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土壤石油烴一般含水率是多少

發布時間: 2023-03-31 16:28:28

⑴ 哪裡有土壤中石油烴檢測環境標准方法

在滿足油品質量規格要求的前提下,多使用低成本的原料,最緩和的加工條件,盡量降低高附加值組分的用量等。
要想實現這些目標要求,必須要有相應的石油產品分析儀器與之匹配。
挑選像得利特公司這種金牌廠家生產的石油分析烴檢測檢測儀器,有國家標准認證。

⑵ 土壤中總石油烴中的碳10到40

石油烴:石油中的烴類化合物,烴類即碳氫化合物,在石油中占絕大部分,約幾萬種,沒有明顯的總體特徵,主要由烴組成,且各種烴類的結構和所佔比例相差很大。石油類:礦物油類化學物質,是各種烴類的混合物。石油類可以溶解態、乳化態和分散態存在於廢水中。石油烴=石油烴類化合物總稱,石油類=各種烴類的混合物,接近相等,估計是不同行業不同叫法而已

⑶ 污水廠日均值超標數據怎麼修約

環境監測數據很多時候都是需要進行數據計算,比如鍋爐廢氣排放采樣標況體積的計算,環境空氣氣態污染物采樣參比體積的計算,以及實驗室分析測試過程中的各種數據計算等。此時對新手來說,熟練掌握修約數值規則將極為重要。

一、數據修約規則

說到數值修約規格,我們就會馬上想到「四捨六入五成雙」。下面,我們來重新回顧數據修約規則《數值修約規則與極限數值的表示和判定》(GB/T8170-2008)的一些相關內容。

1、擬舍棄數字的最左一位數字小於5,則捨去,保留其餘各位數字不變。

例如:若煙氣分析儀二氧化硫測定,平均值計算結果:85.33…,結果四捨五入:85mg/m3。

2、擬舍棄數字的最左一位數字大於5,則進一,即保留數字的末尾數字加1。

例如:若煙氣分析儀氮氧化物測定,平均值計算結果:36.66…,結果四捨五入:37mg/m3。

3、擬舍棄數字的最左一位數字是5,且其後有非0的數字時進一,即保留數字的末尾數字加1。

例如:若煙塵采樣分析儀標況體積的平均值計算結果為:432.252NL,結果四捨五入:432.3NL。

4、擬舍棄數字的最左一位數字是5,且其後無數字或皆為0時,若所保留的末位數字為奇數(1,3,5,7,9)則進一,即保留數字的末尾數字加1;若所保留的末位數字為偶數(0,2,4,6,8)則舍棄。

例如:若土壤石油烴(C10-C40)實驗室分析計算結果為:1.115mg/kg,結果四捨五入:1.12mg/kg。

若土壤石油烴(C10-C40)實驗室分析計算結果為:1.145mg/kg,結果四捨五入:1.14mg/kg。

5、負數修約時,先將它的絕對值按照上面1-4的規定進行修約,然後在所得值前面加上負號。

例如:若相對誤差計算結果為:-5.33…%,-6.66…%,-1.551%,-1.15%,-1.45%,結果四捨五入:-5.3%,-6.7%,-1.6%,-1.2%,-1.4%。

注意事項:

1、修約應是一次修約到位,不允許連續修約。

2、特殊修約要求的按照特殊要求進行修約。

3、更多內容詳見《數值修約規則與極限數值的表示和判

⑷ 建設用地土壤環境質量標准2018

2018年6月22日,生態環境部公告(公告 2018年 第13號)發布了兩項新的土壤環境質量標准。其中,《土壤環境質量 農用地土壤污染風險管控標准(試行)》(GB 15618-2018)將替代《土壤環境質量標准》(GB 15618-1995),《土壤環境質量 建設用地土壤污染風險管控標准(試行)》(GB 36600-2018)為首次發布。

(一)《土壤環境質量 農用地土壤污染風險管控標准(試行)》(GB 15618-2018)

較《土壤環境質量標准》(GB 15618-1995),《土壤環境質量 農用地土壤污染風險管控標准(試行)》(GB 15618-2018)呈現了以下新的變化:

取消了原有的土壤環境質量分類體系(Ⅰ類土壤執行一級標准、Ⅱ類土壤執行二級標准、Ⅲ類土壤執行三級標准)。建立了以農用地使用性質(水田、其他農田)及土壤酸鹼度(pH≤5.5、5.57.5)為基本架構的標准指標體系,解決了《土壤環境質量標准》(GB 15618-1995)中pH≤6.5的Ⅲ類土壤無環境質量標准可用的問題。
創造性提出了農用地土壤污染風險篩選值和農用地土壤污染風險管制值兩個新概念。其中,農用地土壤污染風險篩選值指農用地土壤中污染物含量等於或者低於該值的,對農產品質量安全、農作物生長或土壤生態環境的風險低,一般情況下可以忽略;超過該值的,對農產品質量安全、農作物生長或土壤生態環境可能存在風險,應當加強土壤環境監測和農產品協同監測,原則上應當採取安全利用措施;農用地土壤污染風險管制值指農用地土壤中污染物含量超過該值的,食用農產品不符合質量安全標准等農用地土壤污染風險高,原則上應當採取嚴格管控措施。
農用地土壤污染風險篩選值分兩類。其中,基本項目包括:鎘、汞、砷、鉛、鉻、銅、鎳、鋅;其他項目包括:六六六總量、滴滴涕總量、苯並[a]芘。
農用地土壤污染風險管制值包括:鎘、汞、砷、鉛、鉻。
(二)《土壤環境質量 建設用地土壤污染風險管控標准(試行)》(GB 36600-2018)

建設用地根據保護對象暴露情況的不同劃分為兩類。 第一類用地:包括GB 50137 規定的城市建設用地中的居住用地(R),公共管理與公共服務用地中的中小學用地(A33)、醫療衛生用地(A5)和社會福利設施用地(A6),以及公園綠地(G1)中的社區公園或兒童公園用地等。第二類用地:包括GB 50137 規定的城市建設用地中的工業用地(M),物流倉儲用地(W),商業服務業設施用地(B),道路與交通設施用地(S),公用設施用地(U),公共管理與公共服務用地(A)(A33、A5、A6 除外),以及綠地與廣場用地(G)(G1 中的社區公園或兒童公園用地除外)等。
建設用地土壤污染風險篩選值指在特定土地利用方式下,建設用地土壤中污染物含量等於或者低於該值的,對人體健康的風險可以忽略;超過該值的,對人體健康可能存在風險,應當開展進一步的詳細調查和風險評估,確定具體污染范圍和風險水平。建設用地土壤污染風險管制值指在特定土地利用方式下,建設用地土壤中污染物含量超過該值的,對人體健康通常存在不可接受風險,應當採取風險管控或修復措施。
建設用地土壤污染風險篩選值、管制值基本項目分重金屬和無機物類、揮發性有機物類、半揮發性有機物類等3大類,共45項。建設用地土壤污染風險篩選值、管制值其他項目分重金屬和無機物類、揮發性有機物類、半揮發性有機物類、有機農葯類、多氯聯苯、多溴聯苯和二_英類、石油烴類等6大類,共40項。

⑸ 土壤、地下水中石油污染物微生態修復室內模擬實驗研究

通過對研究區土壤、地下水中降解石油菌進行分離和篩選,並進行強化土壤、地下水中石油污染的微生態修復實驗,優化最佳修復方法和實施技術,為野外原位實際修復試驗提供方法與技術。

一、實驗器材、測試方法和實驗步驟

1.實驗材料

化學試劑:MgSO4·7H2O,NH4NO3,CaCl2,FeCl3,KH2PO4,K2HPO4,KCl,(NH4)2SO4,CaCO3,NaCl,可溶性澱粉、蔗糖、乳酸、鹽酸、酒石酸鉀鈉、瓊脂、液體石蠟、石油醚、三氯甲烷等均為分析純。杏子川油田原油(地下2400m采出的原油)、新鮮馬鈴薯、地下水、杏子川油田區黃土土樣,等等。

添加劑:草坪草晾乾粉碎(5~10mm),等等。

實驗用土壤樣品采自陝西省延安市南約5km210國道邊,山坡上修路的剖面上為黃土土壤,采樣時剖開表層約25cm的表層土,取裡面新鮮土壤,為無石油污染樣品。土中含有少量2~5mm的小姜石,土壤濕容重為1.7~1.93g/cm3;土壤干容重為1.49~1.7g/cm3。自然含水量為9.46%,pH值為8.1;試驗用地下水,pH值為7.2,TDS含量為370mg/L。

2.實驗器具

實驗用玻璃器皿等:150mL,250mL具塞三角瓶,125mL,1000mL磨口細口試劑瓶,各種不同類型的細菌培養試管、培養皿、橡膠塞。

主要儀器:QZD-1型電磁振盪器、KQ218超聲波清洗器、生物恆溫培養箱、高速離心機、高壓蒸汽滅菌器、無菌實驗室、生化培養箱、搖床培養箱、萊卡生物顯微鏡、752N紫外可見光柵分光光度計、電熱乾燥箱及各種化學分析用玻璃儀器。

3.測試方法

本次實驗測試方法是外方合作者德國蒂賓根大學應用地質中心提供的超聲—紫外分光光度法,該方法操作簡單,靈敏度高,准確。

4.實驗步驟

根據上述實驗和選出的降解石油污染的優勢菌群,利用不同的培養基對所選出的各類菌群進行培養並放大培養。各類菌群培養3~5d後進行混合培養,繼續培養3~7d後做相應的石油烴降解實驗,並進行模擬不同條件下的地下水、土壤石油污染的微生態修復實驗。實驗裝置150mL三角瓶和250mL具塞三角瓶。

地下水石油污染微生態降解模擬實驗,用150mL三角瓶每個瓶中加入20mL地下水配製的無菌培養液,加入一定量的原油,接入3mL培養好的菌液,用棉塞封口但要透氣,按不同溫度條件進行實驗,一定的間隔時間取出一瓶樣品,分析石油的降解去除的含量。並作無菌對照,按一定時間取樣測試石油的變化。

土壤石油污染微生態降解模擬實驗,用若干(按實驗設計的數量)250mL具塞三角瓶每個瓶中加入10g無菌風干土壤加入5mL營養液,加入一定量的原油,接入3mL培養好的菌液,按不同溫度條件進行實驗,一定的間隔時間取出一瓶樣品,分析土壤中石油的降解去除的含量。同時作同等條件無菌對照,按一定時間取樣測試石油的變化。第一批次實驗用棉塞,但時間一長則蒸發量大,實驗樣品乾燥影響實驗效果,後改為具塞三角瓶,以保證有足夠的含水量。在第二次實驗中為增強細菌的作用利用草坪草晾乾粉碎作為添加劑,該添加劑有兩個主要作用:一是改良土壤的膨鬆劑;另一是以細菌作為營養素的來源。在一定時間取樣測試石油含量的變化。

二、石油污染地下水微生態細菌降解的模擬實驗

為了實驗的准確性,實驗分兩批次進行,第二批次是在第一批次改進的基礎上進行,主要考慮到地下水中溫度對實驗效果的影響。

1.第一批次地下水降解實驗

實驗是在2007年3月30日至4月27日進行的。實驗選擇了相對較低的溫度:25℃,20℃,15℃。實驗結果見表6-8、6-9。

通過上述數據,說明實驗取得了初步成功,也驗證了微生態技術在地下水石油污染修復中的作用。表6-8、6-9,圖6-1顯示,由於模擬實驗溫度的不同導致實驗效果不同。在選擇的3個溫度中,20℃的實驗效果要好於15℃和25℃的實驗效果,25℃的實驗效果要優於15℃的效果。但總的來說,實驗效果不是十分理想,實驗在第27天時最大去除率僅為41%左右。對照樣品中的石油含量變化不大,基本在5%以內,說明在同等溫度無菌條件下短時間內地下水中石油降解是緩慢的。

表6-8 第一批次石油污染地下水細菌降解石油含量隨時間變化測試結果

表6-9 第一批次石油污染地下水細菌降解石油含量隨時間降解率變化結果單位:%

圖6-1 第一批次地下水石油污染不同溫度條件石油隨時間降解率趨勢圖

2.第二批次地下水降解實驗

第二批次地下水降解實驗,是在2007年6月21日至8月6日進行的。根據第一次實驗結果,又選擇了相對高一點的溫度進行實驗,溫度為35℃,30℃,25℃,20℃。實驗溫度升高而且實驗時間延長。另外,為了驗證實驗效果的好壞,每一溫度條件同時做一平行實驗。實驗結果見表6-10、6-11,圖6-2~6-4。

表6-10 第二批次石油污染地下水細菌降解石油含量隨時間變化測試結果

表6-11 第二批次石油污染地下水細菌降解石油含量隨時間降解率結果單位:%

圖6-2 第二批次地下水石油污染35℃微生態修復實驗石油隨時間降解率圖

圖6-3 第二批次地下水石油污染30℃微生態修復實驗石油隨時間降解率圖

圖6-4 第二批次地下水石油污染25℃微生態修復實驗石油隨時間降解率圖

通過上述實驗,進一步驗證了微生態細菌在地下水石油污染中的修復作用。在選擇的4個溫度中,30℃的實驗效果要好於35℃,25℃和20℃的實驗效果,實驗在第37天時最大去除率達90%以上。其他溫度條件的實驗效果基本相同,在30d時石油的去除率為50%左右。在同等條件的平行實驗效果也基本一致,得到了相互驗證的效果,驗證了實驗數據的可靠性。

3.兩批次實驗結果對比

通過上述兩批次的室內模擬石油污染地下水微生態細菌的降解實驗,實驗結果得出第一批次石油污染地下水細菌降解石油的模擬實驗顯示,實驗效果不是十分理想,20℃實驗在第27天時最大去除率僅為41%左右。但對照樣品中的石油含量變化不大,從實驗數據看基本在5%以內,說明在同等溫度無菌條件下短時間內地下水中石油降解是緩慢的。第二批次實驗結果,則進一步驗證了微生物細菌在地下水石油污染的修復技術是有較好的修復作用。在選擇的4個溫度中,30℃的實驗效果要好於35℃和25℃,20℃的實驗效果。30℃實驗在第37天時最大去除率達90%以上。其他溫度條件的實驗效果基本相同,在30d時石油的去除率為50%左右。在同等條件下的平行實驗效果也基本一致,得到了相互驗證的效果,說明實驗數據的可靠性。

三、石油污染黃土土壤微生態細菌降解修復的模擬試驗

為了驗證實驗的效果和准確性,該實驗也分兩批次進行,第二批次相對第一批次加入了一組相對高一點的溫度。

1.第一批次土壤降解實驗

實驗是在2007年3月30日至5月14日進行的。考慮研究區地表土壤在春、夏、秋溫度一般在20~30℃之間,選擇了不同的溫度段進行實驗。溫度為30℃,25℃,20℃,以及不同的石油含量進行實驗,並在30℃,25℃兩個溫度選擇了平行實驗。實驗結果見表6-12、6-13和圖6-5~6-7。

表6-12 第一批次石油污染土壤細菌降解石油含量隨時間變化測試結果

表6-13 第一批次石油污染土壤細菌降解石油含量隨時間降解率結果單位:%

雖然模擬實驗溫度不同,但實驗效果基本相同,實驗在第45天時去除率都在80%左右。對照樣品中的石油含量變化不大,基本在10%以內,說明在相同溫度無菌條件下短時間內土壤中石油降解是緩慢的。

圖6-5 第一批次土壤石油污染30℃微生態修復實驗石油隨時間降解率圖

圖6-6 一批次土壤石油污染25℃微生態修復實驗石油隨時間降解率圖

圖6-7 一批次土壤石油污染20℃微生態修復實驗石油隨時間降解率圖

2.第二批次土壤修復模擬實驗

實驗進行於2007年6月21日至8月6日。實驗選擇了相對高一點的溫度進行,實驗溫度為35℃,30℃。利用草坪草(晾乾粉碎)作為添加劑,添加量為5%。每一溫度條件同時做一平行實驗。實驗結果見表6-14、6-15,圖6-8。

表6-14 二批次石油污染土壤細菌降解石油含量隨時間變化測試結果

表6-15 第二批次石油污染土壤細菌降解石油含量隨時間降解率結果單位:%

圖6-8 第二批次土壤石油污染30℃微生態修復實驗石油隨時間降解率圖

第二批次石油污染土壤細菌降解的模擬實驗顯示,微生態技術在土壤石油污染的修復中效果良好。雖然模擬實驗選擇了2個溫度,但實驗效果基本相同。利用草坪草晾乾粉碎作為添加劑,起到了一定的作用,使第二次實驗短時間內得到了理想的效果。

3.兩批次實驗結果對比

通過上述兩批次的室內模擬石油污染土壤微生態細菌的降解實驗,實驗結果得出第一批次石油污染土壤細菌降解石油的模擬實驗顯示,微生物細菌在土壤石油污染的修復是有較好的降解作用。表6-12、6-13,圖6-5~6-7顯示,雖然模擬實驗溫度不同,但選擇的3個溫度為20℃,25℃,30℃的實驗效果基本相同。實驗在第45天時去除率都在80%左右。有的達85%以上。對照樣品中的石油含量變化不大,從實驗數據看基本在10%以內,說明在同等溫度無菌條件下短時間內土壤中石油降解是緩慢的。第二批次模擬實驗顯示,微生物修復確有較好的降解作用。表6-14、6-15,圖6-8顯示,雖然第二次模擬實驗選擇了2個溫度,但35℃,30℃的實驗效果基本相同。實驗在第30天時去除率都在85%左右,有的達85%以上。利用草坪草晾乾粉碎作為添加劑,起到了一定的作用,使第二次實驗時間雖短於第一次時間卻增大了去除率,增大5%以上。在同等條件下的平行實驗效果也基本一致,得到了相互驗證的效果。

四、實驗結果與討論

通過兩批次的室內模擬石油污染地下水微生態細菌的降解實驗,實驗結果顯示第一批次石油污染地下水細菌降解石油的模擬實驗,實驗效果不是十分理想,20℃實驗在第27天時最大去除率僅為41%左右。第二批次實驗結果,則進一步驗證了微生物細菌在地下水石油污染的修復具有一定的修復作用。在選擇的4個溫度中,30℃的實驗效果要好於35℃和25℃,20℃的實驗效果。30℃實驗在第37天時最大去除率達90%以上。其他溫度條件的實驗效果基本相同,在30d時石油的去除率為50%左右。在同等條件下的平行實驗效果也基本一致,得到了相互驗證的效果,說明實驗數據的可靠性。對照樣品中的石油含量變化不大,從實驗數據看基本在5%以內,說明在同等溫度無菌條件下短時間內地下水中石油降解是緩慢的。

通過兩批次的室內模擬石油污染土壤微生態細菌的降解實驗,實驗結果顯示第一批次石油污染土壤細菌修復具有較好的修復作用。表6-12、6-13,圖6-5~6-7顯示,雖然模擬實驗溫度不同,但選擇的3個溫度為20℃,25℃,30℃的實驗效果基本相同。實驗在第45天時去除率都在80%左右。有的達85%以上。對照樣品中的石油含量變化不大,從實驗數據看基本在10%以內,說明在同等溫度無菌條件下短時間內土壤中石油降解是緩慢的。第二批次模擬實驗顯示,微生態對土壤的石油污染治理修復確有較好的降解作用。表6-14、6-15,圖6-8顯示,雖然第二次模擬實驗選擇了2個溫度,但35℃,30℃的實驗效果基本相同。實驗在第30天時去除率都在85%左右,有的達85%以上。利用草坪草晾乾粉碎作為添加劑,起到了一定的作用,使第二次實驗時間雖短於第一次時間卻增大了去除率,增大5%以上。在同等條件下的平行實驗效果也基本一致,得到了相互驗證的效果。

上述室內模擬實驗取得了一定的效果,為野外原位試驗積累了經驗,奠定了基礎,提供了技術。

⑹ 石油烴含量多少是危險廢物

油泥含油率一般在 10%~50%,含水率在 40%~90%。存在大量的苯系物、酚類、蒽、芘等有惡臭的有毒物質,成分比較復雜,屬於多相體系。

含油污泥屬於是租衫盯危廢,油泥處理的方法很多,弊和河南北工生產的油泥熱解設備可以將油泥處理到烴含量千分之三一下。

油塌盯泥熱解後產出裂解油、裂解油可以銷售。裂解剩餘的殘渣可以用來工業制磚。

⑺ 含油污泥處理

含油污泥來源與處理方法綜述
作者:姜勇 趙朝成 趙東風
前言
含油污泥是在石油開采、運輸、煉制及含油污水處理過程中產生的含油固體廢物。污泥中一般含油率在10~50%,含水率在40~90%,我國石油化學行業中,平均每年產生80萬t罐底泥、池底泥[1],勝利油田每年產生含油污泥在10萬噸以上,大港油田每年產生含油污泥約15萬噸,河南油田每年產生5×104m3含油污泥[2]。含油污泥中含有大量的苯系物、酚類、蒽、芘等有惡臭的有毒物質[3],含油污泥若不加以處理,不僅污染環境,而且造成資源的浪費。含油污泥的處理一直是困擾油田的一大難題。
1.含油污泥來源
含油污泥的來源主要有以下幾種途徑:
1.1 原油開采產生含油污泥
原油開采過程中產生的含油污泥主要來源於地面處理系統,採油污水處理過程中產生的含油污泥,再加上污水凈化處理中投加的凈水劑形成的絮體、設備及管道腐蝕產物和垢物、細菌(屍體)等組成了含油污泥。此種含油污泥一般具有含油量高、粘度大、顆粒細、脫水難等特點,它不僅影響外輸原油質量,還導致注水水質和外排污水難以達標[4]。
1.2 油田集輸過程產生含油污泥
勝利油田含油污泥的主要來源於接轉站、聯合站的油罐、沉降罐、污水罐、隔油池底泥、煉廠含油水處理設施、輕烴加工廠、天然氣凈化裝置清除出來的油沙、油泥,鑽井、作業、管線穿孔而產生的落地原油及含油污泥[5]。油品儲罐在儲存油品時,油品中的少量機械雜質、沙粒、泥土、重金屬鹽類以及石蠟和瀝青質等重油性組分沉積在油罐底部,形成罐底油泥。
中原油田污泥產生主要是一次沉降罐、二次沉降罐、洗井水回收罐的排污。含油污泥本身成分復雜,含有大量的老化原油、蠟質、瀝青質、膠體和固體懸浮物、細菌、鹽類、酸性氣體、腐蝕產物等,污水處理過程中還加入了大量的凝聚劑、緩蝕劑、阻垢劑、殺菌劑等水
處理葯劑[6]。
在3-6年的油罐定期清洗中,罐底含油污泥量約占罐容的1%左右。罐底含油污泥的特點是碳氫化合物(油)含量極高。據調查測試發現,油罐底泥中大約25%為水,5%的無機沉澱物如泥沙,70%左右為碳氫化合物,其中瀝青質佔7.8%,石蠟佔6%,污泥灰分含量4.8%[3]。
1.3 煉油廠污水處理場產生的含油污泥
煉油廠污水處理場的含油污泥主要來源於隔油池底泥、浮選池浮渣、原油罐底泥等,俗稱「三泥」,這些含油污泥組成各異,通常含油率在10%~50%之間,含水率在40%~90%之間,同時伴有一定量的固體。
2.含油污泥的危害
含油污泥體積龐大,若不加以處理直接排放,不但佔用大量耕地,而且對周圍土壤、水體、空氣都將造成污染,伴有惡臭氣體產生,而且對周圍土壤、水體、空氣都將造成污染,伴有惡臭氣體產生,污泥含有大量的病原菌、寄生蟲(卵)、銅、鋅、鉻、汞等重金屬,鹽
類以及多氯聯苯、二惡英、放射性核素等難降解的有毒有害物質。
3.常用污泥的處理方法
含油污泥處理最終的目的是以減量化、資源化、無害化為原則。含油污泥常用的處理方法:溶劑萃取法、焚燒法、生物法、焦化法、含油污泥調剖、含油污泥綜合利用等。
3.1 含油污泥的脫水
含油污泥中的水有以下四種形態:自由水(free water)、間隙水(interstitial water)、附著水(vicinal water)[或表面水surface water]、化學結合水(chemical-bound water)。
常用含油污泥脫水方法及效果見表1[7]。
表1 常用含油污泥的脫水方法及效果

脫水方法
脫水裝置
脫水後含水率%
脫水後狀態

濃縮脫水
重力、氣浮、離
心濃縮
95-97
近似糊狀

自然干化法
自然干化場、曬
沙場
70-80
泥餅狀

機械脫水
真空過濾
真空轉鼓、真空
轉盤
60-80
泥餅狀

壓力過濾
板框壓濾機
45-80
泥餅狀

滾壓過濾
滾壓帶式壓濾機
78-86
泥餅狀

離心過濾
離心機
80~85
泥餅狀

乾燥法
10-40
粉狀、粒狀

焚燒法
0-10
灰狀

3.2 含油污泥的調質
經重力沉降脫水後的黑色粘稠含油污泥濃縮液,一般由水包油(O/W)、油包水(W/O)以及懸浮固體共同組成,屬於多相的膠體體系,組成較為復雜。由於含油污泥顆粒表面吸附同種電荷,相互之間排斥,加之充分乳化,極難脫穩,使得油、水、泥渣分離比較困難。需要加入調質劑,使原油與固體顆粒分離、油滴聚合、原加入的化學葯劑隨固體雜質沉降,實現油、
水、渣三相的完全分離。
李凡修對含油污泥調質-機械脫水處理工藝進行研究,該技術的關鍵在於對調質中所用的絮凝劑[8]、破乳劑、調節劑[9]種類與用量的選定、脫水機械類型的選擇,以及脫水機械運行參數的確定。
據報道Jan Bock, Sanjay R Srivatsa, Aldo Corti等[10]人分別發明了通過含油污泥調質—機械脫水工藝回收油的有關專利技術:通過投加表面活性劑、稀釋劑(葵烷等)、電解質(NaCl溶液),或者破乳劑(陰離子或非離子)、潤濕劑(可增加固體微粒表面和水的親合力)和pH值調節劑等,並輔以加熱減粘(最佳為50℃上)等調質手段,實現水—油—固三相分離。據有關資料,國內的遼寧省盤錦市遼河油田錦州採油廠獲得一項含油污泥調質及回收原油的的專利技術[11]。
3.3 萃取法萃取法是利用「相似相溶」原理,選擇一種合適的有機溶劑作萃取劑,將含油污泥中的
原油回收利用的方法。黃戍生等利用多級分離萃取加一級熱洗方法處理含油污泥[12],處理後污泥可達到農用污泥排放標准,化學葯劑可循環使用。
超臨界流體萃取技術,是一種新興的含油污泥萃取技術,該技術正處於開發階段。它將常溫、常壓下為氣態的物質經過高壓達到液態,並以之作為萃取劑,由於其巨大的溶解能力以及萃取劑易於回收循環使用。常用的超臨界流萃取劑有甲烷、乙烯、乙烷、丙烷、二氧化碳等,這些物質的臨界溫度高、臨界壓力低,而且原料廉價易得,是良好的超臨界萃取劑,且密度小,易於分離[13]。
目前,萃取法處理含油污泥還在試驗開發階段。萃取法的優點是處理含油污泥較徹底,能夠將大部分石油類物質提取回收。但是由於萃取劑價格昂貴,而且在處理過程中有一定的損失,所以萃取法成本高,還沒有實際應用於煉廠含油污泥處理。此項技術發展的關鍵是要開發出性能價格比高的萃取劑。
3.4 焚燒法
經過預先脫水濃縮預處理後的含油污泥,送至焚燒爐進行焚燒,溫度800~850℃,經30min焚燒即可完畢,焚燒後的灰渣需進一步處理。
我國絕大多數煉油廠都建有污泥焚燒裝置,採用焚燒處理最多的廢物是污水處理場含油污泥,像長嶺石油化工廠採用的順流式回轉焚燒爐,燕山石化公司煉油廠採用的流化床焚燒爐,在處理含油污泥方面都取得了良好的效果。目前國內焚燒爐類型主要有:方箱式、固定床式、流化床式、耙式爐或回轉窯等爐型。
焚燒處理法優點是污泥經焚燒後,多種有害物幾乎全部除去,減少了對環境的危害,廢物減容效果好,處理比較安全,缺點是焚燒過程中產生了二次污染,浪費了寶貴資料。
3.5 生物法
含水污泥的生物處理技術主要有即地耕法、堆肥處理法和污泥生物反應器法。主要是利用微生物將含油污泥中的石油烴類降解為無害的土壤成份。據資料報導,地耕法可對土地和地下水產生一定的污染,故在一些發達已經停止使用。
堆肥法是將含油廢棄物與適當的材料相混合並成堆放置,使天然微生物降解石油烴類的過程。堆肥法有四種堆制方法:堤形堆肥法、靜態堆肥法、封閉堆肥法和容器堆肥法。堆肥法是一種有效的生物處理方法,含油污泥中烴類的半衰期約為2周。處理後的含油廢棄物可填埋或施用農田。
生物反應器是一種將含油污泥稀釋於營養介質中使之成為泥漿狀的容器。由於生物反應器能人為地控制充氧、溫度、營養物質等操作條件,烴類物質的生物降解速度較之其他生物處理過程更快。加入馴化過的高效烴類氧化菌,可加快烴類的生物降解。據文獻報道,當固體負荷為5%時,生物降解半衰期為5天。生物反應器法適用於含油污泥,也適用於油污土壤及含油鑽屑,含油廢棄物經處理後,液體部分可排入處置井(坑、池)或另作他用(如回用);固體部分可用施用農田,生物反應器法也可用於石油工業廢棄物的預處理以減少烴類含量,然後進行其他處理。
3.6 焦化法
含油污泥中含有一定數量的礦物油,其組成主要有烷烴、環烷烴、芳香烴、烯烴、膠質及瀝青質等。焦化法處理含油污泥是利用高溫條件下烴類的熱裂解和熱縮合反應產生液相油品、不凝氣和焦碳產品。
趙東風等[14]利用平均含油率為69.46%,含水率為4.71%的含油污泥進行焦化反應,反應時間為60min,反應溫度為490℃,反應壓力為常壓。在此條件下,液相產品的收率為88.23%,產品主要為汽油、柴油和蠟油。
3.7 調剖技術
利用采出水中的含油污泥與地層有良好配伍性,以含油污泥為基本原料,採用化學處理方法,加入適量的添加劑,懸浮其中的固體顆粒、延長懸浮時間、增加註入深度,有效地提高封堵強度,並使油組分分散均勻,形成均一、穩定的乳狀液。由含油污泥配成乳化懸浮液調剖劑,應用於油田注水井調剖,在地層到達一定深度後,受地層水沖釋及地層岩石的吸附作用,乳化懸浮體系分解,其中的泥質吸附膠瀝質和蠟質,並通過它們粘聯聚集形成較大粒徑的「團粒結構」,沉降在大孔道中,使大孔道通徑變小,封堵高滲透層帶,增加了注入水滲流阻力,迫使注入水改變滲流方向,提高了注入水波及體積。通過優化施工工藝,可使含油污泥只封堵住高滲透地帶,而不污染中、低滲透層。處理後的含油污泥作為調剖劑需達到的技術指標為:含油污泥粘度低(≤0.3Pa·s),可泵性好;加入懸浮劑後含油污泥懸浮性能好,沉降時間大於3h。
河南油田在雙河油田437塊Ⅱ4-6層系進行了含油污泥調剖試驗取得了較好的效果[15、16]。勝利油田樁西油田進行含油污泥調剖試驗也取得較好效果[17]。
3.8 其它方法
除了以上含油污泥處理方法外,還有地耕法、含油污泥固化法、化學破乳法、固液分離法[18]土地填埋技術,含油污泥的綜合利用一般是利用含油污泥鋪路、制磚、製作蜂窩煤等。國外還有含油污泥低溫熱解技術,以及採用溶劑和低頻聲波分離油泥的方法[19]等。
4.各種處理方法比較
①簡單處理:含油污泥直接填埋或固化後填埋都具有簡單易行的特點。含油污泥直接填埋是目前多數國內油田採用的主要含油污泥處置方法,但這種既方法浪費了其中的寶貴能源,還有可能導致環境污染。其中,固化後填埋的方法可降低環境危害,但多數不能滿足現行的環保要求。
②物理化學處理:各類物理化學處理方法多以回收原油為目的,因此主要適用於含油量較高的含油污泥,處理過程通常需要加入化學葯劑,需要專門的處理設施,處理過程復雜,成本較高。原油價格居高不下和含油污泥排放徵收較高排污費,使這一方法仍有誘人的前景。該方法的缺點是,油回收不徹底,存在廢水和廢渣二次污染物問題,仍需考慮進一步處理或綜合利用。另外,油田含油污泥產生面廣,多是斷續產生,不同來源的含油污泥性質各異,限制了該處理方法在油田的全面使用和推廣。
③生物處理技術:由於生物處理法具有節約能源、投資少、運行費用低等優點,目前受到國內外環保產業界人士普遍關注和重視。通過生物處理技術實現含油污泥的固液分離和油的去除,剩餘殘渣達到污泥排放標准。優點是不需加入化學葯劑,消耗能源較少,綠色環保,但土地耕作法和堆肥法需大面積土地,生物反應器法仍有廢渣排放,且處理時間長,操作復雜。
④焚燒法:焚燒必須在專門建立的焚燒爐中進行,可比較徹底地消除含油污泥中的有害有機物,如不考慮燃燒熱能的綜合利用,會造成能源浪費。
⑤作燃料:作燃料是利用含油污泥中所含能源的一種綜合利用方式,但不能提取其中的原油,在利用這種方法時應從經濟和環境兩個方面進行綜合考慮。含油污泥幾種主要處理方法優缺點列於表2中。
表2 含油污泥主要處理方法優缺點比較

序號
處理方法
適用范圍
優點
缺點

1
簡單處置
各類含油污泥
簡單易行
污染環境,不能回收原油

2
物理化學處理
含油量在5-10%以上的含油
污泥
回收原油,綜
合利用
需處理裝置,需加入化學葯劑,仍有污水、廢渣排放,處理費用較高

3
生物處理
各類含油污泥
節省能源,無需化學葯劑
處理周期長,不能回收原油

4
焚燒處理 含油量在5-10%以下的含油污泥及含有害有機物的污泥
有害有機物處理徹底,
需焚燒裝置,通常需加入助燃燃料,有廢氣排放,不能回收
原油

5
作燃料、制磚
各類含油污泥
綜合利用,較
易實行
不能回收原油,有廢氣排放

5.結束語
含油污泥主要來源於油田開采、油氣集輸及污水處理場,含油污泥的處理技術也多種多樣,每種方法都有各自的優缺點和適用范圍,但由於含油污泥成份復雜,沒有任何一種處理方法可以處理所有類型的含油污泥,對含油污泥進行分級處理以及對處理方法進行分級是今後研究的主要方向。

⑻ 廣東地區土壤中的石油烴含量

農用地土壤中的石油烴可執行500mg/kg標准值

石油烴污染場地已成為國內外污染場地的關注類型之一。我局塌國採油區主要污染物為石油烴和多環芳烴(PAHs);化工類園區及周備臘指邊土壤的主要污染物為PAHs。為加強對土壤中石油烴類污染物的風仿配險管控,生態環境部已將石油烴類列為土壤中主要污染項目並加以限制。

⑼ 土壤中石油污染物微生態修復原位試驗研究

一、試驗點的選擇

野外試驗的場地選擇在陝西省延安市安塞縣建華寺鄉孟新莊延長採油公司杏2採油場,該井場水電暢通,並且有閑置廠房,屬於延長石油公司杏子川採油區,距安塞縣城30km(圖6-9)。

圖6-9 安塞杏子川杏2採油場位置圖☆為杏2井位置

在試驗過程中,水源是必需之物,一方面試驗土層中要不斷加入水,以便達到試驗要求的最低含水量;另一方面測試樣品時,需要水來稀釋樣品、刷洗器皿等。同時,試驗中需要測試的土壤樣品數龐大,若帶回室內測試,不僅費時費工,而且需要運輸,增加了試驗的錯誤幾率。本次試驗進行了52d,試驗場地需要長期的嚴格管理。

杏2井能滿足上述條件,試驗過程便於管理,省時省力。另外,該井場的採油井正在開采,便於試驗原油的獲取。

二、試驗設計

1.優化菌群制劑的准備

首先將室內培養的菌群進行逐級放大培養,接種量按10%接種培養,降解石油細菌的富集組合培養基:

K2HPO4(1.0g),KH2PO4(1.0g),MgSO4·7H2O(0.5g),NH4NO3(1.0g),可溶性澱粉(10.0g),CaCl2(0.02g),FeCl3(微量),蔗糖(2g),石油(1%~5%),水(1000mL),pH值(7.0)。121℃滅菌30min備用。

將需放大培養的菌液制劑按比例培養足夠量,每次放大培養需要5~8d。最後在要出野外之前將培養好的菌液制劑存放於刷洗干凈的25L大塑料桶,根據需要和可能用的量准備了3大桶,共計75L。在出野外前對大桶菌液進行顯微鏡檢測,看菌群的生長及數量是否豐富。

2.實驗器材

化學試劑:MgSO4·7H2O,NH4NO3,CaCl2,FeCl3,KH2PO4,K2HPO4,KCl,鹽酸、酒石酸鉀鈉、石油醚、三氯甲烷等均為分析純。

實驗用石油為試驗場地下2400m采出的原油。

實驗用玻璃器皿等:150mL,250mL具塞三角瓶,125mL,1000mL磨口細口試劑瓶,50mL,25mL比色管50支一套各一套、橡膠塞、25L塑料桶,等等。

主要儀器:QZD-1型電磁振盪器、KQ218超聲波清洗器、生物恆溫培養箱、高速離心機、高壓蒸汽滅菌器、無菌實驗室、生化培養箱、搖床培養箱、萊卡生物顯微鏡、752N紫外可見光柵分光光度計、pHB-3型pH計、DDB-303A型電導率儀、電熱乾燥箱及各種化學分析用玻璃儀器。

3.測試方法

石油烴含量和NO3含量採用德方提供的超聲波-紫外分光光度法,NH+4含量採用納氏試劑比色法、pH值直接使用pHB-3型pH計,TDS用DDB-303A型電導率儀測得電導率換算得出。

4.試驗小區的整理和基本物理參數的測試

試驗前先對試驗小區進行平整,將表層腐殖質層挖去,然後將分成8個試驗小區:試驗1區、試驗2區、試驗3區、試驗4區、試驗5區、試驗6區、對照區、空白區等。各小區大小為120cm×120cm,各小區相間20cm,試驗設計深度0~15cm,最後至50cm,小區由西向東排列,見試驗區分布示意圖6-10。

各試驗區基本數據的採取:先將試驗區表層人為填土除去以出露原地層土壤,原土壤岩性為黃土土壤,土中含有少量2~10mm的小礫石或小姜石,土壤濕容重為1.821g/cm3;自然含水量為9.18%;pH值為8.4;硝酸鹽含量為55.3mg/kg;銨含量為8.85mg/kg;土壤本底石油含量為1.3~4.6mg/kg。

試驗區土層重量的計算:120cm×120cm×15cm×1.82g/cm3=393120g=393.12kg。

5.試驗步驟

因在試驗階段未能找到合適的石油污染場地,作為試驗研究則選擇了人為添加污染源的試驗方法。原油的施加方法:將當地杏2井采出的原油脫水後,稱取800g,用500mL分析純石油醚稀釋,均勻噴入試驗區,每個試驗區均加入基本相當的石油量。但每個區的石油含量不一定相同,只是大體差不多,以每區測試數據為准。

將均勻噴入原油的各試驗區的試驗土層,經多次翻動使加入的石油均勻混入試驗層中。而後將各試驗區准備好的試驗添加材料逐個加入,1號試區的添加劑為粉碎的鮮茅草。2號試區為雞糞與雞糞土(各50%)。3號試區為谷糠、黍糠。4號試區為麥麩。5號試區除加原油外,接種菌液制劑和營養液。6號試區與5號試區相同,只不過是與1~4號一樣均加蓋農用塑料薄膜用於保溫、保濕、防雨等。對照區僅加入原油,其他不加。空白區不加任何材料,僅作空白監測。上述試區加入添加劑後繼續翻動試驗土層使之土層混合均勻。

圖6-10 陝西安塞杏子川杏2採油場試驗區示意圖

將培養好的菌液制劑,按各試區試驗土層重的3%接種量接入,混合均勻。配製營養液,營養液的主要成分:MgSO4·7H2O,NH4NO3,CaCl2,FeCl3,KH2PO4,K2HPO4。配製比例以培養基成分配比為基準。

在上述准備好的試驗區加入配製好的營養液30L,試驗用水為當地淺層地下水,pH值為8.2,TDS含量為420.5mg/L。再加入約5L的地下水,使試驗區試驗土層含水量大概保持在20%以上(含水量的計算:菌液按3%計為約12kg,營養液30L,5L地下水,原土壤含水量為9.18%,共計含水量約為20.93%)。在試驗區覆蓋塑料薄膜用於保溫、保濕、防雨等。在一定時間間隔取樣,取樣方法是在各區以梅花狀取5個不同點的同一深度土樣,而後充分混合後4分法取樣測試。取樣後翻耕試驗區試驗層使其暴氣充氧,並補充一定水量保證試驗土壤含水量在20%左右。對照區加入與試驗區相同的石油量,其他不加,作為自然降解。空白區不加任何物質作為監控樣品。各區同時取樣測試,測試成分為石油量,pH值,土壤易溶鹽,含水率,NH+4,NO3,等等。並同時監測地表及試驗土壤溫度。試驗期完成後分別對各區試驗層下部分層取樣。

三、試驗區試驗過程及結果

(一)第1試驗區

在上述試驗區准備的基礎上,按試驗區試驗層土壤重1.4%的比例混入剁碎長為1~3cm的鮮茅草,作為添加劑。隨後將試驗區土壤翻耕均勻,按培養基成分比例調控氮、磷、鈣、鎂、硫、鐵等營養元素,用當地地下水控制試驗土層含水量在20%左右。在試驗區覆蓋塑料薄膜用於保溫、保濕、防雨等。一定時間間隔取樣,取樣方法是在該區以梅花狀取5個不同點的同一深度(15cm)土樣,而後充分混合後4分法取樣測試。測試結果見表6-16~6-19,圖6-11。

表6-16 試驗1區與對照、空白區土壤中石油含量隨時間變化測試結果

表6-17 試驗1區土壤pH值,含水率(w)與TDS,NH+4,NO3含量隨時間變化測試結果

表6-18 試驗後1區下部土壤中石油含量,pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量隨深度變化測試結果石油含量TDS含量NH+含量NO

表6-19 試2區土壤中石油含量隨時間變化測試結果

注:石油去除率計算以0~7d的平均石油含量為初始濃度(2318.5mg/kg)計算;第3天的數據代表性差略去。

圖6-11 試1區土壤中石油隨時間的去除率

1.微生態修復土壤中石油的去除率

由表6-16和圖6-11可知:通過野外現場實驗,得出微生態技術在土壤石油污染修復中是具有一定實效性的。試驗區在試驗初期0~7d加入的優化菌液並沒有發揮作用,也就是說室內優化的菌液應用於野外時,經過了一個適應期或是細菌的延滯期(lag phase),本試驗區適應期在7d左右。而後進入增殖期也是對數期(logarithmic phase)。圖6-11顯示在試驗的第11天即適應期後5d去除率為40%以上,試驗至32d時則去除率達80.32%。而對照區土壤的石油含量變化不大(除去兩個異常低值基本在10%以內),說明自然條件下,土壤中石油降解是緩慢的。空白區反映了在沒有加任何物質情況下土壤中的石油含量,但在試驗後期可能是由於試驗區和對照區與空白區相鄰又加之降雨和人為取樣活動污染了該區,造成含量有所增加。

2.土壤pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量分析

環境的pH值對微生物的生命活動有一定影響,它可引起細胞膜電荷的變化以及微生物體內酶的活性改變,從而影響微生物對營養物質的正常吸收。非正常的pH值使環境中營養物質的可利用性和有害物質的毒性改變。每一種微生物的生存都有一定的pH值范圍和最適pH值。大多數細菌的最適pH值為6.5~7.5,放線菌pH值為7.5~8.0,真菌可以在廣泛pH值范圍內生長發育,如pH值在3以下或9以上仍能生長,而最適是在5~6。由表6-17的pH值監測可知,試1區因加入了一定量的磷酸鹽緩沖劑使pH值保持在7.6~8.4之間,大多在8左右,而大部分石油降解菌最適環境為偏鹼性。空白區、對照區pH值在8.1~8.9之間,比試驗區略高一些。但在此pH值范圍內對此次試驗影響不大,試1區加入的磷酸鹽主要是為微生物的生長增加營養元素。

水在微生物降解石油污染物過程中起著重要作用(媒質和氧源),因此,要使試驗區土壤保證微生物生長繁殖的足夠水量,一般保持在20%的含水率左右。在每次取樣後加入約4%左右的水,表6-17數據顯示試驗層土壤含水量保持穩定,這為試驗效果提供了基本保證。空白區為天然變化的含水量,對照區因取樣後人為地翻耕可起到一定的保水作用,含水量略高於空白區,並沒有對土壤石油降解起到明顯促進作用。

營養元素是微生物細胞以及微生物體內生物酶的組成元素。微生物細胞的組成主要元素是C,H,O,N,P等,其中C,H來自有機物如石油污染物;氧來自水和空氣及其他調控的氧源;而氮和磷及S,K,Ca,Mg,Fe等微量元素作為營養物質需要進行補充和調控。因此,我們對試驗區土壤進行了N,P,S,K,Ca,Mg,Fe等元素的補充和調控,並利用當地鮮茅草(剁碎)作為添加劑補充其他生物元素和營養鹽。表6-17為各區易溶鹽,NH+4,NO3含量隨試驗過程的變化,從中可見試驗區於8月21日補充了各種營養元素。隨試驗進行,微生物活動將石油和各類元素利用、降解、轉化,土壤中含量逐漸減少。

3.試驗過程對下層土壤的影響

從測試結果可見(表6-18),試驗1區下部土層石油含量並沒有明顯地增加。與對照和空白區對比還有些降低,說明試驗層土壤中石油沒有向下擴散或是也被降解,氮、磷等易溶鹽營養物質有一小部分隨水而進入下部土層,該結果為今後修復工作中對含水率和易溶營養的要求和添加方法具有特別重要的指導意義。

(二)第2試驗區試驗結果

在上述試驗准備的基礎上,按試2區試驗層土壤重4.3%的比例均勻混入雞糞與雞糞土各50%,作為添加劑。其他條件同試1區,試驗結果見表6-19,圖6-12。

圖6-12 試2區微生態修復土壤中石油隨時間的去除率

1.微生態修復土壤中石油的去除率

通過野外上述實驗,試2區在試驗初期0~7d加入的優化菌液同試1區一樣,也就是說需要有一個適應期,該試驗適應期在7d左右。而後進入增殖期,表6-19顯示在試驗的第11天即適應期後期去除率就達80%以上,此次樣品採集因位置不同使樣品測試結果略高。但在試驗至16d時去除率也達68%以上,當試驗至32d時則去除率達84.3%。

2.試驗土壤pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量分析

試驗區因加入了一定量的磷酸鹽緩沖劑使pH值保持在7.3~8.1,而大部分石油降解菌最適環境為偏鹼性,基本保證了微生物的正常生長。空白區、對照區pH值在8.1~8.9之間,比試驗區高一些,但此pH值范圍對試驗影響不大。

試驗層土壤含水量保持穩定,一般保持在20%左右,在每次取樣後加入約4%的水,調控的含水率促進了細菌的降解,基本保證了試驗效果。空白區為天然變化的含水率,對照區因每次取樣後人為地翻耕可起到一定的保水作用,含水量略高於空白區。

表6-20為各區TDS,NH+4,NO3含量隨試驗過程的變化,反映出隨試驗進程微生物活動將石油和各類元素利用、降解、轉化的過程。

表6-20 試2區土壤pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量隨時間變化測試結果

3.試驗過程對下層土壤的影響

表6-21是試驗完成後對試2區及對照、空白區下部不同深度進行了石油,pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量測試。從測試結果可見試2區試驗層的下部土層石油含量並沒有明顯地增加,與對照和空白區對比相差不多。說明試驗層土壤中石油沒有向下擴散或是也被降解,從pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量也可看出不同於對照區和空白區,也就是說氮、磷等易溶鹽營養物質一部分隨水而進入下部土層,但不影響試驗結果。

表6-21 試驗後各區下部土壤中石油含量,pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量隨深度變化測試結果

(三)第3試驗區

在試驗區准備的基礎上,按試驗層土壤重1.4%的比例均勻混入谷糠、黍糠各50%的混合物,作為添加劑。其他條件同試1區,試驗結果見表6-22,圖6-13。

表6-22 第3試區土壤中石油含量隨時間變化測試結果

注:石油去除率計算以0d的石油含量為初始濃度(1886.0mg/kg)計算。

圖6-13 試3區微生態修復土壤中石油隨時間的去除率

1.微生態修復土壤中石油的去除率

通過野外現場修復試驗,可以認識和了解到地質微生態技術,在土壤石油污染原位修復是有效的。試3區在試驗初期第3天加入的優化菌液已發揮作用,也就是說室內優化的原位土壤中的細菌應用於試3區時,適應期較短,在試3區適應期為1~2d,而後進入增殖期。試驗的第3天即適應期後去除率就達62%以上,但第7天數據出現異常。在試驗至11d時去除率為76%以上,當試驗至21d時則去除率達80.62%,32d時為77.29%,11d後平均去除率為77.22%。試驗結果顯示第11天以後細菌進入穩定期,土壤中石油降解率減慢且相對穩定。

2.土壤pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量分析

表6-23 試3區土壤pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量隨時間變化測試結果

3.試驗過程對下層土壤的影響

表6-24是試驗完成後對試驗各區下部不同深度進行了石油含量,pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量測試,從測試結果可見試驗區試驗層的下部土層石油含量略有增加。與對照和空白區對比增高的量並不是很大,說明試驗層土壤中石油向下有部分的擴散。

表6-24 試驗後試3區與下部土壤中石油含量,pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量隨深度變化測試結果

(四)第4試驗區

在上述試驗區准備的基礎上,按試驗區試驗層土壤重2.5%的比例均勻混入麥麩,作為添加劑。其他條件同試1區,試驗結果見表6-25。

1.微生態修復土壤中石油的去除率

由表6-25,圖6-14可知:試驗區在試驗初期0~7d加入的優化菌液並沒有發揮作用,在試驗的第11天即適應期後5d去除率就達70%以上,試驗至26d時最大去除率達88.11%,但從去除率看數據有些不太穩定,在69.52%~88.11%之間波動。其原因一是土壤石油含量不均,其次細菌作用、營養成分、添加劑的均勻程度等影響了數據的穩定性。但總的來說效果是顯著的,平均去除率可達78.15%。

表6-25 試4區土壤中石油含量隨時間變化測試結果

注:石油去除率計算以3d,7d的試驗區平均石油含量為初始濃度計算;0d的數據可能取樣不均等所至略去。

圖6-14 試4區微生態修復土壤中石油隨時間的去除率

2.土壤pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量分析

試驗區pH值保持在6.6~9.0之間,大多在8以上,造成pH值降為6.6的原因,是添加劑剛剛加入後細菌發酵初期大量產酸造成。隨後細菌的生長產鹼則使環境變為偏鹼性。

試驗層土壤含水量基本保持穩定,一般在20%以上。實驗對氨氮也進行了調控(表6-26)。

表6-26 試4區土壤pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量隨時間變化測試結果

3.試驗過程對下層土壤的影響

從表6-27可見試驗區試驗層的下部土層石油含量增加很少,與對照和空白區對比只是淺層略高,說明試驗層土壤中石油沒有向下擴散或是也被降解。從pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量也可看出有別於對照區和空白區,也就是說氮、磷等易溶鹽營養物質有一小部分隨水而進入下部土層。

表6-27 試驗後試4區下部土壤中石油含量,pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量隨深度變化測試結果

(五)第5試驗區

在試驗區准備的基礎上,將放大培養的菌液按試5區試驗層重量的3%均勻接入試驗區,隨後按培養基成分比例調控氮、磷、鈣、鎂、硫、鐵等營養液均勻加入,用當地地下水調控試驗土層含水量在20%左右。在一定時間間隔取樣,測試結果見表6-28、圖6-15。

表6-28 試5區土壤中石油含量隨時間變化測試結果

注:石油去除率計算以0d,7d的試驗區平均石油含量為初始濃度計算;3d的數據可能取樣不均等所至略去。

1.微生態修復土壤中石油的去除率

試5區的試驗初期0~7d加入的優化菌液也沒有發揮作用,也需要有一個適應期,該適應期也在7d左右,而後進入增殖期。在試驗的第11天即適應期後5d去除率就達84.6%以上,試驗至26d時最大去除率達88.99%,但從去除率看數據有些不太穩定,在64.84%~88.99%之間不等。該試驗區未加添加劑,也未覆蓋塑料薄膜,但去除效果仍較好,且平均去除率可達82.51%,說明調控措施也可行。

圖6-15 試5區微生態修復土壤中石油隨時間的去除率

2.土壤pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量分析

試5區pH值保持在7.7~8.5之間,大多在8以上,造成pH值降為7.7的原因,是剛剛添加磷酸鹽類使其產生緩沖效果造成土壤pH值趨於中性。隨後細菌的生長產鹼和環境的作用則使環境變為偏鹼性。水和氨氮含量調控穩定(表6-29)。

表6-29 試5區土壤pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量隨時間變化測試結果

3.試驗過程對下層土壤的影響

從表6-30可見試5區試驗層的下部土層石油含量有所增加但較少,與對照和空白區對比高,說明試驗層土壤中石油向下有些擴散。從pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量也可看出有別於對照區和空白區,也就是說氮、磷等易溶鹽營養物質也有一小部分隨水而進入下部土層,就其原因是該區在整個試驗過程中未加蓋塑料薄膜,中間幾次降水量較大使污染物及營養物質向下運移。

(六)第6試驗小區試驗結果

在試驗區准備的基礎上,培養的菌液按試6區試驗層土重的3%均勻接入試6區,隨後按培養基成分比例調控氮、磷、鈣、鎂、硫、鐵等營養液均勻加入,用當地地下水調控試驗土層含水量在20%左右。在試驗區覆蓋塑料薄膜用於保溫、保濕、防雨等,在一定時間間隔取樣,樣品測試結果見表6-31,圖6-16。

表6-30 試驗後試5區下部土壤中石油含量,pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量隨深度變化測試結果

1.微生態修復土壤中石油的去除率

試6區適應期也在7d左右,試驗初期0~7d加入的優化菌液也是沒有發揮作用。而後進入增殖期。在試驗的第11天即適應期後5d去除率為90%以上,試驗至32d時則去除率達81.88%,平均去除率為87.21%。

表6-31 試6區土壤中石油含量隨時間變化測試結果

注:石油去除率計算以0d,7d的試驗區平均石油含量為初始濃度計算;3d的數據可能取樣不均等所至略去。

圖6-16 試6區微生態修復土壤中石油隨時間的去除率

2.土壤pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量分析

由表6-32的pH值監測可知,試6區pH值保持在7.6~8.4之間,大多在8以上,造成pH值降為7.6的原因,也是在剛添加磷酸鹽類後使其產生緩沖效果造成土壤pH值趨於中性。隨後細菌的生長產鹼和環境的作用則使環境變為偏鹼性。

表6-32 試6區土壤pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量隨時間變化測試結果

3.試驗過程對下層土壤的影響

從測試結果可見(表6-33)試6區試驗層的下部土層石油含量有所增加但較少,與試5區相比也少一些,因該試區做了覆蓋塑料薄膜,減少了降水的影響,未加添加物也是原因之一。與對照和空白區相比高一些,說明試驗層土壤中石油向下有些擴散。

表6-33 試驗後試6區下部土壤中石油含量,pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量隨深度變化測試結果

(七)對照區、空白區試驗結果

在試驗區准備的基礎上,對照區只加原油,不加任何其他試驗材料,而後翻耕多次使之混合均勻。空白區不加任何其他試驗材料也不翻動。該兩區與其他試區同時在一定時間間隔取樣,取樣方法與試驗區相同:以梅花狀取5個不同點的同一深度土樣(15cm),而後充分混合後4分法取樣測試。測試成分為石油含量,pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量等。試驗期完成後分別對各區試驗層下部分層取樣。取樣結果見表6-34~6-36。

表6-34 對照區土壤中石油含量隨時間變化測試結果單位:mg·kg-1

表6-35 對照、空白區土壤pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量隨時間變化測試結果

表6-36 試驗後對照、空白區下部土壤中石油含量,pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量隨深度變化測試結果

通過野外原位試驗得出在試驗期內,對照區土壤的石油含量變化不大,除去兩個異常低值(基本在10%左右,最大為13.3%)。顯示出在自然條件下短時間內土壤中石油降解是緩慢的,16d,21d的測試數據可能土壤中含量不均所致,也反映了土壤物質成分的不均一性和復雜性。空白區反映了在沒有加任何物質情況下土壤中的石油含量,但在試驗後期因試驗區和對照區與空白區相鄰又加之降雨和人為取樣污染了該區,造成含量有所增加。其他成分的變化基本是在天然條件下隨降水的變化而變的。

四、試驗討論與結論

1.土壤中石油的去除率

從表6-37可見,大部分試驗區在試驗初期0~7d加入的優化菌液並沒有發揮作用,也就是說室內優化的菌液應用於野外時,需要有一個適應期或是細菌的延滯期(lagphase),本次試驗大部分試區的適應期基本在7d左右。而後進入增殖期也是對數期(logarithmic phase),表6-37顯示在試驗的第11天即適應期後去除率就達40%以上。只有試3區的試驗有點區別,該區細菌的適應期較短,為3~4d。從整個試驗過程和測試結果看,試驗效果顯著,但有些數據因采樣位置和土壤不均勻性使測試結果偏低或偏高。但在試驗至16d時去除率也達68%以上,當然每個試區因試驗條件不同結果有些差別。總體來看,每個試區最大去除率均在80%以上。而對照區土壤中的石油含量變化不大,除去兩個異常低值基本在10%左右,表明在自然條件下短時間內土壤中石油降解是緩慢的,16、21d的測試數據可能顯示土壤中含量不均所致,也反映了土壤物質成分的不均一性和復雜性。空白區反映了在沒有加任何物質情況下土壤中的石油含量,但在試驗後期因試驗區和對照區與空白區相鄰又加之降雨和人為取樣污染了該區,造成含量有所增加。

表6-37 杏子川油田杏2採油井場原位微生態修復土壤中石油隨時間的降解率單位:%

2.微生態修復技術的控制因素

微生態修復技術是充分優化利用原位微生物菌群輔以物理和化學方法並與地質環境相結合的,以微觀效應改變宏觀環境的原位修復技術。應用該技術的關鍵是微生物和地質環境的相互結合、相互依存、相互作用和調控。調控因素主要有溫度、水、氧氣、營養元素、地質環境的改善等,用於促進元素的轉化,降解有毒、有害物質,在原位對環境污染的治理與修復。

(1)土壤溫度的調控

溫度是影響微生物生長與存活的重要因素之一,微生物的活動強度、生化作用都與此相關。試驗區優化的微生物菌群大多為中溫微生物(13~45℃),25~38℃為最適生長溫度。通過監測試驗階段地表的最高和最低溫度顯示,空白區是地表的自然最高和最低溫度,該地區地表最高溫度在8月下旬至9月上旬大多為25℃以上,但最低溫度均小於20℃,晝夜溫差大。如何調控溫度,是試驗效果好壞的關鍵。因此,我們在試驗區用農用塑料薄膜進行保溫,進入9月後因氣溫明顯下降夜晚再用草簾覆蓋。從調控效果看試驗區土壤在試驗層15cm深,溫度明顯增加,比空白區增高5~8℃以上,尤其是在9月上旬以前增溫保溫效果顯著。但隨著溫度的下降土壤中石油的去除率也在降低。通過此次試驗及溫度的監測,我們也可得出在該地區開展微生態修復技術的最佳溫度時期應在每年的6月下旬至9月上旬,通過調控可使土壤溫度保持在25℃以上,能保證微生物細菌的活力和繁殖力。

(2)土壤中氧的調控

氧的供應成為微生物細菌降解有機物過程的重要調控因子之一。本次試驗主要從4個方面對土壤氧的供給進行了調控,首先是充分翻耕試驗土壤層並且在每次取樣後均要翻耕試驗層,使其充分與大氣混合。其次是保證試驗土壤具有一定的含水量,使含水量保持在20%左右,獲得水中提供的氧。另外是部分試驗區利用添加物,如鮮草、雞糞、谷糠、麥麩等,該類添加劑不僅廉價易取,並能為土壤補充營養素,而且對試驗層土壤進行了改良,增大了蓬鬆性和通透性,使空氣中的氧容易進入。加入的含氧營養物質K2HPO4,KH2PO4,MgSO4·7H2O,NH4NO3,NO3等不僅增加氮、磷、鎂等,也是氧的來源之一。上述調控措施為微生物降解土壤中的石油提供了充分的氧源,保證了微生物細菌在降解土壤中石油所需要的氧氣。

3.野外原位修復試驗結論

從整個試驗過程和方法上可得出如下主要結論:

1)通過對陝北杏子川黃土區石油開采所造成石油污染土壤,原位微生態修復方法的試驗研究,利用優化原位微生物菌群輔以物理和化學方法與地質環境相結合的微生態技術,進行了試驗區土壤溫度、水、氧氣、營養元素、地質環境因素等的調控,對土壤中石油的降解與修復試驗,試驗結果顯示,土壤中平均石油含量在2000mg/kg以上,經過11~32d原位微生態修復技術的修復,土壤中石油含量去除率可達40%~80%以上,驗證了地質微生態修復技術在杏子川黃土區土壤石油污染修復的有效性、科學性、生態性,探索了推廣應用的可行性。

2)得出在該地區利用微生態修復技術的最佳溫度季節應在每年的6月下旬至9月上旬,通過調控可使土壤溫度保持在25℃以上,能保證微生物細菌的活力和繁殖力溫度需要。

3)驗證了本次試驗調控添加的營養元素和對土壤環境的改善是比較適度的,方法是可行的。

該試驗過程驗證了原位微生態修復技術在野外原位土壤石油污染修復試驗效果是顯著的,方法也是可行的,具有處理方法簡單、費用低、修復效果好、對環境影響小、無二次污染、可原位治理等優點。雖然是試驗研究,用於野外大面積修復還有待完善,但通過不斷努力是可以實現的。它不僅可以在原位有效地修復土壤、包氣帶和阻控地下水的石油污染,而且還可以增加土壤的肥力,改善土壤環境,尚無負面作用,對修復污染的土壤和農作物增產都具有重要意義,也是從根本上修復和治理土壤石油大面積污染的有效方法之一,具有一定的推廣應用作用。

⑽ 地下水中總石油烴含有多少算是標准

截止到目前,相關的標准一直在更新中。

其中地下水質量直接相關的標准有一項——地下水質量標准。目前頒布的最新的GB/T 14848-2017 地下水質量標准中,無總石油烴TPH項,因此無法直接引用。

目前的通用做法是參考下列標准:

① GB 3838—2002 地表水環境質量標准中,有石油類標准值(分為1到5五類,分別為0.05、0.05、0.05、0.5、1.0 ,單位:mg/L);

  • I 類 主要適用於源頭水、國家自然保護區;

  • Ⅱ類 主要適用於集中式生活飲用水地表水源地一級保護區、珍稀水生生物棲息地、魚蝦類

  • 產卵場、仔稚幼魚的索餌場等;

  • Ⅲ類 主要適用於集中式生活飲用水地表水源地二級保護區、魚蝦類越冬場、洄遊通道、水

  • 產養殖區等漁業水域及游泳區;

  • Ⅳ類 主要適用於一般工業用水區及人體非直接接觸的娛樂用水區;

  • Ⅴ類 主要適用於農業用水區及一般景觀要求水域。

② GB5749-2006 生活飲用水衛生標准中,有石油類標准限值為0.3mg/L。

在工業場地的地下水評價中,一般採用保守演算法,按照生活飲用水石油烴標准限值0.3mg/L來評價。

參考:

GB/T 14848-2017 地下水質量標准;

GB 3838—2002 地表水環境質量標准;

GB5749-2006 生活飲用水衛生標准。