El derrame de petróleo provocado por la Guerra del Golfo de 1991 mató a más de 2 millones de gaviotas, y muchos peces y otros animales y plantas también sufrieron la misma suerte. Algunas preciosas especies de peces se han extinguido y el hermoso y rico Golfo Pérsico se ha convertido en un mar muerto. La contaminación marina por petróleo causa daños irreversibles a los ecosistemas marinos.
Los vertidos de petróleo en el mar no sólo dañan el medio marino, sino que también suponen un riesgo de incendio. Por lo tanto, una vez que se produce un derrame de petróleo, por un lado, se debe minimizar el área contaminada y, por otro lado, se debe eliminar y recuperar rápidamente el petróleo flotante en la superficie del mar. El método general para lidiar con los derrames de petróleo es usar barreras petroleras para encerrar el petróleo flotante, usar un dispositivo de recuperación de petróleo flotante para recuperarlo y rociar dispersantes al mismo tiempo para hacer que el petróleo fuente forme pequeñas partículas de petróleo que puedan disiparse en el agua lo antes posible.
Una vez que cientos de miles de toneladas de petróleo derramado ingresan al océano, se formará una gran película de petróleo que separa la atmósfera del agua de mar, debilita el viento y las olas en la superficie del mar, impide que el oxígeno llegue al aire. de disolverse en el agua de mar y reduce la cantidad de agua en el agua. Al mismo tiempo, una parte considerable del petróleo crudo será digerido y descompuesto en sustancias inorgánicas por microorganismos marinos, u oxidado y descompuesto por el oxígeno del agua de mar, lo que provocará el consumo de una gran cantidad de oxígeno del agua de mar, lo que dificultará que los peces y otros organismos para sobrevivir. Antes de la década de 1980, el tratamiento de suelos contaminados por hidrocarburos de petróleo se limitaba a métodos físicos y químicos, concretamente el tratamiento térmico y la lixiviación química. El tratamiento térmico puede purificar la mayoría de los contaminantes orgánicos del suelo mediante incineración o calcinación. Pero también destruye la estructura y composición del suelo, y es costoso y difícil de implementar. La lixiviación química y el lavado con agua también pueden lograr mejores resultados de eliminación de petróleo. Sin embargo, la contaminación secundaria de los reactivos químicos utilizados limita su aplicación. Allá por los años 1970. Para resolver el problema de la contaminación por petróleo en oleoductos y tanques de almacenamiento de petróleo, la empresa estadounidense Esso Research Engineering Company ha comenzado a buscar soluciones biológicas limpias. Su investigación de laboratorio ha descubierto un "método de siembra bacteriana" eficaz y ha sido pionera en la biorremediación del petróleo. -suelo contaminado. Desde la década de 1980, la tecnología de biorremediación de suelos contaminados ha atraído cada vez más atención, ha logrado grandes avances y gradualmente está madurando.
Hoy en día, países de todo el mundo están comenzando a utilizar métodos biológicos para remediar la contaminación por petróleo. Entre ellos, la biotecnología de Rusia, Dinamarca, Estados Unidos y Alemania se encuentra en el nivel líder a nivel mundial. Como pionero nacional, el Instituto de Estudios Ambientales de la Universidad de Pekín comenzó a investigar en la década de 1990, y su empresa cooperativa, Nanyang Donghua Biological Company, ha aplicado con éxito esta tecnología de restauración en todo el mundo. La biorremediación es un proceso que utiliza actividades metabólicas de la vida biológica para reducir la concentración de sustancias tóxicas y nocivas en el ambiente del suelo y restaurar el suelo contaminado a un estado saludable.
La aplicación de la tecnología de degradación microbiana del petróleo en el extranjero ha sido probada por muchas instituciones de investigación científica nacionales, pero su efecto no es tan bueno como el de las bacterias autóctonas. Como pionera en la remediación de la contaminación por petróleo, las “bacterias biodegradables de la serie BDB” de la Universidad de Pekín han comenzado a desempeñar un papel en los principales yacimientos petrolíferos de China y otros países del mundo.
Según fuentes relevantes, el método de tratamiento in situ consiste en tratar el suelo contaminado in situ. El suelo permanece prácticamente intacto durante el tratamiento y el método de tratamiento in situ más común implica la biodegradación en la zona saturada de agua del suelo. La remediación de suelos se divide básicamente en tres etapas: etapa de biorremediación BDB-n, etapa de biorremediación BDB-a y etapa de fitorremediación.
(1) Tecnología de biorremediación in situ
Utilice directamente BDB, una bacteria biodegradable para remediar cuerpos de agua contaminados con petróleo, construya estanques en el área contaminada para evitar filtraciones e inyecte BDB. -a cuantitativamente por etapas. aBiodegradación por bacterias. Una vez remediada la masa de agua contaminada, independientemente de si se vierte al mar o se reinyecta, indicadores como DQO y DBO se controlan y eventualmente cumplen con los estándares.
Cuando la bacteria BDB de Nanyang Donghua Company trató el suelo contaminado, todos los hidrocarburos aromáticos policíclicos se degradaron significativamente. Sin embargo, durante el proceso de reparación, es más sensible a la temperatura del ambiente. Por ello, recomendamos realizarlo en meses en los que la temperatura sea superior a 10℃, y se recomienda mantenerlo por más de 60 días.
(2) Tecnología de biorremediación ex situ
La biorremediación ex situ incluye principalmente tratamiento de campo, método de lecho prefabricado, tratamiento de compost, biorreactor y tratamiento biológico anaeróbico, pero la tecnología de tratamiento actual continúa; seguir avanzando, y la tecnología de biorremediación estudiada por el profesor Huang del Instituto de Medio Ambiente de la Universidad de Pekín todavía se encuentra en el nivel líder a nivel mundial.
Se recomienda combinar el generador de reacción biológica in situ diseñado por la Universidad de Pekín con las bacterias degradantes locales BDB para la restauración.
A. Métodos de tratamiento in situ
En los últimos años, se han realizado muchos estudios extranjeros sobre el tratamiento biológico de la contaminación por hidrocarburos de petróleo, entre los cuales el tratamiento de labranza del suelo es un método común para -Tratamiento in situ de la contaminación del suelo. Los residuos contaminados se aplican al suelo. A través de medidas de gestión como fertilización, riego, adición de cal, etc., mantenemos los valores óptimos de oxígeno, humedad y pH, realizamos cultivos, mejoramos la aireación del suelo y aseguramos la degradación de residuos contaminados y contaminantes en el subsuelo. capa de suelo. Los microorganismos utilizados en el proceso de degradación son en su mayoría autóctonos. Pero es necesario introducir microorganismos domesticados para mejorar el efecto.
B. Método de lecho prefabricado
El mayor inconveniente del tratamiento de labranza del suelo en el tratamiento de campo es la posible migración de contaminantes desde el área de tratamiento. El lecho prefabricado está diseñado para minimizar la migración de contaminantes ya que cuenta con un sistema de recolección de filtrado y descarga controlada. La base de la cama prefabricada es un material de baja permeabilidad como el polietileno de alta densidad o la arcilla. El suelo contaminado se transfiere a lechos prefabricados y el pH se ajusta mediante fertilización, riego y, a veces, se agregan microorganismos y surfactantes para que sea óptimo para la degradación de los contaminantes. En comparación con la tecnología de tratamiento in situ en la misma área, la tasa de degradación del tratamiento en lecho prefabricado para hidrocarburos aromáticos policíclicos con tres o más anillos mejora significativamente.
C. Método de compostaje
El compostaje del suelo consiste en extraer tierra contaminada de áreas contaminadas para evitar que los contaminantes se propaguen a las aguas subterráneas o áreas más grandes y transportarlos a las áreas tratadas (arreglar la fuga). -fondos impermeables, conductos de ventilación, etc.), apilarlos formando un talud ascendente y realizar un tratamiento biológico. El método de apilamiento es una nueva tecnología alternativa en la tecnología de biorremediación. El compost degrada los hidrocarburos aromáticos policíclicos en suelos contaminados. A medida que aumenta el número de anillos de benceno, la tasa de degradación de los hidrocarburos aromáticos policíclicos disminuye. Cuando la concentración inicial de HAP aumentó aproximadamente 50 veces, la degradación de otros HAP, excepto la fluorescencia y el antraceno, disminuyó a medida que aumentó la concentración de contaminación.
D. Biorremediación anaeróbica
La investigación sobre la remediación de suelos contaminados con hidrocarburos de petróleo ha desarrollado procesos de remediación aeróbica como la biopila, el compost y el reactor de lechada de suelo, pero cuando se separan en algunas bacterias degradantes. Algunas bacterias degradantes están asociadas a productos de alto riesgo ecológico. Estudios recientes han demostrado que la atenuación natural anaeróbica caracterizada por la decloración reductora anaeróbica tiene un gran potencial.
E. Método del biorreactor
El método del biorreactor trata el suelo contaminado en un reactor especial. Los biorreactores suelen construirse in situ o en una zona de tratamiento específica. Por lo general, tienen forma de tambor horizontal y de elevador, y hay dos tipos: tipo hueco y tipo continuo. Debido a que el reactor puede mezclar completamente el suelo con microorganismos y otros aditivos como nutrientes, tensioactivos, etc., y puede controlar bien las condiciones de degradación, la velocidad de procesamiento es rápida y el efecto es bueno. El proceso de tratamiento con biorreactor es: primero se extrae la tierra, se mezcla con agua para formar una suspensión y luego se transfiere al reactor. Para mejorar la tasa de degradación, los microorganismos domesticados generalmente se aíslan del suelo pretratado en el reactor y se añaden al suelo a tratar.
(3) Tecnología de fitorremediación
En la actualidad, existen muchos estudios sobre la biorremediación de la contaminación orgánica del suelo, pero la mayoría de ellos se centran en el papel de los microorganismos. De hecho, las plantas desempeñan funciones tanto directas como indirectas en la eliminación de contaminantes. Las características de la biorremediación vegetal son la acumulación de ciertos contaminantes por parte de las plantas, la transformación y mineralización de ciertos contaminantes por el metabolismo de las plantas y la relación simbiótica entre la rizosfera y los rizomas de las plantas para aumentar la actividad de los microorganismos. Un proceso que acelera la tasa de degradación de los contaminantes del suelo.
Los métodos de fitorremediación incluyen la fitoextracción, la fitodegradación y la fitoestabilización. La fitoextracción se refiere al uso de plantas para absorber y acumular contaminantes y procesarlos después de la cosecha. La recolección se puede realizar mediante tratamientos térmicos, microbiológicos y químicos. La fitodegradación es el uso de plantas y la flora microbiana asociada para convertir contaminantes en sustancias no tóxicas. La estabilización de plantas se refiere a la fijación de contaminantes por parte de las plantas bajo la acción conjunta del suelo para reducir su daño a los organismos y al medio ambiente. La rizosfera de las plantas cambia el entorno del suelo y desempeña un papel en su mejora y regulación, facilitando así la degradación de los contaminantes. Por lo tanto, se puede lograr una rápida remediación del suelo contaminado seleccionando plantas adecuadas y regulando las condiciones del suelo.
La biorremediación vegetal es un sistema de tratamiento que utiliza energía solar como energía. Tiene las ventajas de un bajo coste de tratamiento y un daño mínimo al sitio, y ha recibido una amplia atención.
Según la práctica en Estados Unidos, el costo del manejo de la plantación es de entre 200 y 1.000 dólares estadounidenses por hectárea, es decir, el costo anual de tratamiento por metro cúbico es de 0,02 a 1,00 dólares estadounidenses, lo que es varios órdenes de magnitud menor que el Costo del tratamiento físico y químico. La contaminación por petróleo de los cuerpos de agua es diferente del tratamiento del suelo. El agua es fluida y, si no se trata a tiempo, el alcance de la contaminación seguirá ampliándose muy rápidamente. Por lo tanto, para controlar la contaminación por petróleo en los cuerpos de agua, primero debemos controlar la contaminación y luego tratar el agua contaminada.
El método de tratamiento biológico se utiliza para recolectar aguas residuales y aguas residuales aceitosas descargadas de plantas petroleras. El tratamiento biológico también se llama tratamiento bioquímico. El tratamiento biológico es el método más largo, extenso y eficaz en el tratamiento de aguas residuales. Utiliza diversos microorganismos existentes en la naturaleza para degradar la materia orgánica de las aguas residuales y lograr el propósito de purificarlas.
En ríos, océanos y lagos de todo el país, para evitar posibles daños causados por la invasión biológica, se recomienda utilizar microorganismos locales para la restauración. Al mismo tiempo, los microorganismos autóctonos tienen evidentes ventajas regionales. En China, el Instituto de Estudios Ambientales de la Universidad de Pekín ha conservado más de 100 cepas de muestra de los principales yacimientos petrolíferos de China que pueden contribuir a la contaminación por petróleo en alta mar en la región china.
(1) Tratamiento del agua en océanos, ríos y lagos El tratamiento de la contaminación por hidrocarburos en océanos, ríos y lagos se limita actualmente a la demulsificación química, el tratamiento de oxidación, el tratamiento de descomposición y la purificación y adsorción mecánica y física. Limpiar la contaminación por petróleo de océanos, ríos y lagos es muy difícil. La única opción para evitar que el petróleo y el agua se fusionen en uno solo es rociar limpiadores, ya que sólo los productos químicos pueden acelerar la descomposición del petróleo crudo en pequeñas esferas que se disipan en el agua. También existen algunos métodos físicos para eliminar el petróleo de la superficie del agua, como usar una máquina de succión de petróleo para absorber el petróleo, raspar el petróleo con una red de agua y un antiespumante y usar un cable de petróleo para bloquear la propagación del petróleo. Un granjero británico inventó un método para controlar la contaminación por petróleo utilizando balsas de paja tejida. No solo evita que la contaminación por petróleo se propague en el mar, sino que también absorbe la contaminación por petróleo 15 veces más que su propia masa y evita que la contaminación por petróleo de los petroleros contamine las costas. . Entre las gramíneas, la paja de cebada es el método más eficaz para controlar la contaminación. En 1992, después de que un petrolero se estrellara cerca de las Islas Shetland, se colocó en el mar una hilera de césped de 22 kilómetros de largo para proteger las playas y los caladeros de la contaminación. Oleg Tyomkin, profesor del Instituto de Ingeniería Química Fina de Moscú, ha desarrollado un método completamente nuevo de utilizar residuos de cultivos para eliminar la contaminación por petróleo. En un experimento de demostración, Tyomkin exprimió unas gotas de petróleo pesado en un recipiente con agua, donde flotaba una fina capa de flores oleosas. Luego Tomkin espolvoreó un puñado de cáscaras de arroz en el recipiente. Después de unos minutos, las manchas de aceite en el lavabo comenzaron a reducirse y después de dos horas, las manchas de aceite en el lavabo desaparecieron por completo.
(2) Tratamiento de aguas subterráneas
Para controlar la contaminación por petróleo en las aguas subterráneas, utilice métodos hidrodinámicos y controle el campo de flujo a través de pozos de bombeo de petróleo o pozos de inyección de agua para evitar una mayor expansión de la contaminación por petróleo. y productos petroquímicos, y tratar aguas subterráneas contaminadas.
En los últimos años. La tecnología de oxidación del ozono ha logrado grandes avances en el tratamiento de aguas subterráneas contaminadas con petróleo. Después de la oxidación del ozono, aumentan los tipos de materia orgánica en el agua. Después de la oxidación por contacto durante un cierto período de tiempo, los contenidos relativos de la serie del benceno y los hidrocarburos aromáticos policíclicos en el agua disminuyeron significativamente, mientras que los contenidos relativos de ésteres, aldehídos, cetonas y alcanos aumentaron significativamente. Generalmente se cree que los hidrocarburos aromáticos en el agua son más dañinos y la mayoría son tóxicos y cancerígenos, mientras que las sustancias de bajo peso molecular como los alcanos y los ésteres son mucho menos dañinos. Como puede verse en lo anterior, la oxidación del ozono convierte los contaminantes dañinos en contaminantes menos dañinos. Si la masa de agua contaminada no ha sido tratada fundamentalmente, el método de oxidación con ozono se puede utilizar junto con la extracción, la adsorción con carbón activado, la oxidación biológica y otros métodos de tratamiento para obtener buenos efectos de tratamiento. Sin embargo, es obvio para todos que el aire está contaminado y dañado por la industria petrolera. Hasta ahora, no existe una buena manera de controlar la contaminación atmosférica causada por los productos derivados del petróleo, que se limita a medidas como el control de las emisiones de petróleo y gas, como el establecimiento de normas sobre las emisiones de escape de los vehículos. Los humanos aún deben discutir e investigar métodos específicos de control de la contaminación.
La contaminación del aire por petróleo se limita a sustancias volátiles y productos derivados del petróleo ligeros. A diferencia de la contaminación del suelo y las masas de agua, los coloides viscosos del petróleo pueden formar fragmentos durante un largo período de tiempo. Sin embargo, los productos derivados del petróleo contaminan gravemente el aire. Son más fluidos y difusos que el agua, lo que los hace más difíciles de controlar.