地下水中乙醇汽油溶解组分运移与生物降解的研究 Transport and biodegradation of ethanol blended monoaromatic hydrocarbons in groundwater.pdfVIP

水 利 学 报 SHUILI 2009年7月 XUEBAO 第40卷第7期 文章编号：0559—9350(2009)07-0878—07 地下水中乙醇汽油溶解组分运移与生物降解的研究 蒋亚萍，陈余道，朱义年，蓝俊康 (桂林理工大学广西环境_12程、保护与评价重点试验室，广西桂林541004) 摘要：为了解乙醇混合汽油主要溶解组分在地下水中的迁移，开展了含水砂槽多孔介质的投注试验，投注物是含有 溴化物、乙醇和汽油的混合溶液。试验结果表明：水动力弥散和混合电子受体条件下的土著微生物降解是乙醇和 单环芳香烃(BTEX)自然衰减的主要过程。乙醇迁移没有滞后性(阻滞系数为1．0)，在生物作用参与下随迁移距离 增加而逐渐消失；但乙醇对生化氧量的高需求延迟了甲苯和乙苯的生物降解。苯与甲苯的阻滞系数为1．18，乙苯 和二甲苯的阻滞系数为1．28；苯的晕体延伸最长，持续时间最长。基于守恒示踪剂溴离子的浓度校正，乙醇与 BTEX的一级降解速率存在明显的大小顺序，即乙醇甲苯乙苯间、对二甲苯邻二甲苯／苯，与它们的迁移晕 体长度大小顺序(即苯间、对二甲苯／邻二甲苯乙苯甲苯／乙醇)具有相反的对应关系。这表明改善乙醇生物 降解条件和加速其生物降解速率，是BTEX污染修复的一个有效策略。 关键词：乙醇混合汽油；单环芳香烃(BTEX)；水动力弥散；生物降解；多孔介质；地下水；砂槽试验 中图分类号：x523 文献标识码：A 1研究背景 地下燃油储藏罐有时会发生泄漏，从而影响周边环境，因此地下水受燃油污染的问题已是国内外普 遍关注的环境问题¨。2]。在没有工程修复措施促进的情况下，自然界普遍存在着土著微生物降解该类 污染物的作用(如自然衰减，NaturalAttenuation)；北美地区现已利用这种作用作为一个优先考虑的含水 层修复技术，并取得了不少经验∞1。但是，随着乙醇燃油的推广使用，乙醇将成为污染地下水的新污染 物。由于乙醇的存在能够抑制燃油有毒组分芳香烃苯、甲苯、乙苯与二甲苯同分异构体(Benzene， tolUene，ethylbenzene，xylene 此也会影响到已有修复经验的推广。 针对地下水中乙醇与BTEX混合物的自然衰减监测研究，国外相关的文献报道很少，我国在该领域 的研究亦还处于起步阶段。本文利用试验室含水砂槽，开展了乙醇混合汽油的泄漏试验，其目的是通过 自然衰减监测，更好地了解乙醇与BTEX的迁移与归宿，为实验室研究结果外推提供依据。 2研究方法 2．1砂槽模型该实验室含水砂槽内部尺寸为5．52m×3．04m×1．30m，砖混结构，采取了防渗措施。 砂槽由3部分组成(如图1)：中间部分为多孔介质层，长5．22m；两端是不含介质的窄型水槽，宽为 0．15m，为定水头边界。中间部分与两端水槽之间分别用3层32目的不锈钢网分隔。 槽内垂直安装了不同内径的聚氯乙稀(PVC)管；10根内径6cm的水位监测或抽注水管，兼供电极测 收稿日期：2008．O“11 验室主任基金(桂科Z005) 作者简介：蒋亚萍(1965一)，女．硕士。副教授，主要从事环境水文地质学研究。Email：jyp@glite．edu．cIl ·-——878-——— 万方数据 (a)取样监测点分布与流向、等水位线(水位单位：m) 0．0 05 1O 1,fi 20 25 3 0 35 ^D ‘6 50 55 (b)沿C列的音4面图 回2臣D，国·画5魁8固7口]8回口圃 1一水位监测孔(w)．2一分层取样点(A—E列)，3一流向，4一砂料，5一黏土，6一水位，7一水槽．8一污染晕，9一投注孔 图l实验室砂槽平面图与剖面图(单位：m) 离砂槽底部高45cm。 砂槽中间部分的介质来自桂林漓江冲积成的浅层含水层，粒径为0．125—0．63mm，堆积厚度0．90 rn，有机碳含量(．允)平均为0．0038，是所研究的含水介质层