadidos que contienen oxígeno, como K2HPO4, KH2PO4, MgSO4·7H2O, NH4NO3, NO-3, etc., no sólo aumentan el nitrógeno, el fósforo y el magnesio, sino que también son una de las fuentes de oxígeno. Las medidas de control anteriores proporcionan suficientes fuentes de oxígeno para la degradación microbiana del petróleo en el suelo y garantizan el oxígeno necesario para que las bacterias microbianas degraden el petróleo en el suelo.

3. Conclusiones de las pruebas de restauración in situ

De todo el proceso y métodos de prueba se pueden extraer las siguientes conclusiones principales:

1) Mediante el análisis de semillas de albaricoque en el norte de Shaanxi Investigación experimental sobre el método de remediación microecológica in situ de suelos contaminados con petróleo procedente de la extracción de petróleo en el área de Sichuan Loess. Optimizando la flora microbiana in situ y combinando métodos físicos y químicos con tecnología microecológica. Se controlan la temperatura del suelo, la humedad, el oxígeno, los nutrientes y los factores ambientales geológicos en el área experimental. Realizar experimentos de degradación y remediación del petróleo en el suelo. Los resultados experimentales muestran que el contenido medio de aceite del suelo supera los 2000 mg/kg. Después de 11 a 32 días de tecnología de restauración microecológica in situ, la tasa de eliminación del contenido de petróleo en el suelo puede alcanzar más del 40% al 80%, lo que verifica la efectividad y la naturaleza científica de la tecnología de restauración microecológica geológica en la restauración del aceite del suelo. la contaminación en el área de loess de Xingzichuan y la naturaleza ecológica, y exploró la viabilidad de su promoción y aplicación.

2) Se concluye que la mejor temporada de temperatura para aplicar la tecnología de restauración microecológica en esta zona debe ser desde finales de junio hasta principios de septiembre de cada año. Mediante regulación se puede mantener la temperatura del suelo por encima de los 25°C. asegurar que las bacterias microbianas Requisitos de temperatura para vigor y fecundidad.

3) Se verificó que el ajuste de nutrientes y la mejora del ambiente del suelo en este experimento fueron moderados y el método fue factible.

El proceso experimental verificó la efectividad y viabilidad de la tecnología de remediación microecológica in situ en pruebas de remediación de contaminación por petróleo del suelo in situ. Tiene las ventajas de un método de tratamiento simple, bajo costo y buen efecto de remediación. , y bajo impacto ambiental. No hay contaminación secundaria y se puede procesar in situ. Aunque es un estudio experimental y debe mejorarse para la restauración de campo a gran escala, se puede lograr mediante esfuerzos continuos. No sólo puede reparar eficazmente el suelo, la zona vadosa y controlar la contaminación por petróleo en las aguas subterráneas in situ, sino que también puede aumentar la fertilidad del suelo y mejorar el entorno del suelo sin impactos negativos. Es de gran importancia para la reparación de suelos contaminados y el aumento de la producción de cultivos. También es uno de los métodos eficaces para reparar y controlar fundamentalmente la contaminación por petróleo a gran escala en el suelo, y tiene ciertos efectos de promoción y aplicación.