Optimization of nitrogen for bioventing of gasoline contaminated soil

摘要

Bioventing is a promising in situ remediation technology for hydrocarbon contaminated soil. Using low airflow rates to produce oxygen-rich conditions in the vadose zone, and nutrient addition, bioventing stimulates indigenous microorganisms that degrade the hydrocarbon contaminants. However, several questions about bioventing remain to be answered, including the optimum soil water content, type and amount of nutrients necessary, and contributions of different microbes. Experiments were conducted using small-scale respirometers containing gasoline-contaminated soil from an active remediation site to determine the effects of soil water content, nitrogen content, nitrogen form, and the composition of the microbial population on the gasoline biodegradation rate. Results indicate that optimum bioventing conditions were 18 wt.% soil water content, C:N = 10:1, using NH₄+-N. A maximum first-order degradation rate constant of 0.12/d was observed. Biodegradation was limited at high C:N ratios by the availability of nitrogen and at low C:N ratios by acidification. It was also determined that aerobic bacteria were the dominant group responsible for biodegradation, with fungi playing a minor role. Key words: bioventing, degradation rate, nutrients, water content, scale-up, gasoline, microbial population.La bioventilation est une technique de restauration in situ prometteuse pour les sols contaminés par des hydrocarbures. En utilisant de faibles taux de débit d'air pour produire des conditions riches en oxygène dans la zone vadose et en ajoutant des nutriments, la bioventilation stimule les microorganismes indigènes qui dégradent les contaminants aux hydrocarbures. Cependant, plusieurs questions concernant la bioventilation demeurent toujours sans réponse, notamment la teneur optimale en eau du sol, le type et la quantité de nutriments nécessaires ainsi que l'apport des divers microorganismes. Des expériences utilisant des respiromètres à petite échelle contenant du sol contaminé par l'essence provenant d'un site de restauration actif ont été effectuées afin de déterminer les effets de la teneur en eau du sol, du contenu en azote, de la forme d'azote et de la composition de la population microbienne sur le taux de biodégradation de l'essence. Les résultats indiquent que les conditions de bioventilation optimales étaient une teneur en eau du sol de 18 % poids, un rapport C:N de 10:1 et l'utilisation de NH₄+-N. Un taux de dégradation maximal de premier ordre constant de 0,12/j a été observé. La biodégradation était limitée, à des rapports élevés de C:N, par la disponibilité de l'azote et, à des rapports C:N inférieurs, par l'acidification. Il a également été déterminé que les bactéries aérobies représentaient le groupe dominant responsable de la biodégradation, les champignons ayant joué un rôle mineur. Mots clés : bioventilation, taux de dégradation, nutriments, teneur en eau, mise à l'échelle, essence, population microbienne.[Traduit par la rédaction]