CN105836899B - 一种海洋溢油污染的环保修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种海洋溢油污染的环保修复方法，包括以下步骤：(1)按照下列配比称取以下质量份数的各组分：米糠20‑27份、麦秸20‑27份、碎木屑19‑25份、浮萍16‑22份、葡萄籽12‑17份、苹果皮10‑17份、石榴皮9‑16份、鱼鳞9‑16份、苦瓜秧7‑14份、桑叶7‑14份、银耳5‑9份、蛭石3‑4份、东壁土6‑10份、干酒糟4‑5份、干酵母粉3‑5份；(2)将步骤(1)中的混合物料中加入纯化水，避光发酵并过滤，取所得发酵液；(3)将发酵液与烷基糖苷、聚山梨酯混合均匀；(4)向原油污染的海水中投放石油降解菌及步骤(3)所得的混合物。本发明的优点为溢油降解效率高。
Description
技术领域
本发明属于海洋溢油污染处理领域，尤其涉及一种海洋溢油污染的环保生态修复方法。
背景技术
随着全球对石油产品需求和石油海洋运输的增加，海上石油运输和海上石油开采量迅速增加，海上溢油事故也不断增多，严重威胁着海洋及沿海陆域的生态环境。近年来，日益严重的海洋溢油污染引起了世界各国海洋管理部门及生态学家的关注。溢油多发生在海上，随着风浪漂移至海岸线的油品不仅造成严重环境污染，而且由于石油烃类污染物的潜在毒性和生物积累效应会导致近岸海域环境质量和生物种类多样性指数严重下降，海洋生态系统遭受严重破坏，也会对水产业和旅游业造成巨大损失。
目前，处理海洋溢油污染的主要方法有物理法、化学法、生物法和焚烧法。物理法主要包括在溢油水域布设围油栏防止溢油扩散，并组织清污船舶作业采取撇油器等机械回收、吸油毡等吸附材料吸附等一些物理方法将溢油清除。布设围油栏也可以结合焚烧法进行处理。化学处理法主要是向水中喷洒消油剂、集油剂和固化剂等化学药剂，将溢油分散或固体化后再进行处理。生物修复法主要是利用微生物的降解作用来清除溢油，包括添加营养物质和投加菌种两种方式。然而，这些溢油清除方法均存在一定的局限性。采用传统的物理法效率较低，劳动强度大，而且很难将溢油清除彻底。多数消油剂和集油剂对海洋容易产生二次污染。采用生物法修复修复原油污染海水的优点是安全无毒、可生物降解，对环境通常不带来二次污染，然而采用微生物修复原油污染海水时存在以下问题：降解效率低、利用率低下，不适宜用于大面积海洋溢油修复。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种海洋溢油污染的环保生态修复方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种海洋溢油污染的环保生态修复方法，包括以下步骤：
(1)按照下列配比称取以下质量份数的各组分：米糠20-27份、麦秸20-27 份、碎木屑19-25份、浮萍16-22份、葡萄籽12-17份、苹果皮10-17份、石榴皮9-16份、鱼鳞9-16份、苦瓜秧7-14份、桑叶7-14份、银耳5-9份、蛭石3-4份、东壁土6-10份、干酒糟4-5份、干酵母粉3-5份，将上述称量好的各组分分别粉碎并过80目筛；
(2)将步骤(1)中的各组分混合均匀，得混合物料，向混合物料中加入重量为混合物料的0.9-1.2倍的纯化水，搅拌混匀，放入玻璃容器，密封玻璃容器，将玻璃容器放入25-30℃的水浴锅中避光发酵42-50小时，得发酵产物，将所得发酵产物用100目筛网，取过滤所得的发酵液；
(3)称取质量为发酵液质量0.9～1.1倍的烷基糖苷，称取质量为发酵液质量0.6～0.9倍的聚山梨酯，将称量好的烷基糖苷、聚山梨酯与发酵液混合均匀；
(4)向原油污染的海水中投放石油降解菌及步骤(3)所得的混合物，投放的石油降解菌的质量为溢油量的4％～6％，投放的步骤(3)所得的混合物的质量为溢油量的15％～20％，通过涡轮式搅拌器使溢油区域保持紊动状态。
本发明中，聚山梨酯为淡黄色至橙黄色的粘稠液体，是非离子表面活性剂，天然无毒，可作为食品乳化剂；烷基糖苷是非离子表面活性剂，烷基糖苷为白色固体，烷基糖苷不仅环保无毒无刺激，而且生物降解迅速彻底，价格低廉，表面张力低，去污性好；米糠、麦秸、碎木屑、浮萍、葡萄籽、苹果皮、石榴皮、鱼鳞、苦瓜秧、桑叶、银耳、蛭石和东壁土成本低廉，其与干酒糟和干酵母粉发酵42-50小时所得的产物本身不具有显著的石油降解作用，但发酵液与烷基糖苷、聚山梨以及石油降解菌以上述配比混合后投放至溢油海域可对石油产生良好的降解效果，大大提高了溢油清除效率，说明步骤(2)所得的发酵液可以与烷基糖苷、聚山梨以及石油降解菌之间具有协同作用。反复试验表明，步骤(2)中，向混合物料中加入重量为混合物料0.9-1.2倍的纯化水并混合可以提高发酵效率，缩短发酵时间(只需42-50小时即可完成发酵)，提高混合物料的利用率。此外，本发明的各组分均绿色环保无毒，不会对环境带来二次污染，生物降解性能好，其中，步骤(2)中，“将所得发酵产物用100目筛网，取过滤所得的发酵液”的目的是减少发酵产物中的残渣进入溢油海域，避免对环境带来二次污染。
进一步地，所述石油降解菌为球形节细菌，菌体浓度为109～1010cfu/g。所述的球形节细菌拉丁学名Arthrobacter globiformis，属于细菌界Bacteria，放线菌门Actinobacteria，放线菌纲Actinobacteria，放线菌目 Actinomycetales，微球菌科Micrococcaceae，节细菌属Arthrobacter。
优选地，步骤(1)中称取的各组分的质量份数如下：米糠25份、麦秸25 份、碎木屑22份、浮萍18份、葡萄籽15份、苹果皮14份、石榴皮12份、鱼鳞12份、苦瓜秧10份、桑叶10份、银耳7份、蛭石3份、东壁土8份、干酒糟5份、干酵母粉4份。
优选地，步骤(1)中称取的各组分的质量份数如下：米糠24份、麦秸24 份、碎木屑23份、浮萍19份、葡萄籽15份、苹果皮13份、石榴皮13份、鱼鳞13份、苦瓜秧11份、桑叶11份、银耳8份、蛭石4份、东壁土8份、干酒糟4份、干酵母粉4份。
优选地，步骤(2)中，向混合物料中加入的纯化水重量为混合物料的1.1 倍。
优选地，步骤(3)中，称取的烷基糖苷质量为发酵液质量的1.0倍。
优选地，步骤(3)中，称取的聚山梨酯质量为发酵液质量的0.8倍。
优选地，步骤(4)中，向原油污染的海水中投放的石油降解菌的质量为溢油量的5％，投放的步骤(3)所得的混合物的质量为溢油量的16％。
进一步地，步骤(4)中，向溢油区投放石油降解菌前，先将石油降解菌装入麻袋中。所述麻袋的内表面上有褶皱，麻袋边和角处的褶皱的密度大于麻袋其他处褶皱的密度。在麻袋的内表面上设置褶皱可以提高麻袋吸水储水的性能，防止落潮时降解菌因过于干燥而死亡，而且在麻袋的内表面上设置褶皱可有效防止麻袋内盛装的石油降解菌被水流冲走。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明中，聚山梨酯为淡黄色至橙黄色的粘稠液体，是非离子表面活性剂，天然无毒，可作为食品乳化剂；烷基糖苷是非离子表面活性剂，烷基糖苷为白色固体，烷基糖苷不仅环保无毒无刺激，而且生物降解迅速彻底，价格低廉，表面张力低，去污性好；米糠、麦秸、碎木屑、浮萍、葡萄籽、苹果皮、石榴皮、鱼鳞、苦瓜秧、桑叶、银耳、蛭石和东壁土成本低廉，其与干酒糟和干酵母粉发酵42-50小时所得的产物本身不具有显著的石油降解作用，但发酵液与烷基糖苷、聚山梨以及石油降解菌以上述配比混合后投放至溢油海域可对石油产生良好的降解效果，大大提高了溢油清除效率，说明步骤(2)所得的发酵液可以与烷基糖苷、聚山梨以及石油降解菌之间具有协同作用。反复试验表明，步骤(2)中，向混合物料中加入重量为混合物料0.9-1.2倍的纯化水并混合可以提高发酵效率，缩短发酵时间(只需42-50小时即可完成发酵)，提高混合物料的利用率。此外，本发明的各组分均绿色环保无毒，不会对环境带来二次污染，生物降解性能好，其中，步骤(2)中，“将所得发酵产物用100目筛网，取过滤所得的发酵液”的目的是减少发酵产物中的残渣进入溢油海域，避免对环境带来二次污染。
具体实施方式
以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
实施例1
一种海洋溢油污染的环保生态修复方法，包括以下步骤：
(1)按照下列配比称取以下质量份数的各组分：米糠21份、麦秸21份、碎木屑20份、浮萍16份、葡萄籽14份、苹果皮10份、石榴皮9份、鱼鳞9 份、苦瓜秧7份、桑叶9份、银耳5份、蛭石3份、东壁土6份、干酒糟4份、干酵母粉3份，将上述称量好的各组分分别粉碎并过80目筛；
(2)将步骤(1)中的各组分混合均匀，得混合物料，向混合物料中加入重量为混合物料的1.2倍的纯化水，搅拌混匀，放入玻璃容器，密封玻璃容器，将玻璃容器放入25-30℃的水浴锅中避光发酵45小时，得发酵产物，将所得发酵产物用100目筛网，取过滤所得的发酵液；
(3)称取质量为发酵液质量1.0倍的烷基糖苷，称取质量为发酵液质量0.9 倍的聚山梨酯，将称量好的烷基糖苷、聚山梨酯与发酵液混合均匀；
(4)向原油污染的海水中投放石油降解菌及步骤(3)所得的混合物，投放的石油降解菌的质量为溢油量的4％，投放的步骤(3)所得的混合物的质量为溢油量的15％，通过涡轮式搅拌器使溢油区域保持紊动状态。
实施例2
一种海洋溢油污染的环保生态修复方法，包括以下步骤：
(1)按照下列配比称取以下质量份数的各组分：米糠20份、麦秸20份、碎木屑19份、浮萍19份、葡萄籽12份、苹果皮10份、石榴皮10份、鱼鳞9 份、苦瓜秧9份、桑叶7份、银耳6份、蛭石4份、东壁土6份、干酒糟4份、干酵母粉4份，将上述称量好的各组分分别粉碎并过80目筛；
(2)将步骤(1)中的各组分混合均匀，得混合物料，向混合物料中加入重量为混合物料的0.9倍的纯化水，搅拌混匀，放入玻璃容器，密封玻璃容器，将玻璃容器放入25-30℃的水浴锅中避光发酵44小时，得发酵产物，将所得发酵产物用100目筛网，取过滤所得的发酵液；
(3)称取质量为发酵液质量1.1倍的烷基糖苷，称取质量为发酵液质量0.6 倍的聚山梨酯，将称量好的烷基糖苷、聚山梨酯与发酵液混合均匀；
(4)向原油污染的海水中投放石油降解菌及步骤(3)所得的混合物，投放的石油降解菌的质量为溢油量的4％，投放的步骤(3)所得的混合物的质量为溢油量的20％，通过涡轮式搅拌器使溢油区域保持紊动状态。
实施例3
一种海洋溢油污染的环保生态修复方法，包括以下步骤：
(1)按照下列配比称取以下质量份数的各组分：米糠25份、麦秸25份、碎木屑24份、浮萍22份、葡萄籽17份、苹果皮17份、石榴皮16份、鱼鳞16 份、苦瓜秧14份、桑叶14份、银耳8份、蛭石4份、东壁土8份、干酒糟5 份、干酵母粉5份，将上述称量好的各组分分别粉碎并过80目筛；
(2)将步骤(1)中的各组分混合均匀，得混合物料，向混合物料中加入重量为混合物料的1.0倍的纯化水，搅拌混匀，放入玻璃容器，密封玻璃容器，将玻璃容器放入25-30℃的水浴锅中避光发酵46小时，得发酵产物，将所得发酵产物用100目筛网，取过滤所得的发酵液；
(3)称取质量为发酵液质量1.1倍的烷基糖苷，称取质量为发酵液质量0.8 倍的聚山梨酯，将称量好的烷基糖苷、聚山梨酯与发酵液混合均匀；
(4)向原油污染的海水中投放石油降解菌及步骤(3)所得的混合物，投放的石油降解菌的质量为溢油量的6％，投放的步骤(3)所得的混合物的质量为溢油量的18％，通过涡轮式搅拌器使溢油区域保持紊动状态。
实施例4
一种海洋溢油污染的环保生态修复方法，包括以下步骤：
(1)按照下列配比称取以下质量份数的各组分：米糠27份、麦秸27份、碎木屑25份、浮萍21份、葡萄籽16份、苹果皮16份、石榴皮15份、鱼鳞15 份、苦瓜秧14份、桑叶14份、银耳9份、蛭石3份、东壁土10份、干酒糟5 份、干酵母粉5份，将上述称量好的各组分分别粉碎并过80目筛；
(2)将步骤(1)中的各组分混合均匀，得混合物料，向混合物料中加入重量为混合物料的1.2倍的纯化水，搅拌混匀，放入玻璃容器，密封玻璃容器，将玻璃容器放入25-30℃的水浴锅中避光发酵50小时，得发酵产物，将所得发酵产物用100目筛网，取过滤所得的发酵液；
(3)称取质量为发酵液质量0.9倍的烷基糖苷，称取质量为发酵液质量0.9 倍的聚山梨酯，将称量好的烷基糖苷、聚山梨酯与发酵液混合均匀；
(4)向原油污染的海水中投放石油降解菌及步骤(3)所得的混合物，向溢油区投放石油降解菌前，先将石油降解菌装入麻袋中；所述麻袋的内表面上有褶皱，麻袋边和角处的褶皱的密度大于麻袋其他处褶皱的密度；投放的石油降解菌的质量为溢油量的6％，投放的步骤(3)所得的混合物的质量为溢油量的 20％，通过涡轮式搅拌器使溢油区域保持紊动状态。
实施例5
一种海洋溢油污染的环保生态修复方法，包括以下步骤：
(1)按照下列配比称取以下质量份数的各组分：米糠25份、麦秸25份、碎木屑22份、浮萍18份、葡萄籽15份、苹果皮14份、石榴皮12份、鱼鳞12 份、苦瓜秧10份、桑叶10份、银耳7份、蛭石3份、东壁土8份、干酒糟5 份、干酵母粉4份，将上述称量好的各组分分别粉碎并过80目筛；
(2)将步骤(1)中的各组分混合均匀，得混合物料，向混合物料中加入重量为混合物料的1.0倍的纯化水，搅拌混匀，放入玻璃容器，密封玻璃容器，将玻璃容器放入25-30℃的水浴锅中避光发酵44小时，得发酵产物，将所得发酵产物用100目筛网，取过滤所得的发酵液；
(3)称取质量为发酵液质量1.0倍的烷基糖苷，称取质量为发酵液质量0.8 倍的聚山梨酯，将称量好的烷基糖苷、聚山梨酯与发酵液混合均匀；
(4)向原油污染的海水中投放石油降解菌及步骤(3)所得的混合物，向溢油区投放石油降解菌前，先将石油降解菌装入麻袋中；所述麻袋的内表面上有褶皱，麻袋边和角处的褶皱的密度大于麻袋其他处褶皱的密度；投放的石油降解菌的质量为溢油量的5％，投放的步骤(3)所得的混合物的质量为溢油量的 18％，通过涡轮式搅拌器使溢油区域保持紊动状态。
实施例6
一种海洋溢油污染的环保生态修复方法，包括以下步骤：
(1)按照下列配比称取以下质量份数的各组分：米糠24份、麦秸24份、碎木屑23份、浮萍19份、葡萄籽15份、苹果皮13份、石榴皮13份、鱼鳞13 份、苦瓜秧11份、桑叶11份、银耳8份、蛭石4份、东壁土8份、干酒糟4 份、干酵母粉4份，将上述称量好的各组分分别粉碎并过80目筛；
(2)将步骤(1)中的各组分混合均匀，得混合物料，向混合物料中加入重量为混合物料的1.1倍的纯化水，搅拌混匀，放入玻璃容器，密封玻璃容器，将玻璃容器放入25-30℃的水浴锅中避光发酵42小时，得发酵产物，将所得发酵产物用100目筛网，取过滤所得的发酵液；
(3)称取质量为发酵液质量1.0倍的烷基糖苷，称取质量为发酵液质量0.8 倍的聚山梨酯，将称量好的烷基糖苷、聚山梨酯与发酵液混合均匀；
(4)向原油污染的海水中投放石油降解菌及步骤(3)所得的混合物，向溢油区投放石油降解菌前，先将石油降解菌装入麻袋中；所述麻袋的内表面上有褶皱，麻袋边和角处的褶皱的密度大于麻袋其他处褶皱的密度；投放的石油降解菌的质量为溢油量的5％，投放的步骤(3)所得的混合物的质量为溢油量的 16％，通过涡轮式搅拌器使溢油区域保持紊动状态。
实验结果
选取18个大小规格相同的水池(水池规格为7m×3m×1.5m)，并对其编号为1-18号，每个水池中注入25L海水，并加入500g原油，石油选择胜利原油，所选用的原油的基本物理性质如下：密度0.8695g/cm3(测试标准 GB/T1884-2000)，33℃、剪速20时的粘度230mPa.s。第1、7、13号水池按本发明实施例1的方法进行处理，第2、8、14号按本发明实施例2的方法进行处理，第3、9、15号按本发明实施例3的方法进行处理，第4、10、16号按本发明实施例4的方法进行处理，第5、11、17号按本发明实施例5的方法进行处理，第6、12、18号按本发明实施例6的方法进行处理，在各个处理组分别投放其步骤(4)所得的消油剂12h后，分别测定残留石油的重量，根据初始加入油量换算得到溢油清除效果，测定结果如表1：
表1不同处理组的溢油清除效果
实验结果表明，本发明的海洋溢油污染的环保生态修复方法对石油降解效率高。本发明中，米糠、麦秸、碎木屑、浮萍、葡萄籽、苹果皮、石榴皮、鱼鳞、苦瓜秧、桑叶、银耳、蛭石和东壁土成本低廉，其与干酒糟和干酵母粉发酵42-50小时所得的产物本身不具有显著的石油降解作用，但发酵液与烷基糖苷、聚山梨以及石油降解菌以上述配比混合后投放至溢油海域可对石油产生良好的降解效果，大大提高了溢油清除效率，说明步骤(2)所得的发酵液可以与烷基糖苷、聚山梨以及石油降解菌之间具有协同作用。反复试验表明，步骤(2)中，向混合物料中加入重量为混合物料0.9-1.2倍的纯化水并混合可以提高发酵效率，缩短发酵时间(只需42-50小时即可完成发酵)，提高混合物料的利用率。此外，本发明的各组分均绿色环保无毒，不会对环境带来二次污染，生物降解性能好，其中，步骤(2)中，“将所得发酵产物用100目筛网，取过滤所得的发酵液”的目的是减少发酵产物中的残渣进入溢油海域，避免对环境带来二次污染。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种海洋溢油污染的环保修复方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)按照下列配比称取以下质量份数的各组分：米糠20-27份、麦秸20-27份、碎木屑19-25份、浮萍16-22份、葡萄籽12-17份、苹果皮10-17份、石榴皮9-16份、鱼鳞9-16份、苦瓜秧7-14份、桑叶7-14份、银耳5-9份、蛭石3-4份、东壁土6-10份、干酒糟4-5份、干酵母粉3-5份，将上述称量好的各组分分别粉碎并过80目筛；
(2)将步骤(1)中的各组分混合均匀，得混合物料，向混合物料中加入重量为混合物料的0.9-1.2倍的纯化水，搅拌混匀，放入玻璃容器，密封玻璃容器，将玻璃容器放入25-30℃的水浴锅中避光发酵42-50小时，得发酵产物，将所得发酵产物用100目筛网，取过滤所得的发酵液；
(3)称取质量为发酵液质量0.9～1.1倍的烷基糖苷，称取质量为发酵液质量0.6～0.9倍的聚山梨酯，将称量好的烷基糖苷、聚山梨酯与发酵液混合均匀；
(4)向原油污染的海水中投放石油降解菌及步骤(3)所得的混合物，投放的石油降解菌的质量为溢油量的4％～6％，投放的步骤(3)所得的混合物的质量为溢油量的15％～20％，通过涡轮式搅拌器使溢油区域保持紊动状态。
2.根据权利要求1所述的海洋溢油污染的环保修复方法，其特征在于：步骤(1)中称取的各组分的质量份数如下：米糠25份、麦秸25份、碎木屑22份、浮萍18份、葡萄籽15份、苹果皮14份、石榴皮12份、鱼鳞12份、苦瓜秧10份、桑叶10份、银耳7份、蛭石3份、东壁土8份、干酒糟5份、干酵母粉4份。
3.根据权利要求1所述的海洋溢油污染的环保修复方法，其特征在于：步骤(1)中称取的各组分的质量份数如下：米糠24份、麦秸24份、碎木屑23份、浮萍19份、葡萄籽15份、苹果皮13份、石榴皮13份、鱼鳞13份、苦瓜秧11份、桑叶11份、银耳8份、蛭石4份、东壁土8份、干酒糟4份、干酵母粉4份。
4.根据权利要求1所述的海洋溢油污染的环保修复方法，其特征在于：步骤(2)中，向混合物料中加入的纯化水重量为混合物料的1.1倍。
5.根据权利要求1所述的海洋溢油污染的环保修复方法，其特征在于：步骤(3)中，称取的烷基糖苷质量为发酵液质量的1.0倍。
6.根据权利要求1所述的海洋溢油污染的环保修复方法，其特征在于：步骤(3)中，称取的聚山梨酯质量为发酵液质量的0.8倍。
7.根据权利要求1所述的海洋溢油污染的环保修复方法，其特征在于：步骤(4)中，向原油污染的海水中投放的石油降解菌的质量为溢油量的5％，投放的步骤(3)所得的混合物的质量为溢油量的16％。
8.根据权利要求1所述的海洋溢油污染的环保修复方法，其特征在于：所述石油降解菌为球形节细菌，菌体浓度为109～1010cfu/g。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的海洋溢油污染的环保修复方法，其特征在于：步骤(4)中，向溢油区投放石油降解菌前，先将石油降解菌装入麻袋中。
10.根据权利要求9所述的海洋溢油污染的环保修复方法，其特征在于：所述麻袋的内表面上有褶皱，麻袋边和角处的褶皱的密度大于麻袋其他处褶皱的密度。
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