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土壤石油一般多少

发布时间: 2023-01-16 20:33:58

① 一般土壤中石油类含量

石油化工区的没做过,但是今天做了一个农田的土壤样品。含量大概是12mg/kg

② 土壤中石油污染物微生态修复原位试验研究

一、试验点的选择

野外试验的场地选择在陕西省延安市安塞县建华寺乡孟新庄延长采油公司杏2采油场,该井场水电畅通,并且有闲置厂房,属于延长石油公司杏子川采油区,距安塞县城30km(图6-9)。

图6-9 安塞杏子川杏2采油场位置图☆为杏2井位置

在试验过程中,水源是必需之物,一方面试验土层中要不断加入水,以便达到试验要求的最低含水量;另一方面测试样品时,需要水来稀释样品、刷洗器皿等。同时,试验中需要测试的土壤样品数庞大,若带回室内测试,不仅费时费工,而且需要运输,增加了试验的错误几率。本次试验进行了52d,试验场地需要长期的严格管理。

杏2井能满足上述条件,试验过程便于管理,省时省力。另外,该井场的采油井正在开采,便于试验原油的获取。

二、试验设计

1.优化菌群制剂的准备

首先将室内培养的菌群进行逐级放大培养,接种量按10%接种培养,降解石油细菌的富集组合培养基:

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

将需放大培养的菌液制剂按比例培养足够量,每次放大培养需要5~8d。最后在要出野外之前将培养好的菌液制剂存放于刷洗干净的25L大塑料桶,根据需要和可能用的量准备了3大桶,共计75L。在出野外前对大桶菌液进行显微镜检测,看菌群的生长及数量是否丰富。

2.实验器材

化学试剂:MgSO4·7H2O,NH4NO3,CaCl2,FeCl3,KH2PO4,K2HPO4,KCl,盐酸、酒石酸钾钠、石油醚、三氯甲烷等均为分析纯。

实验用石油为试验场地下2400m采出的原油。

实验用玻璃器皿等:150mL,250mL具塞三角瓶,125mL,1000mL磨口细口试剂瓶,50mL,25mL比色管50支一套各一套、橡胶塞、25L塑料桶,等等。

主要仪器:QZD-1型电磁振荡器、KQ218超声波清洗器、生物恒温培养箱、高速离心机、高压蒸汽灭菌器、无菌实验室、生化培养箱、摇床培养箱、莱卡生物显微镜、752N紫外可见光栅分光光度计、pHB-3型pH计、DDB-303A型电导率仪、电热干燥箱及各种化学分析用玻璃仪器。

3.测试方法

石油烃含量和NO3含量采用德方提供的超声波-紫外分光光度法,NH+4含量采用纳氏试剂比色法、pH值直接使用pHB-3型pH计,TDS用DDB-303A型电导率仪测得电导率换算得出。

4.试验小区的整理和基本物理参数的测试

试验前先对试验小区进行平整,将表层腐殖质层挖去,然后将分成8个试验小区:试验1区、试验2区、试验3区、试验4区、试验5区、试验6区、对照区、空白区等。各小区大小为120cm×120cm,各小区相间20cm,试验设计深度0~15cm,最后至50cm,小区由西向东排列,见试验区分布示意图6-10。

各试验区基本数据的采取:先将试验区表层人为填土除去以出露原地层土壤,原土壤岩性为黄土土壤,土中含有少量2~10mm的小砾石或小姜石,土壤湿容重为1.821g/cm3;自然含水量为9.18%;pH值为8.4;硝酸盐含量为55.3mg/kg;铵含量为8.85mg/kg;土壤本底石油含量为1.3~4.6mg/kg。

试验区土层重量的计算:120cm×120cm×15cm×1.82g/cm3=393120g=393.12kg。

5.试验步骤

因在试验阶段未能找到合适的石油污染场地,作为试验研究则选择了人为添加污染源的试验方法。原油的施加方法:将当地杏2井采出的原油脱水后,称取800g,用500mL分析纯石油醚稀释,均匀喷入试验区,每个试验区均加入基本相当的石油量。但每个区的石油含量不一定相同,只是大体差不多,以每区测试数据为准。

将均匀喷入原油的各试验区的试验土层,经多次翻动使加入的石油均匀混入试验层中。而后将各试验区准备好的试验添加材料逐个加入,1号试区的添加剂为粉碎的鲜茅草。2号试区为鸡粪与鸡粪土(各50%)。3号试区为谷糠、黍糠。4号试区为麦麸。5号试区除加原油外,接种菌液制剂和营养液。6号试区与5号试区相同,只不过是与1~4号一样均加盖农用塑料薄膜用于保温、保湿、防雨等。对照区仅加入原油,其他不加。空白区不加任何材料,仅作空白监测。上述试区加入添加剂后继续翻动试验土层使之土层混合均匀。

图6-10 陕西安塞杏子川杏2采油场试验区示意图

将培养好的菌液制剂,按各试区试验土层重的3%接种量接入,混合均匀。配制营养液,营养液的主要成分:MgSO4·7H2O,NH4NO3,CaCl2,FeCl3,KH2PO4,K2HPO4。配制比例以培养基成分配比为基准。

在上述准备好的试验区加入配制好的营养液30L,试验用水为当地浅层地下水,pH值为8.2,TDS含量为420.5mg/L。再加入约5L的地下水,使试验区试验土层含水量大概保持在20%以上(含水量的计算:菌液按3%计为约12kg,营养液30L,5L地下水,原土壤含水量为9.18%,共计含水量约为20.93%)。在试验区覆盖塑料薄膜用于保温、保湿、防雨等。在一定时间间隔取样,取样方法是在各区以梅花状取5个不同点的同一深度土样,而后充分混合后4分法取样测试。取样后翻耕试验区试验层使其暴气充氧,并补充一定水量保证试验土壤含水量在20%左右。对照区加入与试验区相同的石油量,其他不加,作为自然降解。空白区不加任何物质作为监控样品。各区同时取样测试,测试成分为石油量,pH值,土壤易溶盐,含水率,NH+4,NO3,等等。并同时监测地表及试验土壤温度。试验期完成后分别对各区试验层下部分层取样。

三、试验区试验过程及结果

(一)第1试验区

在上述试验区准备的基础上,按试验区试验层土壤重1.4%的比例混入剁碎长为1~3cm的鲜茅草,作为添加剂。随后将试验区土壤翻耕均匀,按培养基成分比例调控氮、磷、钙、镁、硫、铁等营养元素,用当地地下水控制试验土层含水量在20%左右。在试验区覆盖塑料薄膜用于保温、保湿、防雨等。一定时间间隔取样,取样方法是在该区以梅花状取5个不同点的同一深度(15cm)土样,而后充分混合后4分法取样测试。测试结果见表6-16~6-19,图6-11。

表6-16 试验1区与对照、空白区土壤中石油含量随时间变化测试结果

表6-17 试验1区土壤pH值,含水率(w)与TDS,NH+4,NO3含量随时间变化测试结果

表6-18 试验后1区下部土壤中石油含量,pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量随深度变化测试结果石油含量TDS含量NH+含量NO

表6-19 试2区土壤中石油含量随时间变化测试结果

注:石油去除率计算以0~7d的平均石油含量为初始浓度(2318.5mg/kg)计算;第3天的数据代表性差略去。

图6-11 试1区土壤中石油随时间的去除率

1.微生态修复土壤中石油的去除率

由表6-16和图6-11可知:通过野外现场实验,得出微生态技术在土壤石油污染修复中是具有一定实效性的。试验区在试验初期0~7d加入的优化菌液并没有发挥作用,也就是说室内优化的菌液应用于野外时,经过了一个适应期或是细菌的延滞期(lag phase),本试验区适应期在7d左右。而后进入增殖期也是对数期(logarithmic phase)。图6-11显示在试验的第11天即适应期后5d去除率为40%以上,试验至32d时则去除率达80.32%。而对照区土壤的石油含量变化不大(除去两个异常低值基本在10%以内),说明自然条件下,土壤中石油降解是缓慢的。空白区反映了在没有加任何物质情况下土壤中的石油含量,但在试验后期可能是由于试验区和对照区与空白区相邻又加之降雨和人为取样活动污染了该区,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

环境的pH值对微生物的生命活动有一定影响,它可引起细胞膜电荷的变化以及微生物体内酶的活性改变,从而影响微生物对营养物质的正常吸收。非正常的pH值使环境中营养物质的可利用性和有害物质的毒性改变。每一种微生物的生存都有一定的pH值范围和最适pH值。大多数细菌的最适pH值为6.5~7.5,放线菌pH值为7.5~8.0,真菌可以在广泛pH值范围内生长发育,如pH值在3以下或9以上仍能生长,而最适是在5~6。由表6-17的pH值监测可知,试1区因加入了一定量的磷酸盐缓冲剂使pH值保持在7.6~8.4之间,大多在8左右,而大部分石油降解菌最适环境为偏碱性。空白区、对照区pH值在8.1~8.9之间,比试验区略高一些。但在此pH值范围内对此次试验影响不大,试1区加入的磷酸盐主要是为微生物的生长增加营养元素。

水在微生物降解石油污染物过程中起着重要作用(媒质和氧源),因此,要使试验区土壤保证微生物生长繁殖的足够水量,一般保持在20%的含水率左右。在每次取样后加入约4%左右的水,表6-17数据显示试验层土壤含水量保持稳定,这为试验效果提供了基本保证。空白区为天然变化的含水量,对照区因取样后人为地翻耕可起到一定的保水作用,含水量略高于空白区,并没有对土壤石油降解起到明显促进作用。

营养元素是微生物细胞以及微生物体内生物酶的组成元素。微生物细胞的组成主要元素是C,H,O,N,P等,其中C,H来自有机物如石油污染物;氧来自水和空气及其他调控的氧源;而氮和磷及S,K,Ca,Mg,Fe等微量元素作为营养物质需要进行补充和调控。因此,我们对试验区土壤进行了N,P,S,K,Ca,Mg,Fe等元素的补充和调控,并利用当地鲜茅草(剁碎)作为添加剂补充其他生物元素和营养盐。表6-17为各区易溶盐,NH+4,NO3含量随试验过程的变化,从中可见试验区于8月21日补充了各种营养元素。随试验进行,微生物活动将石油和各类元素利用、降解、转化,土壤中含量逐渐减少。

3.试验过程对下层土壤的影响

从测试结果可见(表6-18),试验1区下部土层石油含量并没有明显地增加。与对照和空白区对比还有些降低,说明试验层土壤中石油没有向下扩散或是也被降解,氮、磷等易溶盐营养物质有一小部分随水而进入下部土层,该结果为今后修复工作中对含水率和易溶营养的要求和添加方法具有特别重要的指导意义。

(二)第2试验区试验结果

在上述试验准备的基础上,按试2区试验层土壤重4.3%的比例均匀混入鸡粪与鸡粪土各50%,作为添加剂。其他条件同试1区,试验结果见表6-19,图6-12。

图6-12 试2区微生态修复土壤中石油随时间的去除率

1.微生态修复土壤中石油的去除率

通过野外上述实验,试2区在试验初期0~7d加入的优化菌液同试1区一样,也就是说需要有一个适应期,该试验适应期在7d左右。而后进入增殖期,表6-19显示在试验的第11天即适应期后期去除率就达80%以上,此次样品采集因位置不同使样品测试结果略高。但在试验至16d时去除率也达68%以上,当试验至32d时则去除率达84.3%。

2.试验土壤pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量分析

试验区因加入了一定量的磷酸盐缓冲剂使pH值保持在7.3~8.1,而大部分石油降解菌最适环境为偏碱性,基本保证了微生物的正常生长。空白区、对照区pH值在8.1~8.9之间,比试验区高一些,但此pH值范围对试验影响不大。

试验层土壤含水量保持稳定,一般保持在20%左右,在每次取样后加入约4%的水,调控的含水率促进了细菌的降解,基本保证了试验效果。空白区为天然变化的含水率,对照区因每次取样后人为地翻耕可起到一定的保水作用,含水量略高于空白区。

表6-20为各区TDS,NH+4,NO3含量随试验过程的变化,反映出随试验进程微生物活动将石油和各类元素利用、降解、转化的过程。

表6-20 试2区土壤pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量随时间变化测试结果

3.试验过程对下层土壤的影响

表6-21是试验完成后对试2区及对照、空白区下部不同深度进行了石油,pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量测试。从测试结果可见试2区试验层的下部土层石油含量并没有明显地增加,与对照和空白区对比相差不多。说明试验层土壤中石油没有向下扩散或是也被降解,从pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量也可看出不同于对照区和空白区,也就是说氮、磷等易溶盐营养物质一部分随水而进入下部土层,但不影响试验结果。

表6-21 试验后各区下部土壤中石油含量,pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量随深度变化测试结果

(三)第3试验区

在试验区准备的基础上,按试验层土壤重1.4%的比例均匀混入谷糠、黍糠各50%的混合物,作为添加剂。其他条件同试1区,试验结果见表6-22,图6-13。

表6-22 第3试区土壤中石油含量随时间变化测试结果

注:石油去除率计算以0d的石油含量为初始浓度(1886.0mg/kg)计算。

图6-13 试3区微生态修复土壤中石油随时间的去除率

1.微生态修复土壤中石油的去除率

通过野外现场修复试验,可以认识和了解到地质微生态技术,在土壤石油污染原位修复是有效的。试3区在试验初期第3天加入的优化菌液已发挥作用,也就是说室内优化的原位土壤中的细菌应用于试3区时,适应期较短,在试3区适应期为1~2d,而后进入增殖期。试验的第3天即适应期后去除率就达62%以上,但第7天数据出现异常。在试验至11d时去除率为76%以上,当试验至21d时则去除率达80.62%,32d时为77.29%,11d后平均去除率为77.22%。试验结果显示第11天以后细菌进入稳定期,土壤中石油降解率减慢且相对稳定。

2.土壤pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量分析

表6-23 试3区土壤pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量随时间变化测试结果

3.试验过程对下层土壤的影响

表6-24是试验完成后对试验各区下部不同深度进行了石油含量,pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量测试,从测试结果可见试验区试验层的下部土层石油含量略有增加。与对照和空白区对比增高的量并不是很大,说明试验层土壤中石油向下有部分的扩散。

表6-24 试验后试3区与下部土壤中石油含量,pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量随深度变化测试结果

(四)第4试验区

在上述试验区准备的基础上,按试验区试验层土壤重2.5%的比例均匀混入麦麸,作为添加剂。其他条件同试1区,试验结果见表6-25。

1.微生态修复土壤中石油的去除率

由表6-25,图6-14可知:试验区在试验初期0~7d加入的优化菌液并没有发挥作用,在试验的第11天即适应期后5d去除率就达70%以上,试验至26d时最大去除率达88.11%,但从去除率看数据有些不太稳定,在69.52%~88.11%之间波动。其原因一是土壤石油含量不均,其次细菌作用、营养成分、添加剂的均匀程度等影响了数据的稳定性。但总的来说效果是显着的,平均去除率可达78.15%。

表6-25 试4区土壤中石油含量随时间变化测试结果

注:石油去除率计算以3d,7d的试验区平均石油含量为初始浓度计算;0d的数据可能取样不均等所至略去。

图6-14 试4区微生态修复土壤中石油随时间的去除率

2.土壤pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量分析

试验区pH值保持在6.6~9.0之间,大多在8以上,造成pH值降为6.6的原因,是添加剂刚刚加入后细菌发酵初期大量产酸造成。随后细菌的生长产碱则使环境变为偏碱性。

试验层土壤含水量基本保持稳定,一般在20%以上。实验对氨氮也进行了调控(表6-26)。

表6-26 试4区土壤pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量随时间变化测试结果

3.试验过程对下层土壤的影响

从表6-27可见试验区试验层的下部土层石油含量增加很少,与对照和空白区对比只是浅层略高,说明试验层土壤中石油没有向下扩散或是也被降解。从pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量也可看出有别于对照区和空白区,也就是说氮、磷等易溶盐营养物质有一小部分随水而进入下部土层。

表6-27 试验后试4区下部土壤中石油含量,pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量随深度变化测试结果

(五)第5试验区

在试验区准备的基础上,将放大培养的菌液按试5区试验层重量的3%均匀接入试验区,随后按培养基成分比例调控氮、磷、钙、镁、硫、铁等营养液均匀加入,用当地地下水调控试验土层含水量在20%左右。在一定时间间隔取样,测试结果见表6-28、图6-15。

表6-28 试5区土壤中石油含量随时间变化测试结果

注:石油去除率计算以0d,7d的试验区平均石油含量为初始浓度计算;3d的数据可能取样不均等所至略去。

1.微生态修复土壤中石油的去除率

试5区的试验初期0~7d加入的优化菌液也没有发挥作用,也需要有一个适应期,该适应期也在7d左右,而后进入增殖期。在试验的第11天即适应期后5d去除率就达84.6%以上,试验至26d时最大去除率达88.99%,但从去除率看数据有些不太稳定,在64.84%~88.99%之间不等。该试验区未加添加剂,也未覆盖塑料薄膜,但去除效果仍较好,且平均去除率可达82.51%,说明调控措施也可行。

图6-15 试5区微生态修复土壤中石油随时间的去除率

2.土壤pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量分析

试5区pH值保持在7.7~8.5之间,大多在8以上,造成pH值降为7.7的原因,是刚刚添加磷酸盐类使其产生缓冲效果造成土壤pH值趋于中性。随后细菌的生长产碱和环境的作用则使环境变为偏碱性。水和氨氮含量调控稳定(表6-29)。

表6-29 试5区土壤pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量随时间变化测试结果

3.试验过程对下层土壤的影响

从表6-30可见试5区试验层的下部土层石油含量有所增加但较少,与对照和空白区对比高,说明试验层土壤中石油向下有些扩散。从pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量也可看出有别于对照区和空白区,也就是说氮、磷等易溶盐营养物质也有一小部分随水而进入下部土层,就其原因是该区在整个试验过程中未加盖塑料薄膜,中间几次降水量较大使污染物及营养物质向下运移。

(六)第6试验小区试验结果

在试验区准备的基础上,培养的菌液按试6区试验层土重的3%均匀接入试6区,随后按培养基成分比例调控氮、磷、钙、镁、硫、铁等营养液均匀加入,用当地地下水调控试验土层含水量在20%左右。在试验区覆盖塑料薄膜用于保温、保湿、防雨等,在一定时间间隔取样,样品测试结果见表6-31,图6-16。

表6-30 试验后试5区下部土壤中石油含量,pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量随深度变化测试结果

1.微生态修复土壤中石油的去除率

试6区适应期也在7d左右,试验初期0~7d加入的优化菌液也是没有发挥作用。而后进入增殖期。在试验的第11天即适应期后5d去除率为90%以上,试验至32d时则去除率达81.88%,平均去除率为87.21%。

表6-31 试6区土壤中石油含量随时间变化测试结果

注:石油去除率计算以0d,7d的试验区平均石油含量为初始浓度计算;3d的数据可能取样不均等所至略去。

图6-16 试6区微生态修复土壤中石油随时间的去除率

2.土壤pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量分析

由表6-32的pH值监测可知,试6区pH值保持在7.6~8.4之间,大多在8以上,造成pH值降为7.6的原因,也是在刚添加磷酸盐类后使其产生缓冲效果造成土壤pH值趋于中性。随后细菌的生长产碱和环境的作用则使环境变为偏碱性。

表6-32 试6区土壤pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量随时间变化测试结果

3.试验过程对下层土壤的影响

从测试结果可见(表6-33)试6区试验层的下部土层石油含量有所增加但较少,与试5区相比也少一些,因该试区做了覆盖塑料薄膜,减少了降水的影响,未加添加物也是原因之一。与对照和空白区相比高一些,说明试验层土壤中石油向下有些扩散。

表6-33 试验后试6区下部土壤中石油含量,pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量随深度变化测试结果

(七)对照区、空白区试验结果

在试验区准备的基础上,对照区只加原油,不加任何其他试验材料,而后翻耕多次使之混合均匀。空白区不加任何其他试验材料也不翻动。该两区与其他试区同时在一定时间间隔取样,取样方法与试验区相同:以梅花状取5个不同点的同一深度土样(15cm),而后充分混合后4分法取样测试。测试成分为石油含量,pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量等。试验期完成后分别对各区试验层下部分层取样。取样结果见表6-34~6-36。

表6-34 对照区土壤中石油含量随时间变化测试结果单位:mg·kg-1

表6-35 对照、空白区土壤pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量随时间变化测试结果

表6-36 试验后对照、空白区下部土壤中石油含量,pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO3含量随深度变化测试结果

通过野外原位试验得出在试验期内,对照区土壤的石油含量变化不大,除去两个异常低值(基本在10%左右,最大为13.3%)。显示出在自然条件下短时间内土壤中石油降解是缓慢的,16d,21d的测试数据可能土壤中含量不均所致,也反映了土壤物质成分的不均一性和复杂性。空白区反映了在没有加任何物质情况下土壤中的石油含量,但在试验后期因试验区和对照区与空白区相邻又加之降雨和人为取样污染了该区,造成含量有所增加。其他成分的变化基本是在天然条件下随降水的变化而变的。

四、试验讨论与结论

1.土壤中石油的去除率

从表6-37可见,大部分试验区在试验初期0~7d加入的优化菌液并没有发挥作用,也就是说室内优化的菌液应用于野外时,需要有一个适应期或是细菌的延滞期(lagphase),本次试验大部分试区的适应期基本在7d左右。而后进入增殖期也是对数期(logarithmic phase),表6-37显示在试验的第11天即适应期后去除率就达40%以上。只有试3区的试验有点区别,该区细菌的适应期较短,为3~4d。从整个试验过程和测试结果看,试验效果显着,但有些数据因采样位置和土壤不均匀性使测试结果偏低或偏高。但在试验至16d时去除率也达68%以上,当然每个试区因试验条件不同结果有些差别。总体来看,每个试区最大去除率均在80%以上。而对照区土壤中的石油含量变化不大,除去两个异常低值基本在10%左右,表明在自然条件下短时间内土壤中石油降解是缓慢的,16、21d的测试数据可能显示土壤中含量不均所致,也反映了土壤物质成分的不均一性和复杂性。空白区反映了在没有加任何物质情况下土壤中的石油含量,但在试验后期因试验区和对照区与空白区相邻又加之降雨和人为取样污染了该区,造成含量有所增加。

表6-37 杏子川油田杏2采油井场原位微生态修复土壤中石油随时间的降解率单位:%

2.微生态修复技术的控制因素

微生态修复技术是充分优化利用原位微生物菌群辅以物理和化学方法并与地质环境相结合的,以微观效应改变宏观环境的原位修复技术。应用该技术的关键是微生物和地质环境的相互结合、相互依存、相互作用和调控。调控因素主要有温度、水、氧气、营养元素、地质环境的改善等,用于促进元素的转化,降解有毒、有害物质,在原位对环境污染的治理与修复。

(1)土壤温度的调控

温度是影响微生物生长与存活的重要因素之一,微生物的活动强度、生化作用都与此相关。试验区优化的微生物菌群大多为中温微生物(13~45℃),25~38℃为最适生长温度。通过监测试验阶段地表的最高和最低温度显示,空白区是地表的自然最高和最低温度,该地区地表最高温度在8月下旬至9月上旬大多为25℃以上,但最低温度均小于20℃,昼夜温差大。如何调控温度,是试验效果好坏的关键。因此,我们在试验区用农用塑料薄膜进行保温,进入9月后因气温明显下降夜晚再用草帘覆盖。从调控效果看试验区土壤在试验层15cm深,温度明显增加,比空白区增高5~8℃以上,尤其是在9月上旬以前增温保温效果显着。但随着温度的下降土壤中石油的去除率也在降低。通过此次试验及温度的监测,我们也可得出在该地区开展微生态修复技术的最佳温度时期应在每年的6月下旬至9月上旬,通过调控可使土壤温度保持在25℃以上,能保证微生物细菌的活力和繁殖力。

(2)土壤中氧的调控

氧的供应成为微生物细菌降解有机物过程的重要调控因子之一。本次试验主要从4个方面对土壤氧的供给进行了调控,首先是充分翻耕试验土壤层并且在每次取样后均要翻耕试验层,使其充分与大气混合。其次是保证试验土壤具有一定的含水量,使含水量保持在20%左右,获得水中提供的氧。另外是部分试验区利用添加物,如鲜草、鸡粪、谷糠、麦麸等,该类添加剂不仅廉价易取,并能为土壤补充营养素,而且对试验层土壤进行了改良,增大了蓬松性和通透性,使空气中的氧容易进入。加入的含氧营养物质K2HPO4,KH2PO4,MgSO4·7H2O,NH4NO3,NO3等不仅增加氮、磷、镁等,也是氧的来源之一。上述调控措施为微生物降解土壤中的石油提供了充分的氧源,保证了微生物细菌在降解土壤中石油所需要的氧气。

3.野外原位修复试验结论

从整个试验过程和方法上可得出如下主要结论:

1)通过对陕北杏子川黄土区石油开采所造成石油污染土壤,原位微生态修复方法的试验研究,利用优化原位微生物菌群辅以物理和化学方法与地质环境相结合的微生态技术,进行了试验区土壤温度、水、氧气、营养元素、地质环境因素等的调控,对土壤中石油的降解与修复试验,试验结果显示,土壤中平均石油含量在2000mg/kg以上,经过11~32d原位微生态修复技术的修复,土壤中石油含量去除率可达40%~80%以上,验证了地质微生态修复技术在杏子川黄土区土壤石油污染修复的有效性、科学性、生态性,探索了推广应用的可行性。

2)得出在该地区利用微生态修复技术的最佳温度季节应在每年的6月下旬至9月上旬,通过调控可使土壤温度保持在25℃以上,能保证微生物细菌的活力和繁殖力温度需要。

3)验证了本次试验调控添加的营养元素和对土壤环境的改善是比较适度的,方法是可行的。

该试验过程验证了原位微生态修复技术在野外原位土壤石油污染修复试验效果是显着的,方法也是可行的,具有处理方法简单、费用低、修复效果好、对环境影响小、无二次污染、可原位治理等优点。虽然是试验研究,用于野外大面积修复还有待完善,但通过不断努力是可以实现的。它不仅可以在原位有效地修复土壤、包气带和阻控地下水的石油污染,而且还可以增加土壤的肥力,改善土壤环境,尚无负面作用,对修复污染的土壤和农作物增产都具有重要意义,也是从根本上修复和治理土壤石油大面积污染的有效方法之一,具有一定的推广应用作用。

③ 石油及其化学物质造成土壤污染

石油开采、炼制、运输、储存以及使用过程中引起的原油落地和各种泄漏、渗漏进入土壤和水体的原油及其制品,引起的污染受到全球性关注。

当前每年世界石油产量约30×108 t,长期以来对海洋污染的严重性引人注目,但很少论及石油对土壤和地下水的污染。其实除采油造成的土壤污染之外,当今世界各地加油站林立,地下储油设施比比皆是,很多地下储油罐是二三十年前建造的,已超过预期使用寿命,因锈蚀而导致渗漏,使之缓慢渗入土壤,石油巨头壳牌石油公司,1993年曾调查设在英国的1100个加油站,发现其中1/3渗漏严重,已对土壤和地下水造成污染;20世纪90年代的美国环保局对21万个加油站进行调查,发现其中40%有渗漏现象;1998年再次调查,发现10万个加油站存在渗漏现象,其中1.8万个已对地下水造成污染。在哈萨克斯坦的塞米巴拉舍斯克一座军用机场下面蓄水层里由渗漏汇集了6460 t煤油,严重威胁着本地区的供水。我国的加油站建设较晚,但渗漏报道仍然常见。北京的安家楼和六里桥加油站渗漏已造成污染水源。此外使用过程的渗漏也是不可忽视的环节。原苏联在匈牙利驻军营地根据地球物理探测结果证明石油严重污染地下水和土壤。

与石油相关的化工产品近10万种,如苯、甲苯、氯乙烯、三氯乙醛,已构成美国土壤及地下水最常见的污染物。

石油产品与化学制剂渗入土壤之后,常与细菌作用发生转化,如柴油(C12-C18)的高分子重烃与细菌作用向轻烃转化,变得易挥发。三氯乙醛与土壤细菌作用三五天后转化为三氯乙酸是一种脂肪酸,易溶于水,通过根部进入植物体内,使植物枯萎。

④ 目前我国每年有多少石油进入土壤环境

一、水资源
中国人均水资源只相当于世界人均水资源占有量的1/4,居世界第88位。近二十年以来,由于经济社会的高速发展,气候持续干旱,污染日益严重,水资源的供需茅盾十分突出,已成为制约经济和社会发展的重要因素。
1. 中国水资源特点
(1)水资源总量多,但人均和单位耕地占有量少
中国陆地多年平均降水总量约61990亿立方米,河川年平均径流量约27000亿立方米,地下水资源量约8700亿立方米,扣除河川径流量和浅层地下水量统计中的重复计算量7700亿立方米,则淡水资源总量约28000亿立方米,居世界第六位,但我国人口多,年人均量只有2545 m3,只相当于世界人均量的1/4,美国的1/5,加拿大的1/50,居世界第88位,可见我国是个贫水国家。除去洪水期间放掉的径流量和边远地区不便大量开发利用的水资源外,实际能够发挥作用的水资源量也就在10000亿立方米左右。我国600多座城市中,有400多座供水不足,其中100多个城市严重缺水,年缺水量约60亿立方米;农村有3.6亿人口喝不上符合卫生标准的水,成为健康问题,北方和西北农村有5000多万人和3000多万头牲畜得不到饮水保障,受干旱影响的耕地面积约占总耕地面积的五分之一,由于缺水得不到有效灌溉,每年造成粮食严重减产50亿公斤以上。
(2)水资源的时间分布不平衡,年内和年际间变化大
中国的降水受季风影响,降水量和径流量在一年内分配不均,年际变化很大。中国大部分地区冬季干旱少雪,夏季湿润多雨,每年汛期的降水量和径流量占全年的60%~80%,易形成江河的汛期洪水和严重枯水。降水量的年际剧烈变化,造成江河湖泊的特大洪水和连续枯水年的现象。例如:黄河在近70年中曾出现过连续11年(1922~1932)的少水期,和连续9年(1943~1951)的丰水期。降水量和径流量在时间上的剧烈变化,给水资源的开发利用带来极大困难,造成枯水期无水可用,丰水期有水难用,使可用水资源的数量远远低于全国陆地水资源总量。
(3)水资源的空间分布不均匀,水土资源组合不平衡
中国水资源的分布是南方多、北方少,东部多、西部少。包括长江在内的南方水系的流域面积占全国国土面积的36.5%,人口约占全国的55%,但其水资源却占全国水资源的81%;而长江以北水系的流域面积占全国国土面积的63.5%,人口约占全国的44%,其水资源量却只占全国的19%,其中,西北内陆地区面积占全国国土面积的35.3%,其水资源量仅占全国的4.6%。水资源分布的严重失衡,不仅加剧我国水资源供需的矛盾,而且还导致我国北方地区易沙漠化、干旱,南方地区易形成洪涝灾害。
(4)水污染的蔓延,极大地减少了水资源的可用量
大量工业废水和农业污水排入水体,降低了水资源的利用价值,减少了可以利用的水源。据统计,全国有1/3以上的河段受污染,90%以上城市水域污染严重,近50%的重点城镇水源地不符合饮用水标准。在本来水资源丰富的许多南方城市中,因水污染所导致的缺水量占这些城市总缺水量的60%~70%。而水资源使用过程中的浪费现象更加剧了淡水的供求矛盾。落后的灌溉方式和生产工艺,以及城市供水管道的跑、冒、滴、漏是造成水资源浪费的另一主要原因。
2. 中国水资源开发和利用面临的问题
(1) 在水资源开发方面,我国存在着水资源过度开发的问题。
近年来,中国一些地区为满足不断增长的水资源需求,加大了水资源的开发力度。我国北方江河普遍存在开发过度的问题。黄河、辽河、淮河地表水资源利用率大大超过国际上公认的40%的河流开发利用率上限,海河水资源开发利用率接近90%。素有“母亲河”之称的黄河自1972年出现首次断流,进入1990年以后年年断流,年平均达到107天,1997年断流期竟长达226天。2002年黄河流域降水量较常年减少30%-50%,黄河花园口断面径流较常年减少了52%,2003年是黄河来水量50年来最少的一年,这意味着黄河的水环境形势更加严峻。中国部分地区地下水也存在着开采过量问题。中国地下淡水资源量占国内水资源总量的1/3,最近20年来,全国地下水开采量平均以每年25亿立方米的速度增加,地下水占总供水量的比例已从1980年的14.0%增长到2000年的19.8%。华北、西北城市利用地下水比例分别高达72%和66%。目前,河北、北京、天津属超量开采,山东、河南、山西、辽宁、陕西等省超过50%。北方地区除青海、新疆外,其他省、区、市开采程度均超过30%。超采地下水,已引发一系列生态问题。国土资源部2003年10月30日公布的全国地下水资源评价数据显示,目前全国形成的地下水降落漏斗已有100多个,面积达15万平方公里。华北平原已形成跨冀、京、津、鲁的区域地下水降落漏斗,有近7万平方公里面积的地下水位低于海平面。地下水超采还诱发地面沉降、海水入侵等问题。全国总计有46个城市因为不合理开采地下水而发生地面沉降,其中沉降中心累计最大沉降量超过2米的有上海、天津、太原。因地面沉降,一些城市经济损失严重。有报道称,20世纪70年代以来,上海因地面沉降的经济损失达2900亿元人民币。
(2) 在水资源利用方面,中国对水资源污染的治理力度远远不够。
改革开放以来,中国工业化和城市化的步伐不断加快,在用水量急剧增加的同时,污水排放量也相应增加,主要污染物排放量大大超出水环境容量。1980年全国污水排放量为310亿吨之多,1997年急剧增加到584亿吨,2002年稍有减少,仍高达439.5亿吨,较上年增加1.5%。2002年中国化学需氧量COD排放量达到1366.9万吨,超过环境容量的70%。由于多方面的原因,我国水资源污染治理力度一直跟不上形势的发展,主要表现为污水处理设施落后,污水处理率低。我国城市排水设施普遍比供水设施落后,1996年,我国城市供水设施服务人口的普及率达到94.5%,而同年城市污水处理率仅为13.1%,而且城市污水的日处理能力的增加幅度远低于城市日供水能力增长的幅度,1990-1998年城市市政公共污水处理厂平均年增加日处理能力110万立方米左右,而城市供水年增加供水能力850万立方米左右。由此导致我国水环境恶化状况难以缓解或好转,进而加剧我国水资源短缺形势。
(3)中国在水资源利用方面,还存在着严重的浪费现象。
农业、工业及城市是我国水资源的三大用户,都普遍存在用水浪费的现象。我国农业用水量占总用水量的73.4%,加上农村生活用水则占到81.7%。由于农业长期采取粗放式灌溉生产,水利用率很低。全国农业灌溉水的利用系数大多只有0.4%,而世界许多国家已经达到0.7-0.8%。我国工业万元产值用水量为103立方米,是发达国家的10-20倍,中国生产1吨钢需要23-56吨水,而日本、美国和德国生产1吨钢只需要6吨水。城市水的重复利用率只有北京、天津、大连、青岛等达到70%左右,而大批城市的水资源重复利用率仅为40%左右,而发达国家城市达到了75-85%。全国多数城市自来水跑、冒、滴、漏的损失率达到用水量的1/5。同时,水价过于低廉也容易造成水资源浪费。在一些缺水较严重的地区,100立方米农用水还抵不上一瓶矿泉水的售价。水价太便宜了,导致一些人不珍惜水资源
3. 水资源开发与利用对策
针对面临的水资源问题,保护、合理开发、调配水资源是当务之急。水资源开发利用的总体战略应是水资源的可持续利用和支持社会-经济-环境的可持续发展。水资源的保护和持续利用是一个涉及多水体、多部门、多领域的复杂问题,必须综合考虑自然、社会、经济、技术、环境等多种因素。为此,需要积极开发潜在的水资源(开源),节约利用已有的水资源(节流),尽快整治严重的水污染(治污),同时加强水资源的综合管理,以缓解目前严重的缺水危机,使有限的水资源的开发利用获得最大的经济、社会和环境综合效益。
为了人类社会和经济的发展,必须努力保护和合理利用宝贵的水资源。但水资源的保护必须从保护水体源头开始,从整个生态系统的保护做起。每年来自水土流失、水体底泥等的污染水量往往占水量的一半还多,因此植树造林、涵养水源、改革农业渔业结构、合理施用化肥、农药、建设水生态保护区和优化水体使用功能等,则是新时期水环境保护的重中之重的任务。
二、土地资源
1.中国的土地资源概况
中国的内陆土地面积为9.6×106km2,占全球陆地总面积的6.5%,位居世界第三。2001年“全国土地资源调查”结果显示,全国共有耕地约132万平方公里,占国土面积的13.8%,现有耕地比重小于美国和印度。林地占23.9%,牧草地占28%。
中国国土面积的66%是山地、丘陵和高原,平地面积约为326.3万平方公里,约占土地总面积的34%。由于前者大都不适宜于农业利用,因而我国可供农业开发的土地资源并不充裕。我国人均耕地面积不足0.001平方公里,只占世界平均水平的1/3弱。即使是与人口众多的印度相比,也相差一半。
据第四次全国森林资源清查(1989-1993)结果,全国森林面积为133.7万平方公里,仅占全球森林面积的3%-4%,林木总蓄积量为117.85亿立方米。1989年的统计资料表明,全世界森林覆盖率平均达31.3%,我国森林覆盖率仅为13.92%。全球人无占有森林面积为0.0064平方公里,而中国只有0.0011平方公里,居世界第119位。世界人均森林蓄积量为71.8立方米,中国人均森林蓄积量为8.6立方米,只相当于世界平均水平的12%,与世界平均水平相比有很大差距。我国占世界3%-4%的森林资源,既要满足占世界近1/5人口的生产、生活的需要,又要担负起维护全球7%土地面积上的生态环境质量的任务。显然,现有的森林资源状况是远远不能令人满意的。
湿地是指所有天然或人工、长久或暂时的沼泽地和水域地带,包括低潮时水深不超过6米的海域。初步统计表明,我国拥有的天然湿地,包括内陆沼泽11万平方公里、湖泊12万平方公里、海岸滩涂和盐沼地2.1万平方公里以及数量巨大的河流和广阔的、深度不超过6米的近岸浅海水域,另外还有稻田人工湿地38万平方公里。
2. 我国土地资源面临的危机
随着人口增加和经济快速发展,城乡建设、道路交通和其他占用,我国土地资源将严重不足,现有的土地资源将急剧减少。
(1)人均占有土地过少
随着我国人口的进一步增长,这一危机日趋明显。从20世纪50年代到80年代,全国耕地面积减少9.56万平方公里,人均耕地面积已减少了近一半。
(2)耕地总体质量差
中国耕地分布很不平衡,水多的无地可浇,地多的无水可浇。干旱地区土壤次生盐渍面积不断扩大,使作物无法生长而不得不弃耕。由于重用轻养、滥施化肥、水土流失、荒漠化和盐碱化等多种因素的共同作用,全国耕地有机质平均含量已降至1%,明显低于欧美国家2.5%-4%的水平。在重要粮食产区的长江和淮河流域,土壤有机质含量一般不到1%,最低已不足0.3%。黑龙江省1989年抽样调查表明,东北黑土带土壤有机质含量已由50年代的8%-10%降为1%-5%。全国耕地中,缺磷面积占59.1%,缺钾面积占22.9%。全国受盐碱化威胁的耕地约有6万平方公里,受荒漠化危害的农田约21万平方公里,遭受污染的耕地近20万平方公里,受酸雨危害的耕地达3.7万平方公里。据估算,仅农田污染一项,每年就使我国的粮食减产1200万吨。综合各种资料分析,全国高产稳产田约占耕地面积的20%-30%,中产田占40%-50%,低产田占30%左右。
(3)森林覆盖率降低和水土流失
随着人口增加和经济发展,森林资源早已不堪重负。照目前的砍伐速度,在不久的将来我国很有可能已无成熟林可伐。虽然我国林木蓄积量由80年代初的每年净亏0.3亿立方米,转变成目前的略有盈余,但用材林的消耗量仍然高于生长量。虽然我国的人工造林成效很大,但由于林业生产底子薄、欠帐多,在未来相当长的时间里,森林资源的供需矛盾将会十分突出。水土流失面积有增无减,已达150万公顷,占全国土地总面积的13.5%。
(4)草地资源普遍退化
草地是一种可更新资源,在我国,草地对畜牧业生产具有十分重要的地位和作用。它既是广大牧区草食家畜最主要的饲料来源,又在维护陆地生态系统的能量流动与物质循环方面具有不可替代的重要作用。但由于对草地生态系统的特性缺乏正确、全面的了解,长期以来,我国对草地资源粗放经营,甚至采取掠夺式的经营方式,使草地资源普遍退化,明显影响畜牧业的发展,产生了严重的生态后果。目前,草地普遍呈现退化的趋势,如不采取有效措施,草原牧草产量可能要大幅度下降。因此,亟须加强草地资源的管理,合理开发利用,大力遏制其逆向演替,搞好草地资源的保护和建设,努力提高草场载畜力。
(5)湖泊湿地的围垦
建国以来,在巨大的人口压力作用之下,对湖泊的围垦活动更加剧烈。仅湖北、湖南、江西、安徽四省的初步统计,围垦面积达1.1万平方公里。历史上湖北省曾号称“千湖之省”,可是目前只剩下湖泊326个,湖面由原来的0.8万平方公里萎缩至0.23万平方公里。围垦在提高粮食产量的同时,也带来很多环境问题。它往往抵消和超过了人们所取得的既得利益,使人们陷入了始料不及的严重困扰。由于围垦而使湖面缩小、容量减少,降低了湖泊调蓄洪水和环境自净的能力,加速了湖泊淤积消亡的速率。此外,被围垦的湖洲草滩往往是鱼类索饵、产卵的场所,因此,围垦也是造成湖泊鱼类资源衰减的重要原因之一。1991年长江流域的洪水不及1954年洪水流量大,但是所造成的损失却远远大于1954年,究其原因,围垦所造成的湖泊天然调蓄能力降低,不能不说是罪魁祸首。
(6)城镇建设对土地的侵占
人口的急剧增加,住房、交通和其他基本建设都要占用大量土地。目前我国有近50万公顷的耕地被三项建设(国家建设、乡镇建设和农民建房)占用,按照这种速度,三年就相当于减少一个福建省的耕地面积。
(7)土壤污染日益严重
随着工业发展特别是乡镇工业的发展,生产过程排出大量的“三废”物质,通过大气、水、固体废弃物的形式进入土壤。同时农业生产中也不断地施入肥料、农药等物质并在土壤中累计,从而造成了严重的土壤污染。
3. 合理利用土地资源
人类的生产活动既可以使土地退化,也可以促进土地进化。首先必须加强宣传教育,使人们认识到滥伐森林、陡坡开垦等所引起的土地退化的危害性及对人类生存环境的影响。其次,要因地制宜,将土地资源、生物资源和环境条件统一起来,采取综合治理措施。再次,要控制城镇和公交生产占地。
三、矿产、能源资源
矿产和能源是实现国民经济现代化和提高人民生活水平的物质基础。能源总消耗量和人均能源消耗量是衡量一个国家或地区经济发展水平的重要标志。中国能源工业发展很快,为近20年来罕见的经济快速发展提供了有利的保障。
1. 我国的矿产、能源现状
我国是世界上矿产资源较为丰富的国家之一。经过几十年的普查和勘探,截至2001年,我国发现矿产171种,探明储量的156种,发现矿床、矿点20多万处,是世界上矿产种类齐全、储量丰富的少数几个国家之一。有40多种主要矿产探明储量的潜在价值居世界第3位,仅次于前苏联和美国。但是,我国有13亿人口,按人均拥有矿产资源量计算,只有世界人均占有量的40%,居世界第81位,因而按人均占有量计算又是资源小国。而且,我国储量丰富的矿产主要是一些用量不多的矿种,而国民经济和人民生活需要的大宗消耗性矿种,如石油、天然气、铁、铜、钾盐、天然碱等却储量不足,一些重要矿产如铬、铂、金刚石、硼等严重短缺。铜矿只能满足生产需要的一半,铁矿由于贫矿多而长期依赖进口。老矿山可采资源日益衰竭,后备资源基地短缺,石油、天然气、铜、金等可供规划开发的储量缺口很大
2. 我国矿产资源开发利用中存在的问题
(1)经济性差
我国矿产资源贫矿多、富矿少,共生、伴生矿种多,单种矿床少,中小型矿床多,大型、超大型的矿床少,难采、难选、难冶炼的矿床多,易采、易选、易冶炼的矿床少。我国矿产资源储量是用地质储量计算得出来的,呆矿、死矿多,许多储量开采不出来;即使能开采出来,也是难度大、成本高,甚至是赔钱。在已探明的石油储量中,稠度大、含碌量高、油质差的比例占一半以上。一些蜂窝状分布的矿产难以大规模开采;零星开采的成本高而安全隐患大。所有这些,都增加了我国矿产资源开发利用的成本。另外,我国经济发展中心在东部沿海地区,而矿产资源主要分布在中西部地区。矿产资源分布远离经济发展中心,不仅增加开发利用成本,还加大交通运输和环境保护的压力。例如,在探明煤炭储量最丰富的省区中,山西、内蒙古、贵州、新疆等省区名列前茅。新疆石油储量居各省之首,现在每年新增的石油产量主要来自吐鲁番和准噶尔油田。青海的钾盐占全国的95%以上;云南、贵州的磷占全国的51%。天然气的情况也是如此。陆上天然气富集区是塔里木、鄂尔多斯、四川和柴达木盆地,这四个盆地2000年产量约占全国一半。除四川盆地外,其他盆地都地域偏僻,远离城市和工业市场,极大地增加了天然气使用的管输成本;加之下游市场需求不足,严重制约了天然气这一洁净能源比例的快速提高。
(2)管理不利,优势矿产消耗过快
随着经济体制改革的推进,矿业中出现许多新的问题。由于管理跟不上,矿业秩序混乱,乱挖滥采、破坏资源的顽症屡治不愈。我国的一些优势矿产,由于过量开采而使储量消耗太快,如广西南丹矿原来规划开采20年,实际在不到10年的时间内就开采和破坏完了。有法不依、执法不严、越权发证、有证乱采的问题突出。这些问题,制约着矿业的健康发展。矿产品进出口上的问题同样严重。在20世纪80年代后曾出现我国优势资源变成经济劣势的事件,以钨矿资源最为典型。钨矿曾是我国的优势矿产,但由于出口竞相压价,不仅使国际市场钨矿价格一直处于谷底,也使我国钨矿资源迅速枯竭。对被国外采取“反倾销”措施的矿产品,不仅没用及时调整出口战略和数量,在被征收120%“倾销”税的情况下还继续出口,如锡矿就是如此。国内一些紧缺的矿产资源,如我国每年要进口大量的富磷矿,但云南、贵州等地区还在出口。矿产品进出口的各自为政带来的结果是,以我国工业化总成本的增加为代价换来一时一地的利益。
(3)投入不足
近年来,由于国家对矿产资源普查勘探的投入下降,企业又不愿意投资,导致矿产资源后备基地匮乏,对经济发展的支持力度,已经从过去的基本保障供给到难以满足需求。近十年来,我国主要矿产资源储量增长低于开采量增长,产量增长又低于消费增长,导致储采比下降。我国主要矿产资源储采比均低于世界平均水平。如2001年我国石油储采比是19.9,世界平均是40.3;天然气储采比是45.1,低于61.9的世界平均水平;即使最丰富的煤炭,我国的储采比(105)也不足世界平均水平(216)的一半。一些重要矿产资源的产量增长缓慢,石油情况尤为突出。大庆、辽河、胜利等东部油田已进入中晚期,后备资源又严重不足,稳产难度越来越大;西部的增产幅度不足以弥补东部的产量下降,接替东部油田的目标短缺内还难以实现;海上油气勘探近年来虽有进展,但据有关部门的估计,到2011-2015年尚难取得能影响全局的突破。45种主要矿产资源的保有储量,到2011年可以满足需求的只有23种,2020年仅剩6种。石油、铁矿、锰矿、铬铁矿、铜矿、镍矿、金矿、钾盐、金刚石、硫矿等18种矿产,供应不能保证国内的需求。1996-2000年的5年中,45种主要矿产中平均每年有26种以上的矿产保有储量的消耗速度大于新增速度;煤、铁、锰、铜、铝土、磷、钾等国民经济建设需要的矿产,消耗过快,“吃老本”问题突出,形势严峻。国内当前出现的“四矿”问题,本质上与矿产资源禀赋有关:如果没有矿产资源,谈不上发展矿业。矿产资源采光了,矿工也就失去了用武之地;随采矿发展起来的单一资源型城市,没有代替产业则难逃“矿竭城衰”的命运。因此,国家应当承担矿产资源普查的责任,为其开发利用奠定基础。

⑤ 土里含多少原油是危废物

国家危险废物名录中没有“土里含原油”这一条,原有泄漏到土壤中会给土壤造成污染,会改变土壤的使用功能。土壤中所含的原有两愈大就越有回收原油的价值。

⑥ 落地油水土污染

一、地表水污染

1.污染现状

本区除黄河轻度污染外,六干排沟、东营河、广利河、广蒲沟、五干排、淄脉沟、小清河等河渠均遭到了重度—严重污染(照片13-9~13-14),水质浑浊,颜色灰黑或灰紫色,石油类、酚、氰,以及砷、汞、镉、铅、六价铬等五毒成分均有检出,石油类含量0.34~2.896mg/L,均超标(表13-10)。

照片13-9 六干排支沟

照片13-10 东营河

照片13-11 广利河

照片13-12 老广蒲沟

照片13-13 五干排

照片13-14 小清河

表13-10 地表水质污染一览表

以上污染河渠除黄河外,均接受来自区内的炼油厂、各类石油化工企业和境内石油开采等的污废水排放污染。

2.污染评价

根据地表水污染调查状况,选取石油类、酚类(C6H6OH)、氰化物(CN)、镉(Cd)、铅(Pb)、砷(As)、汞(Hg)、六价铬(Cr6+)等8项地表水污染因子,采用地下水污染综合指数法(Pu)进行评价:

山东省地质环境问题研究

式中:Co为某污染因子背景值(mg/L);Ci为某污染物实测浓度(mg/L);n为评价因子项数。

污染因子背景值采用GB3838—2002《地表水环境质量标准》中的适用于各种用途的Ⅲ类水标准值(表13-11)。

表13-11 地表水污染因子背景值一览表

按五级标准评价,评价分级标准见表13-12。

表13-12 地表水污染程度评价分级标准

全区9条河渠中主要污染物为石油类,个别河渠有酚类和铅超标(表13-12)。黄河超标组分为石油类、酚、铅,评价级别为Ⅱ级,轻度污染;永丰河起于垦利县城,向东流入海,已成为小型排污河渠,超标组分为石油类、酚、铅,评价级别为Ⅴ级,严重污染;溢洪河从垦利城南主要油区穿过,是东营城区北部石化企业和胜利油田重要排污河渠,超标组分为石油类、酚,评价级别为Ⅳ~Ⅴ级,重度—严重污染;六干排沟是东营市和垦利县的分界河渠,也是东营城区北部石化企业和胜利油田重要排污河渠,超标组分为石油类,评价级别为Ⅴ级,严重污染;广利河、广蒲沟、五干排起源于东营市西部,流经胜坨油田、新村油田、东辛油田、史南油田、现河油田、牛庄油田和东营市区,是东营市城区和胜利油田的重要排污河道,主要超标组分为石油类,评价级别为Ⅳ~Ⅴ级,重度—严重污染;支脉沟和小清河起源于区外,除接受上游城镇污废水排放外,流经黄河三角洲南部区内、外油田区,主要超标组分为石油类,评价级别为Ⅴ级,严重污染。

另外,在有新的污染源不断加入的情况下,下游污染较上游为重(溢洪河、淄脉沟);而少有新的污染源加入的情况下,河渠自身对污染组分具有一定的自净能力(黄河、五干排)。

二、地下水污染

(一)浅层地下水污染

1.区域浅层地下水污染

落地油、渗漏油等通过土壤,在自然降水、灌溉的作用下,下渗形成对地下水污染。同时,区内的污染河流渗漏也是引起浅层地下水污染的重要原因。在全区14个地点采取的地下水污染分析样品,石油类、酚(C6H6OH)、氰(CN),以及镉(Cd)、铅(Pb)、砷(As)、汞(Hg)、六价铬(Cr6+)等均有检出,检出率100%。地下水污染以石油类为主,个别样品点砷(As)超标。石油类检出含量范围0.01~0.69mg/L,平均值0.11mg/L,超标9件,超标率达60%;其他组分除砷有个别点超标外,均未超标(表13-13)。

表13-13 浅层地下水水质污染现状一览表

2.油井对地下水污染

在垦利县胜坨镇东北和东营市史口镇吕家南选择了两处典型油井剖面,进行了油井对地下水污染调查。通过调查分析,油井落地油等对地下水的污染具有较为明显的规律。油井近处地下水中污染组分石油类含量较高,随着远离污染源,含量渐低(表13-14)。

表13-14 油井对地下水污染剖面一览表

注:单位为mg·L-1

3.浅层地下水动态污染

浅层地下水污染动态的变化,与所在位置有着巨大的关系。在油井周围附近地下水污染动态受土壤污染的影响较大。由于土壤对石油和重金属等具有较强的吸附能力,因此,土壤中污染组分含量普遍高于地下水中相应离子含量3~4个数量级。在大气降水淋滤作用下,土壤中的污染组分向浅层地下水中运移,无论是石油类,还是重金属离子,雨季在地下水中的含量呈上升趋势(表13-15)。

表13-15 浅层地下水污染物含量动态对比表

注:收集地下水动态观测资料。

在远离油井的区域内地下水污染动态与油井周围附近地下水污染动态恰恰相反,由于土壤中的污染物质相对较低,雨季地下水得到大量的补给,污染物质被淡化,地下水中的含量相对降低。

(二)污染评价

根据区内地下水开发利用和污染现状,结合已有背景资料,选择了石油类、酚类(C6H6OH)、氰(CN)、砷(As)、汞(Hg)、镉(Cd)、六价铬(Cr6+)、铅(Pb)等8项评价因子。采用污染综合指数法(Pu)进行评价。评价计算公式见(式13-5)。

污染因子浓度背景值采用GB/T14848—93《地下水质量标准》中的适用于各种用途的Ⅱ类水标准值(表13-16)。按五级标准评价,评价分级标准见表13-13。

表13-16 地下水污染因子背景值一览表

注:石油类背景值参照地表水离子背景值确定,单位为mg·L-1

本区地下水主要污染组分为石油类。全区从Ⅰ级未污染水到Ⅴ级严重污染水均有(表13-13)。从区域上看,浅层地下水污染主要集中分布于调查区中西部区域(图13-8),分布面积约1976km2,占52%;其中:地下水污染北部以胜坨油田、史口和现河油田为中心,南部以广饶石村小清河为中心,形成了3个重度(Ⅳ)—严重(Ⅴ)污染地段,污染面积418km2,占11%;3个污染中心外围为中度(Ⅲ)污染区,污染面积1216km2,占32%;在中度污染与未污染的交接地带为轻度污染带,面积342km2,占9%。北部沿黄地带和东部濒海地带,总面积约1824km2,油田分布较少,浅层地下水没有明显的污染。

图13-8 浅层地下水污染现状评价图(2005年10月)

三、土壤污染

1.区域土壤污染现状

本区主要分布有胜利、东辛和现河3个采油厂,胜坨、宁海、东辛、永安、广利、新立村、现河庄、郝家、王家岗、牛庄、史南、乐安等12个油田4700多口油井,油井在钻凿过程中对周围土壤的污染、石油开采过程中形成的落地油、输油管路的渗漏等,是土壤污染的主要途径。土壤石油污染以点状和斑状污染为特点。以油井为中心,大致在半径40~50m的范围,面积6000m2左右。

全区采取的浅层(0.2~0.3m)土壤样品20组(件),深层(0.6~1.0m)土壤样品15组(件),石油类及重金属等均有检出。

浅层土壤石油类量检出范围1.38~17450mg/kg,平均值175.45mg/kg;铅检出范围9.59~313.10mg/kg,平均值22.38mg/kg;镉检出范围0.088~0.19mg/kg,平均值0.11mg/kg;铬检出范围0.03~0.10mg/kg,平均值0.06mg/kg;砷检出范围8.40~25.00mg/kg,平均值13.04mg/kg;汞检出范围0.00944~0.06627mg/kg,平均值0.02345mg/kg(表13-17)。

表13-17 浅层土壤污染现状一览表

深层土壤石油类量检出范围2.60~38.00mg/kg,平均值14.47mg/kg;铅(Pb)检出范围14.70~33.00mg/kg,平均值19.55mg/kg;镉(Cd)检出范围0.073~0.127mg/kg,平均值0.099mg/kg;铬(Cr)检出范围0.032~0.136mg/kg,平均值0.06mg/kg;砷(As)检出范围7.47~14.52mg/kg,平均值10.94mg/kg;汞(Hg)检出范围0.00377~0.024mg/kg,平均值0.0158mg/kg(表13-18)。

2.油井剖面污染特征

为研究油井对土壤的污染状况,在调查区黄河南、北主要石油开采区,选择了2处(Yp1、Yp2)典型油井进行了油井土壤污染剖面调查。以油井为中心,按照0.20m、0.50m、1.5m的调查深度,以及距油井5.00m、20.00m、40.00m的调查距离,在调查半径40~50m范围内进行了调查取样。分析检测结果见表13-19。

表13-18 深层土壤污染现状及评价一览表

表13-19 油井剖面污染数据一览表

根据土壤污染资料分析,重金属组分含量无论是纵向还是垂向上没有明显的变化,而且与调查区的重金属组分数据基本一致,进一步说明在石油开采区没有明显的重金属污染。石油类组分含量具有明显的变化规律,以油井为中心,由近而远、由浅入深石油组分含量逐渐减少(图13-9)。这种变化规律浅层和近油井地带尤为明显,到40m远处石油类组分含量深浅变化不大,说明油井落地油污染范围半径已达到40m。

3.土壤污染动态

土壤中的石油和重金属离子,随着时间的变化具有明显的规律性。利用经过1个雨季的不同时间和地点的土壤污染动态数据对比分析,在大气降水淋滤作用下,不同深度的土壤污染物质均有不同程度的降低,以石油类组分尤为明显(表13-20)。

图13-9 油井污染剖面曲线图

表13-20 浅层地下水污染物含量动态对比表

⑦ 石油危机是否真的存在目前地球上还剩下多少石油

石油危机是否真的存在?目前地球上还剩下多少石油?

中小学地理课本那样写着:煤炭和石油都归属于不可再生能源,或将在未来50年以内消失殆尽,到时候,人们只有选用别的资源替代。依照这一观点看来,如今石油应当越来越低,价钱也愈来愈贵才对。殊不知伴随着世界各国对石油要求提高,石油价钱竟然比两年前低了许多,不是说石油要匮乏了没有?

石油资源是时下必不可少的资源,是大家生产制造和消费的关键商品,石油的用途无所不在,航天飞船,汽车机械,药物护肤品这些,基本上都离不了石油,乃至能够毫无疑问地说,假如如今地球上石油所有消退看不到,当代经济体制会快速进到崩溃情况,对全人类而言 ,是一个十分大的磨炼。

但是石油的开采并不是你想象中那么非常容易,往往石油会被开采,是由于大家要应用。开采石油的成本费很高,开采全过程很繁杂艰难,仅有在必须 的情况下,才会下大力气开采,一般状况下刚达到实用要求就可以。换句话说,现阶段地球上石油有很多,大部分石油也没有被大家开采出去,直到用是多少再开采是多少。

往往大家要说50年以内开采结束,实际上 说的便是早已查探的石油储量,而不是地球所有的石油储量。近些年,伴随着石油储量持续提升,在很短的时间以内不容易匮乏,反过来,伴随着大家勘察技术性和工作能力的提高,大家勘察石油储量会愈来愈多。

现阶段,世界各国都是在勤奋勘察新能源技术,为此替代石油,以防止“石油困境”的来临。尽管如今看来,大家不容易为石油急缺而忧虑,但石油必定会有完的一天,因此我们要找更高效率的绿色能源来替代。对于此事,大伙儿有何不一样的念头或是建议?

⑧ 采油井场污染土壤石油烃和重金属分布特征

你找找相关论文吧。井场的石油烃指定都是较重的成份,轻的早挥发没了,但是多少个碳的还要低据井场原油的性质吧,可能轻质油也就十几个到二三十个,重的就不好说了,但是也要考虑井场是否有微生物能将重烃分解。重金属主要是钒和镍吧。

⑨ 石油烃土壤样品过多少目

石油烃土壤样品过80到100目筛。
因为取土壤样品约1009,自然风干,粉碎后过80到100目筛,装棕色玻璃瓶待用,所以石油烃土壤样品过80到100目筛。
石油烃是多种烃类(正烷烃、支链烷烃、环烷烃、芳烃)和少量其他有机物,如硫化物、氮化物、环烷酸类等的混合物。

⑩ 土壤中总石油烃中的碳10到40

石油烃:石油中的烃类化合物,烃类即碳氢化合物,在石油中占绝大部分,约几万种,没有明显的总体特征,主要由烃组成,且各种烃类的结构和所占比例相差很大。石油类:矿物油类化学物质,是各种烃类的混合物。石油类可以溶解态、乳化态和分散态存在于废水中。石油烃=石油烃类化合物总称,石油类=各种烃类的混合物,接近相等,估计是不同行业不同叫法而已