某石油类污染场地地下水石油烃生物降解的地球化学证据 - 地质科学.pdfVIP

　 地　质　科　学 　 ２０１２年４月 ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＧＥＯＬＯＧＹ ４７（２）：４９９—５０６ 某石油类污染场地地下水石油烃 生物降解的地球化学证据 １ ２ ２ 焦　繤 　苏小四　吕　航 （１．上海市地质调查研究院 上海　２０００７２；２．吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室 长春　１３００２６） 摘　要　生物降解地下水石油烃会改变地下水环境的水化学组成，因此可以通过分析污染晕 中电子受体、生物降解代谢产物以及重要的地球化学参数量值变化获得生物降解的地球化学 证据。本次在对某石油污染场地地质、水文地质条件、污染源污染方式调查基础上，根据地下 水样测试结果，详细分析了地下水石油烃污染分布特征、污染晕中指示生物降解作用的电子受 体、代谢产物以及重要地球化学参数的空间变化规律，研究结果表明：污染场地内存在氧还原、 硝酸盐还原、硫酸盐还原等生物降解作用，其中硫酸盐还原是污染场地地下水石油烃生物降解 － 的优势反应；在沿地下水流向上，ＴＰＨ浓度、ＨＣＯ 浓度和碱度逐渐降低，Ｅｈ、电子受体（ＤＯ、 ３ － ２－ ＮＯ、ＳＯ ）浓度逐渐升高；在垂直于地下水流向上，从中心向两侧各组分也呈相似的变化规 ３ ４ 律。 关键词　地下水　石油烃污染　生物降解　电子受体　地球化学证据 中图分类号：Ｐ６４１３ 文献标识码：Ａ 文章编号：０５６３－５０２０（２０１２）０２－４９９－０８ 石油烃在地下环境中的自然衰减是十分复杂的物理、化学和生物过程综合作用的结 果，这些过程包括对流、弥散、挥发、吸附以及生物降解等作用（叶为民等，２００２；焦繤， ２０１１）。生物降解作用是主要的破坏性衰减过程，其对自然衰减的影响非常重要（Ｓｍｅｔｓ ａｎｄＰｒｉｔｃｈａｒｄ，２００３）。由于微生物在对石油烃降解的同时也改变了地下水环境水化学组 成，因此可以通过地球化学证据来评价污染场地生物降解的发生（Ｂｏｒｄｅｎｅｔａｌ．，１９９５； ＡｎｄｅｒｓｏｎａｎｄＬｏｖｌｅｙ，１９９７）。 地下环境中的微生物主要是通过好氧呼吸、反硝化、锰还原、铁还原、硫酸盐还原和 发酵等作用氧化分解外部的有机质而获得所需要的能量，完成对污染物的降解。根据热 力学反应中自由能大小决定反应的难易程度，微生物在地下环境中利用最终电子受体的 － ４＋ ３＋ ２－ 顺序为：Ｏ＞ＮＯ＞Ｍｎ ＞Ｆｅ＞ＳＯ ＞ＣＯ（Ｂｏｒｄｅｎｅｔａｌ．，１９９５；董军，２００６），因此可用于指 ２ ３ ４ ２ 示生物降解发生的地球化学证据包括：１）相比水化学背景浓度，污染晕中的电子受体 － ２－ （主要包括 Ｏ、ＮＯ、Ｆｅ（ ）和 ＳＯ ）的浓度降低；２）污染晕中的还原产物（如 Ｆｅ（ ）、 ２ ３ Ⅲ ４ Ⅱ ＣＨ）浓度升高；３）溶解的无机碳（ＣＯ）浓度和碱度的增加。Ｗｉｅｄｅｍｅｉｅｒｅｔａｌ．（１９９９）对 ４ ２ 美国纽约的 Ｐｌａｔｔｓｂｕｒｇｈ空军基地地下水的 ＢＴＥＸ（Ｂｅｎｚｅｎｅ，Ｔｏｌｕｅｎｅ，Ｅｔｈｙｌｂｅｎｚｅｎｅａｎｄ 　 国家水体污染控制与治理科技重大专项 （编号：２００８ＺＸ０７２０７００７）、国家“８６３”计划项 目（编号：２００７Ａ  Ａ０６Ｚ３４３）和上海市地质调查研究院博士后工作站资助。 焦　繤，女，１９８２年８月生，博士，工程师，地下水科学与工程学专业。Ｅｍａｉｌ：ｊｉａｏｘｕｎ８３＠１２６．ｃｏｍ ２０１