柴油污染土壤呼吸测定课件

1、、八 、 刖B:自石化工棠畿展以来，石油裂品及其他有檄 化物，於不富使用遏程中，造成重的的土 壤汗染冏题，本研究是is以柴油舄目檬y于染 物，探用生物愎育技仆亍，因符合成本效益， 易於金隹言蔓且封Ig境影警甚小等之僵黑占。、八 、 刖B:自石化工棠畿展以来，石油裂品及其他有檄。研究中模掇配置不同柴油汗染澧度(1%、5%、10%、 20%、50%(w/w)之土壤，研究目的重黑占是在探言寸使用 土壤原生微生物逵行分解(礁化作用(mineralization)或 共代W(cometabolic)柴浦之情洲 以分解遏程中所走 出之代言射物CO2,言十算其CO2(mmole)累稹量，於特定 之畤内，81

2、察封柴油分解效率。例：C16H34 + 24% 02 16 CO2 + 17 H2O。研究中模掇配置不同柴油汗染澧度(1%、5%、10%、 20石油果且成梅亲隹之戒谴也石油碳氢化合物一饱和一芳香燃虹植寸脂一柏油-正烷( n-alkane )支建烷您I (branched alkane)勇烷( cycloal iphat ic )Mfg :酚、苯、甲苯、二甲苯多SS : phenanthrene、anthracene含氮(N-he tetocycl ic )含硫(S- heterocycl ic )含氧(0- heterocycl ic )phenols 、 fatty acids 、 keto

3、nes 、esters 、 porphyrins石油果且成梅亲隹之戒谴也石油碳氢化合物一饱和正烷( n-a1DJ盾汕偷制石汕志耳油品名畔沸典既粉来源工酬燃料急。液以下-ClC4q蒸IS、重组、瞬LI鳗 熬、g睨硫工酬。笊以下,C3C4蒸IS、重组、瞬薮点化 蟀、如氢脱硫工新汽油3IQCMarFQC4C12g蒸、重SS、媒悬旗嫁化、 加氟熟g、加氢脱硫工塌煤油。325 525FqC12C16q蒸IS、加氢脱硫工壕-柴油4QQ7CXTFQC16 C28蒸IS、加氢脱硫工壕-1邸骨油Q80Q 卬 CXTFqC28 C3(P溜骨油工新燃料油Q65Q-9C0FqC28 CM蒸篇、低硫燃油、媒裂工逢Q柏油

4、C30以上Q柏油工埸1DJ盾汕偷制石汕志耳油品名畔沸典既粉来源工酬燃料急。液以下柴油特性芟X :超名及柴油(Super Diesel)成分辨奁罔之混合物(台潸中油，2010/12)化擘性: 烷危吉物宣成分之中英文名系鬲漉度或澧度痴凰(成分曰分比”彳氐硫柴油(C16C2。)” (Ultra Low Sulfur Diesel)* 68476-34-6，务,98%“生胃柴油 (Bio-Diesel)-112-390盖2%表X ：超级柴油(Super Diesel)物理及化孥性宣台溶中油，2010/12).，易燃性(固理，a:-P3火黜 52C(125.6CF 沮腻方招：掘分解温度:蝠料白燃温度：名

5、勺177=C(351：F爆炸界限：1.3%6.0%。蒸标厘：2 mmHg 20 C蒸标密度(Ah二1) : 1。密度：0.8(比重溶解度：不溶於水。柴油特性芟X :超名及柴油(Super Diesel)成分辨油品污染土壤之影警:油品将因土壤吸附及重力作用，垂直渗入地 面，一旦超荷就畲移勤辱致汗染地下水, 大部分油渗入土壤彳发，而畲阻WWO性碳氢 化合物的蒸畿散失而造成微生物的毒害，妨 磔作物、植物生畏及走量，辱致富地II境生 物憩改燮。油品污染土壤之影警清除方式:土壤淋洗、雷勤力分离隹法、加熟虚理理法、) 固化/安定法等。 I:根披美阈超级基金(Superfund)所列管埸址中， 使用之整治技

6、荷包括物理、化孥和生物方法， 其中生物彳复育技彳桁具有瘠V于染物去除之能力、 易於金隹言蔓、iS用簸圉大、符合成本效益等僵 Si O 1清除方式:土壤淋洗、雷勤力分离隹法、加熟虚理理法、) 固生物彳复育:琨地及非琨地 I:土耕法、堆肥法、生物反雁器法、生物通JM、I 生物滤膜法、生物弓畲化、生物刺激、自然生物虚理法或自然衰减、抽取虚理法 |生物弓鱼化/添加(bioaugmentation):生物通麻法/藏提法(bioventing)生物刺激(Biostimulation)生物彳复育 影警微生物分解因子:生物因子：备田菌及真菌 ):酸育金值：中性，稍舄改燮pH值都可辱致酵素 燮性it而随彳发失去

7、催化活性。 I:温度：大部份土壤微生物嗜温菌，即分解油* 品最大生速率和活性在20。-35 C:含水率：50-80%之冏，於愎育程土壤有遏 多或it少的水量畲不利於好氧生物，il少畲 降低污染物o i 影警微生物分解因子it方法:土壤取自未有污染笊己4之土壤:检测土壤背景值:前虚理：土壤探檬彳度先除去雅物、石墟等， 於晴天状憩下瘠土壤拿出去乾的一星期， 再拿取2mmfh曲通滤未遏滤之土墟多次磨碎, 重*复勤作敷次己碓保取得粒彳堑均匀之土壤， 保存於密封塑膝盒中业每34天曝M壤 一次it方法柴油汗染土壤呼吸测定:礁化作用其最名冬走物舄C02,原理舄降解基I W(substrate)和所走生CO2

8、量成正比，C02成) 了最好提供微生物是否降解碳氢化物之潜能若使用麻相屑析(GC)业不一定能测莘 最金冬走物(Junior et al.,2009)。因此使用生物 分解瓶(Biometer flask) (250ml)藉以来测量微 生物於代遏程中所生走CO2之情况 (Pramer & Bartha,1965)。 柴油汗染土壤呼吸测定生物分解瓶A BCDA：橡膨日：15融蜂C：岫D : WF: Ascarite造遍转置WWWWWWWVg 69上土G：WH：250mUI:I生物分解瓶A BCDA：橡膨日：15融蜂C：岫D : WF:it方法:先配置柴油汗染土壤澧度舄1%、5%、10%、) 20%、

9、50%和控制他w/w),每一固澧度各做) 3瓶 j: II整pH值至7.5、添加(NH4)2HPO4(Dale etal.,?)1% 於土壤中。 j添加量蒸宜留水於土壤中至土壤含水率舄60% o |:添加柴油。 )it方法呼吸澳I定(Soil respirometric tests):受检醴加入瓶内彳发，将生物分解瓶装置完成，) 使用常浦做曝藏，於iS程中藏醴通入ascarite ； it滤，使用注射器(syringe)注入育翁液於侧支 瓶(side-arm)内，由定期回收瘠己吸收CO?之) 肖食液做酸滴定经言十算彳爰得知CO2W 放含量。 ：呼吸澳I定(Soil respirometric

10、tests植物毒性测言式(Plant toxicity test):配置柴油V于染土壤澧度舄1%、5%、10%、 20%、50%和空白鲍(w/w),空白鲍不添加柴 油，各侗污染不同/于染澧度土壤各彳重植5株航 豆及豆做毒性舄期7天收成fl察生畏 情况。植物毒性测言式(Plant toxicity test)命结果典言寸械KW目-置s敷se-水分含量。7.1%如-p7。2 %户地分析(a) 土壤渤藤沉殿瞬舟(b) 比重&H君6土壤S5情沉i殿去:Sand =81.31 %Silt=9.09% -Clay2.0g%地砂土-(W比重言十法Sand =60.84%-Silt =29.24% QClay

11、R.92%3壤土。-p有横含量312.7873%。村土壤pH值GpH值舄&42与命结果典言寸械KW目-置s敷se-水分含量。7.1%如-p土壤地法比段:推测此法比段，比辇寸比重 言十法段土壤结情沉其比例砂粒部分少 了20.97%、玲粒多了20.15%、黏粒多了 0.83%,原因舄比重言十法分散土壤IB粒段舄 彳散底，因土壤凰粒舄砂粒、为粒及黏粒所集 备吉而成，检测畤必硝将促使粒的膝名吉物 去除打散，以精碓检测土壤地。土壤地法比段比重言十法僵黑占:(1)添加i氧化氢消除有檄 ):(2)添加了蟹酸去除是土壤BI粒黏著膂J的可溶):(3)业直接添加六偏磷酸钠将土壤溶液裨的 Ca2+*复合物及土壤果W

12、粒的中Ca2+由Na +取 代，钠雕子畲使土壤凰聚醴分解至土壤颗粒 分散(Kettler et al.,2001)。:(4)使用拌器使土粒更均匀分散以及使 用比重言十更能精莘量测。比重言十法僵黑占:而土壤结横沉此法（8是去除金丐离隹子或 其去除溶液可能添加不钩多以及是使用人工 方式撩拌土壤造成土壤粒子未均匀分散，因 此本用土壤舄砂壤土。土壤地影警生物愎育有或粘粒含量段高的土壤相当寸於比低有 含量或粗地辇寸油品有段大之吸附量及分解效果段差:而土壤结横沉此法（8是去除金丐离隹子或 其去除溶液可能砂壤土影分解效果蔡里等(2009)、蔡威呈(2003)研究指出砂壤土愎育情况也段壤壤土效果佳o:砂土壤地

13、的孔隙率段壤土壤的孔隙率 高，所以其氧藏傅输的效率段佳,故在氧藏 段充足的彳条件下有利好氧菌彳重的生!而提高 原油的降解效率。砂壤土影分解效果蔡里等(2009)、蔡威呈(2003)柴油於+壤巾呼吸谏室35 -diesel oil 1%th- diesel oil 5%(心-oELU) usonpoma1。m 云-neno0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 130time (days)柴油於+壤巾呼吸谏室(心-oELU) usonpoma1。mW仙窗所示，空白鲍舆1%及

14、5%比1%及5%於第15-30天渐始其C 02养睾出速率近似於空白鲍，判H斤因柴油汗染澧度低所致， 而1 %於45天彳卷程出量渐低，第74天停止OW仙窗所示，空白鲍舆1%及5%比1%及5%於第15-30天渐:以5%、10%及20%比段，依其CO2W出量判 H斤可能依其汗染澧度增加而成倍率成!,而 50%於虚理畤冏内理雁成倍率成!,但是因 舄汗染澧度遏高，辇寸生物毒性高，且土壤 吸附柴油己经宜包和，辱致油浮於土屑表面影 警氧藏渗入量，辱致好氧微生物照法吸收氧 麻影警代效果。:以5%、10%及20%比段，依其CO2W出量判 H斤可而10%於CO2W出速率也有渐之20%其CO2量仍持累加代表仍持分解

15、中。 程中，各侗有受柴油汗染之土壤均菌醴，也雁IS了分解碳氢化合物大多由真 菌及各田菌所舄o而10%於CO2W出速率也有渐之桔物毒桦洵仁击fPlint tcxicitv也)表2： 豆毒性估。汗染澧度。空白连U区其他澧度之根(cm)6.62+0+1.10，柴油污染土，“(cm)p20.30 + 2.7L9.22+1.84豆椒子均煞蕖(cm)3.04 + 0.33,1.92 + 0.58,餐芽现象畿芽率()100100表3：航豆毒性估汗染澧度。空白连U区其他澧度之根(cm)7.44+2 24柴油污染土，.(cm)p19.02 + 2.36p6.58 + 3.72,航

16、豆椒子均照+蕖(cm)1.700.1&0.92 + 0.33,畿芽现象桔物毒桦洵仁击fPlint tcxicitv也)表2： 豆BK* 杈R? WRI Ml MR IBK* 杈R? WRI Ml MR I:重植航豆及豆各依其 配置汗染澧度不同方重植。:研究畿现空白鲍及1% 均有畿芽生畏，其宣余均 畿黑壤死 wan明愈高澧度，窒寸 生物曹造成毒害:重植航豆及豆各依其 配置汗染澧度不同:有tt污染物於微生物合璘境下雁有自然分 解之能力，只是遏高污染澧度及*复之有檄 化合物封生物具有毒性及抑制性，分解所需 之日寺段！，因此以工程化生物彳复育之方式 it行整治加速理仍舄妥富。:有tt污染物於微生物合璘

17、境下雁有自然分 解之能力，只是参考文ft俊文文。柏要方林Z-A o 口!007)o 促迤柴油之生物分解之研究，镇士南市：II立成功大孥地球科孥研究所。999)。油品在畿手重台湾土壤中之吸附、脱附舆移勤性探,摘要，镇士文。屏束泉系：HI立屏束科技大孥球境工程舆科孥M(2oio)0土壤有生物降解石油碳氢化合物之影， ，旗士文。台南市：阈立成功大孥璘境工程孥系。 Jose Soares Junior, Adriano Pinto Mariano and Dejanira de Franceschi de Angelis.(2009).Biodegradation of biodiesel/diese

18、l blends by Candida viswanathii .African Journal of Biotechnology,8(12), 2774-2778.参考文ft俊文文。柏要Z-A o 口!007)o T. A. Kettler, J. W. Doran, and T. L. )Gilbert.(2001).Simplified Method for Soil Particle-Size Determination to Accompany Soil-Quality Analyses.SOIL SCL SOC. AM. J., 65,849-852. US EPA.(1998).OPPTS