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空 军 转 用 生 物 燃 油 的 潜 在 问 题 及 意 外 后 果
为 芳 香 烃 。 在 这 类 化 合 物 中 , 以 苯 为 代 表 的
数 种 物 质 是 已 知 的 致 癌 物 。 2 在 土 壤 和 地 表
水 中 , 芳 香 烃 , 如 苯 和 其 他 溶 解 及 气 化 污 染
物 质 的 含 量 , 通 常 经 自 然 过 程 而 降 低 , 天 然
存 在 的 地 下 ( 即 地 表 下 ) 细 菌 可 把 碳 氢 化 合
污 染 物 质 , 如 苯 、 甲 苯 、 乙 苯 、 二 甲 苯 异 构
体 ( 四 类 物 质 统 称 为 BTEX) 以 及 它 们 分 解
后 的 物 质 如 甲 烷 等 , 转 化 为 无 害 物 质 。 有 些
细 菌 以 这 些 有 机 污 染 物 质 —— 有 时 与 一 种 氧
化 介 质 如 氧 气 相 结 合 —— 作 为 碳 源 和 能 源 ( 亦
即 它 们 为 生 存 和 成 长 所 需 的 关 键 “ 食 物 ”)。
如 本 文 以 下 的 现 场 数 据 分 析 所 示 , 将 替
代 燃 料 引 入 一 种 不 时 发 生 泄 漏 的 燃 油 混 合 体
中 , 会 严 重 改 变 细 菌 、BTEX 和 其 他 污 染 物 质 ,
以 及 氧 化 介 质 之 间 的 复 杂 生 态 关 系 , 从 而 加
大 对 地 表 水 污 染 的 风 险 。 以 往 研 究 中 用 计 算
机 建 模 技 术 研 究 这 类 污 染 , 因 为 乙 醇 被 广 泛
视 为 最 理 想 的 发 动 机 替 代 燃 料 , 故 而 重 点 放
在 细 菌 在 有 乙 醇 的 环 境 中 消 化 BTEX 的 能
力 。 但 这 些 模 型 实 验 通 常 假 设 有 氧 化 介 质 ( 氧
气 ) 存 在 , 而 事 实 上 这 类 介 质 通 常 并 不 大 量
存 在 于 漏 油 现 场 周 围 的 土 壤 和 地 表 水 中 , 因
此 研 究 结 果 高 估 了 替 代 燃 料 对 环 境 的 无 害
性 。 3 近 期 研 究 则 揭 示 出 更 令 人 不 安 的 后 果 。
研 究 人 员 在 加 州 范 登 堡 空 军 基 地 开 展 了
现 场 实 验 , 他 们 将 汽 油 与 乙 醇 混 合 , 缓 慢 渗
入 地 表 水 , 相 当 于 一 个 乙 醇 / 汽 油 混 合 油 罐
发 生 难 以 察 觉 的 泄 漏 , 然 后 观 察 其 所 造 成 的
地 下 污 染 , 结 果 令 人 震 惊 。 4 这 项 现 场 研 究
是 为 探 究 BTEX 在 含 有 或 不 含 有 乙 醇 的 状 态
下 的 归 宿 。 研 究 人 员 在 范 登 堡 的 地 下 蓄 水 层
同 步 展 开 了 两 项 实 验 , 用 硫 酸 盐 作 为 主 要 的
氧 化 介 质 , 这 也 是 国 内 许 多 石 油 现 场 处 理 泄
漏 的 惯 常 做 法 。 5 第 一 项 实 验 是 连 续 九 个 月
注 入 含 有 少 量 ( 每 升 中 含 1-3 毫 克 [mg/L])
BTEX 类 的 化 合 物 质 、 即 苯 、 甲 苯 和 邻 二 甲
苯 异 构 体 的 污 染 水 。 同 时 进 行 的 第 二 项 实 验
取 其 相 邻 地 点 , 注 入 含 BTEX 化 合 物 的 500
mg/L 乙 醇 。 研 究 人 员 持 续 观 察 BTEX 污 染 物
质 、 尤 其 是 致 癌 物 质 苯 的 含 量 变 化 , 同 时 关
注 氧 化 介 质 ( 特 别 是 氧 气 和 硫 酸 盐 )、 降 解 产
品 ( 包 括 甲 烷 ), 以 及 在 第 二 项 实 验 中 乙 醇 的
含 量 变 化 。 第 一 项 实 验 获 得 结 果 如 预 期 , 污
染 雾 流 在 地 下 逐 步 散 发 , 约 四 个 月 后 苯 污 染
几 乎 完 全 消 散 , 因 为 自 然 繁 殖 的 细 菌 在 其 中
发 挥 了 生 物 降 解 作 用 。
第 二 项 实 验 的 结 果 与 之 对 比 差 异 巨 大 。
在 加 入 乙 醇 和 苯 污 染 物 质 的 第 二 个 实 验 点 ,
污 染 区 域 和 第 一 项 实 验 一 样 , 出 现 扩 散 。 不
同 的 是 , 苯 污 染 没 有 像 第 一 项 实 验 那 样 衰 减 。
第 二 项 实 验 中 , 苯 的 降 解 更 加 缓 慢 , 并 且 ,
由 于 本 土 细 菌 的 活 动 大 量 转 移 向 更 易 于 降 解
的 乙 醇 , 故 而 产 生 丰 富 的 甲 烷 。 那 些 以 常 见
硫 酸 盐 氧 化 介 质 为 生 存 物 质 的 细 菌 , 以 及 那
些 不 需 要 氧 化 介 质 就 能 降 解 污 染 物 质 ( 其 中
有 些 生 成 甲 烷 ) 的 微 生 物 , 都 符 合 这 种 现 象
描 述 。 此 结 果 进 一 步 使 研 究 人 员 认 定 : 原 先
的 计 算 机 模 型 假 设 不 完 全 符 合 所 有 环 境 。 而
现 场 实 验 的 结 果 为 研 究 人 员 提 供 了 更 有 用 的
信 息 , 使 他 们 更 深 刻 地 理 解 了 自 然 过 程 在 存
在 有 普 遍 认 可 的 替 代 燃 料 即 乙 醇 的 环 境 中 去
除 BTEX 毒 性 的 能 力 。 现 场 实 验 也 证 明 , 乙
醇 可 能 降 解 而 生 成 大 量 甲 烷 。 在 实 际 泄 漏 中
如 果 燃 油 大 量 溢 洒 , 导 致 超 过 实 验 数 量 的 乙
醇 渗 入 地 表 , 污 染 区 可 能 生 成 大 量 甲 烷 , 这
种 可 燃 气 体 将 在 土 壤 中 大 量 扩 散 。 如 果 这 种
甲 烷 不 能 被 本 土 微 生 物 所 氧 化 掉 , 在 一 定 形
势 下 , 生 物 燃 油 的 泄 漏 就 可 能 演 变 为 可 爆 气
体 混 合 物 , 弥 漫 在 建 筑 物 的 地 下 室 和 地 下 设
施 中 , 或 者 地 表 面 上 。
把 乙 醇 加 入 到 石 油 燃 料 中 看 来 会 减 缓 有
害 的 BTEX 化 合 物 质 的 降 解 速 度 。 并 且 , 和
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