⑴ 哪里有土壤中石油烃检测环境标准方法
在满足油品质量规格要求的前提下,多使用低成本的原料,最缓和的加工条件,尽量降低高附加值组分的用量等。
要想实现这些目标要求,必须要有相应的石油产品分析仪器与之匹配。
挑选像得利特公司这种金牌厂家生产的石油分析烃检测检测仪器,有国家标准认证。
⑵ 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
⑶ 污水厂日均值超标数据怎么修约
环境监测数据很多时候都是需要进行数据计算,比如锅炉废气排放采样标况体积的计算,环境空气气态污染物采样参比体积的计算,以及实验室分析测试过程中的各种数据计算等。此时对新手来说,熟练掌握修约数值规则将极为重要。
一、数据修约规则
说到数值修约规格,我们就会马上想到“四舍六入五成双”。下面,我们来重新回顾数据修约规则《数值修约规则与极限数值的表示和判定》(GB/T8170-2008)的一些相关内容。
1、拟舍弃数字的最左一位数字小于5,则舍去,保留其余各位数字不变。
例如:若烟气分析仪二氧化硫测定,平均值计算结果:85.33…,结果四舍五入:85mg/m3。
2、拟舍弃数字的最左一位数字大于5,则进一,即保留数字的末尾数字加1。
例如:若烟气分析仪氮氧化物测定,平均值计算结果:36.66…,结果四舍五入:37mg/m3。
3、拟舍弃数字的最左一位数字是5,且其后有非0的数字时进一,即保留数字的末尾数字加1。
例如:若烟尘采样分析仪标况体积的平均值计算结果为:432.252NL,结果四舍五入:432.3NL。
4、拟舍弃数字的最左一位数字是5,且其后无数字或皆为0时,若所保留的末位数字为奇数(1,3,5,7,9)则进一,即保留数字的末尾数字加1;若所保留的末位数字为偶数(0,2,4,6,8)则舍弃。
例如:若土壤石油烃(C10-C40)实验室分析计算结果为:1.115mg/kg,结果四舍五入:1.12mg/kg。
若土壤石油烃(C10-C40)实验室分析计算结果为:1.145mg/kg,结果四舍五入:1.14mg/kg。
5、负数修约时,先将它的绝对值按照上面1-4的规定进行修约,然后在所得值前面加上负号。
例如:若相对误差计算结果为:-5.33…%,-6.66…%,-1.551%,-1.15%,-1.45%,结果四舍五入:-5.3%,-6.7%,-1.6%,-1.2%,-1.4%。
注意事项:
1、修约应是一次修约到位,不允许连续修约。
2、特殊修约要求的按照特殊要求进行修约。
3、更多内容详见《数值修约规则与极限数值的表示和判
⑷ 建设用地土壤环境质量标准2018
2018年6月22日,生态环境部公告(公告 2018年 第13号)发布了两项新的土壤环境质量标准。其中,《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618-2018)将替代《土壤环境质量标准》(GB 15618-1995),《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 36600-2018)为首次发布。
(一)《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618-2018)
较《土壤环境质量标准》(GB 15618-1995),《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618-2018)呈现了以下新的变化:
取消了原有的土壤环境质量分类体系(Ⅰ类土壤执行一级标准、Ⅱ类土壤执行二级标准、Ⅲ类土壤执行三级标准)。建立了以农用地使用性质(水田、其他农田)及土壤酸碱度(pH≤5.5、5.5
创造性提出了农用地土壤污染风险筛选值和农用地土壤污染风险管制值两个新概念。其中,农用地土壤污染风险筛选值指农用地土壤中污染物含量等于或者低于该值的,对农产品质量安全、农作物生长或土壤生态环境的风险低,一般情况下可以忽略;超过该值的,对农产品质量安全、农作物生长或土壤生态环境可能存在风险,应当加强土壤环境监测和农产品协同监测,原则上应当采取安全利用措施;农用地土壤污染风险管制值指农用地土壤中污染物含量超过该值的,食用农产品不符合质量安全标准等农用地土壤污染风险高,原则上应当采取严格管控措施。
农用地土壤污染风险筛选值分两类。其中,基本项目包括:镉、汞、砷、铅、铬、铜、镍、锌;其他项目包括:六六六总量、滴滴涕总量、苯并[a]芘。
农用地土壤污染风险管制值包括:镉、汞、砷、铅、铬。
(二)《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 36600-2018)
建设用地根据保护对象暴露情况的不同划分为两类。 第一类用地:包括GB 50137 规定的城市建设用地中的居住用地(R),公共管理与公共服务用地中的中小学用地(A33)、医疗卫生用地(A5)和社会福利设施用地(A6),以及公园绿地(G1)中的社区公园或儿童公园用地等。第二类用地:包括GB 50137 规定的城市建设用地中的工业用地(M),物流仓储用地(W),商业服务业设施用地(B),道路与交通设施用地(S),公用设施用地(U),公共管理与公共服务用地(A)(A33、A5、A6 除外),以及绿地与广场用地(G)(G1 中的社区公园或儿童公园用地除外)等。
建设用地土壤污染风险筛选值指在特定土地利用方式下,建设用地土壤中污染物含量等于或者低于该值的,对人体健康的风险可以忽略;超过该值的,对人体健康可能存在风险,应当开展进一步的详细调查和风险评估,确定具体污染范围和风险水平。建设用地土壤污染风险管制值指在特定土地利用方式下,建设用地土壤中污染物含量超过该值的,对人体健康通常存在不可接受风险,应当采取风险管控或修复措施。
建设用地土壤污染风险筛选值、管制值基本项目分重金属和无机物类、挥发性有机物类、半挥发性有机物类等3大类,共45项。建设用地土壤污染风险筛选值、管制值其他项目分重金属和无机物类、挥发性有机物类、半挥发性有机物类、有机农药类、多氯联苯、多溴联苯和二_英类、石油烃类等6大类,共40项。
⑸ 土壤、地下水中石油污染物微生态修复室内模拟实验研究
通过对研究区土壤、地下水中降解石油菌进行分离和筛选,并进行强化土壤、地下水中石油污染的微生态修复实验,优化最佳修复方法和实施技术,为野外原位实际修复试验提供方法与技术。
一、实验器材、测试方法和实验步骤
1.实验材料
化学试剂:MgSO4·7H2O,NH4NO3,CaCl2,FeCl3,KH2PO4,K2HPO4,KCl,(NH4)2SO4,CaCO3,NaCl,可溶性淀粉、蔗糖、乳酸、盐酸、酒石酸钾钠、琼脂、液体石蜡、石油醚、三氯甲烷等均为分析纯。杏子川油田原油(地下2400m采出的原油)、新鲜马铃薯、地下水、杏子川油田区黄土土样,等等。
添加剂:草坪草晾干粉碎(5~10mm),等等。
实验用土壤样品采自陕西省延安市南约5km210国道边,山坡上修路的剖面上为黄土土壤,采样时剖开表层约25cm的表层土,取里面新鲜土壤,为无石油污染样品。土中含有少量2~5mm的小姜石,土壤湿容重为1.7~1.93g/cm3;土壤干容重为1.49~1.7g/cm3。自然含水量为9.46%,pH值为8.1;试验用地下水,pH值为7.2,TDS含量为370mg/L。
2.实验器具
实验用玻璃器皿等:150mL,250mL具塞三角瓶,125mL,1000mL磨口细口试剂瓶,各种不同类型的细菌培养试管、培养皿、橡胶塞。
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、电热干燥箱及各种化学分析用玻璃仪器。
3.测试方法
本次实验测试方法是外方合作者德国蒂宾根大学应用地质中心提供的超声—紫外分光光度法,该方法操作简单,灵敏度高,准确。
4.实验步骤
根据上述实验和选出的降解石油污染的优势菌群,利用不同的培养基对所选出的各类菌群进行培养并放大培养。各类菌群培养3~5d后进行混合培养,继续培养3~7d后做相应的石油烃降解实验,并进行模拟不同条件下的地下水、土壤石油污染的微生态修复实验。实验装置150mL三角瓶和250mL具塞三角瓶。
地下水石油污染微生态降解模拟实验,用150mL三角瓶每个瓶中加入20mL地下水配制的无菌培养液,加入一定量的原油,接入3mL培养好的菌液,用棉塞封口但要透气,按不同温度条件进行实验,一定的间隔时间取出一瓶样品,分析石油的降解去除的含量。并作无菌对照,按一定时间取样测试石油的变化。
土壤石油污染微生态降解模拟实验,用若干(按实验设计的数量)250mL具塞三角瓶每个瓶中加入10g无菌风干土壤加入5mL营养液,加入一定量的原油,接入3mL培养好的菌液,按不同温度条件进行实验,一定的间隔时间取出一瓶样品,分析土壤中石油的降解去除的含量。同时作同等条件无菌对照,按一定时间取样测试石油的变化。第一批次实验用棉塞,但时间一长则蒸发量大,实验样品干燥影响实验效果,后改为具塞三角瓶,以保证有足够的含水量。在第二次实验中为增强细菌的作用利用草坪草晾干粉碎作为添加剂,该添加剂有两个主要作用:一是改良土壤的膨松剂;另一是以细菌作为营养素的来源。在一定时间取样测试石油含量的变化。
二、石油污染地下水微生态细菌降解的模拟实验
为了实验的准确性,实验分两批次进行,第二批次是在第一批次改进的基础上进行,主要考虑到地下水中温度对实验效果的影响。
1.第一批次地下水降解实验
实验是在2007年3月30日至4月27日进行的。实验选择了相对较低的温度:25℃,20℃,15℃。实验结果见表6-8、6-9。
通过上述数据,说明实验取得了初步成功,也验证了微生态技术在地下水石油污染修复中的作用。表6-8、6-9,图6-1显示,由于模拟实验温度的不同导致实验效果不同。在选择的3个温度中,20℃的实验效果要好于15℃和25℃的实验效果,25℃的实验效果要优于15℃的效果。但总的来说,实验效果不是十分理想,实验在第27天时最大去除率仅为41%左右。对照样品中的石油含量变化不大,基本在5%以内,说明在同等温度无菌条件下短时间内地下水中石油降解是缓慢的。
表6-8 第一批次石油污染地下水细菌降解石油含量随时间变化测试结果
表6-9 第一批次石油污染地下水细菌降解石油含量随时间降解率变化结果单位:%
图6-1 第一批次地下水石油污染不同温度条件石油随时间降解率趋势图
2.第二批次地下水降解实验
第二批次地下水降解实验,是在2007年6月21日至8月6日进行的。根据第一次实验结果,又选择了相对高一点的温度进行实验,温度为35℃,30℃,25℃,20℃。实验温度升高而且实验时间延长。另外,为了验证实验效果的好坏,每一温度条件同时做一平行实验。实验结果见表6-10、6-11,图6-2~6-4。
表6-10 第二批次石油污染地下水细菌降解石油含量随时间变化测试结果
表6-11 第二批次石油污染地下水细菌降解石油含量随时间降解率结果单位:%
图6-2 第二批次地下水石油污染35℃微生态修复实验石油随时间降解率图
图6-3 第二批次地下水石油污染30℃微生态修复实验石油随时间降解率图
图6-4 第二批次地下水石油污染25℃微生态修复实验石油随时间降解率图
通过上述实验,进一步验证了微生态细菌在地下水石油污染中的修复作用。在选择的4个温度中,30℃的实验效果要好于35℃,25℃和20℃的实验效果,实验在第37天时最大去除率达90%以上。其他温度条件的实验效果基本相同,在30d时石油的去除率为50%左右。在同等条件的平行实验效果也基本一致,得到了相互验证的效果,验证了实验数据的可靠性。
3.两批次实验结果对比
通过上述两批次的室内模拟石油污染地下水微生态细菌的降解实验,实验结果得出第一批次石油污染地下水细菌降解石油的模拟实验显示,实验效果不是十分理想,20℃实验在第27天时最大去除率仅为41%左右。但对照样品中的石油含量变化不大,从实验数据看基本在5%以内,说明在同等温度无菌条件下短时间内地下水中石油降解是缓慢的。第二批次实验结果,则进一步验证了微生物细菌在地下水石油污染的修复技术是有较好的修复作用。在选择的4个温度中,30℃的实验效果要好于35℃和25℃,20℃的实验效果。30℃实验在第37天时最大去除率达90%以上。其他温度条件的实验效果基本相同,在30d时石油的去除率为50%左右。在同等条件下的平行实验效果也基本一致,得到了相互验证的效果,说明实验数据的可靠性。
三、石油污染黄土土壤微生态细菌降解修复的模拟试验
为了验证实验的效果和准确性,该实验也分两批次进行,第二批次相对第一批次加入了一组相对高一点的温度。
1.第一批次土壤降解实验
实验是在2007年3月30日至5月14日进行的。考虑研究区地表土壤在春、夏、秋温度一般在20~30℃之间,选择了不同的温度段进行实验。温度为30℃,25℃,20℃,以及不同的石油含量进行实验,并在30℃,25℃两个温度选择了平行实验。实验结果见表6-12、6-13和图6-5~6-7。
表6-12 第一批次石油污染土壤细菌降解石油含量随时间变化测试结果
表6-13 第一批次石油污染土壤细菌降解石油含量随时间降解率结果单位:%
虽然模拟实验温度不同,但实验效果基本相同,实验在第45天时去除率都在80%左右。对照样品中的石油含量变化不大,基本在10%以内,说明在相同温度无菌条件下短时间内土壤中石油降解是缓慢的。
图6-5 第一批次土壤石油污染30℃微生态修复实验石油随时间降解率图
图6-6 一批次土壤石油污染25℃微生态修复实验石油随时间降解率图
图6-7 一批次土壤石油污染20℃微生态修复实验石油随时间降解率图
2.第二批次土壤修复模拟实验
实验进行于2007年6月21日至8月6日。实验选择了相对高一点的温度进行,实验温度为35℃,30℃。利用草坪草(晾干粉碎)作为添加剂,添加量为5%。每一温度条件同时做一平行实验。实验结果见表6-14、6-15,图6-8。
表6-14 二批次石油污染土壤细菌降解石油含量随时间变化测试结果
表6-15 第二批次石油污染土壤细菌降解石油含量随时间降解率结果单位:%
图6-8 第二批次土壤石油污染30℃微生态修复实验石油随时间降解率图
第二批次石油污染土壤细菌降解的模拟实验显示,微生态技术在土壤石油污染的修复中效果良好。虽然模拟实验选择了2个温度,但实验效果基本相同。利用草坪草晾干粉碎作为添加剂,起到了一定的作用,使第二次实验短时间内得到了理想的效果。
3.两批次实验结果对比
通过上述两批次的室内模拟石油污染土壤微生态细菌的降解实验,实验结果得出第一批次石油污染土壤细菌降解石油的模拟实验显示,微生物细菌在土壤石油污染的修复是有较好的降解作用。表6-12、6-13,图6-5~6-7显示,虽然模拟实验温度不同,但选择的3个温度为20℃,25℃,30℃的实验效果基本相同。实验在第45天时去除率都在80%左右。有的达85%以上。对照样品中的石油含量变化不大,从实验数据看基本在10%以内,说明在同等温度无菌条件下短时间内土壤中石油降解是缓慢的。第二批次模拟实验显示,微生物修复确有较好的降解作用。表6-14、6-15,图6-8显示,虽然第二次模拟实验选择了2个温度,但35℃,30℃的实验效果基本相同。实验在第30天时去除率都在85%左右,有的达85%以上。利用草坪草晾干粉碎作为添加剂,起到了一定的作用,使第二次实验时间虽短于第一次时间却增大了去除率,增大5%以上。在同等条件下的平行实验效果也基本一致,得到了相互验证的效果。
四、实验结果与讨论
通过两批次的室内模拟石油污染地下水微生态细菌的降解实验,实验结果显示第一批次石油污染地下水细菌降解石油的模拟实验,实验效果不是十分理想,20℃实验在第27天时最大去除率仅为41%左右。第二批次实验结果,则进一步验证了微生物细菌在地下水石油污染的修复具有一定的修复作用。在选择的4个温度中,30℃的实验效果要好于35℃和25℃,20℃的实验效果。30℃实验在第37天时最大去除率达90%以上。其他温度条件的实验效果基本相同,在30d时石油的去除率为50%左右。在同等条件下的平行实验效果也基本一致,得到了相互验证的效果,说明实验数据的可靠性。对照样品中的石油含量变化不大,从实验数据看基本在5%以内,说明在同等温度无菌条件下短时间内地下水中石油降解是缓慢的。
通过两批次的室内模拟石油污染土壤微生态细菌的降解实验,实验结果显示第一批次石油污染土壤细菌修复具有较好的修复作用。表6-12、6-13,图6-5~6-7显示,虽然模拟实验温度不同,但选择的3个温度为20℃,25℃,30℃的实验效果基本相同。实验在第45天时去除率都在80%左右。有的达85%以上。对照样品中的石油含量变化不大,从实验数据看基本在10%以内,说明在同等温度无菌条件下短时间内土壤中石油降解是缓慢的。第二批次模拟实验显示,微生态对土壤的石油污染治理修复确有较好的降解作用。表6-14、6-15,图6-8显示,虽然第二次模拟实验选择了2个温度,但35℃,30℃的实验效果基本相同。实验在第30天时去除率都在85%左右,有的达85%以上。利用草坪草晾干粉碎作为添加剂,起到了一定的作用,使第二次实验时间虽短于第一次时间却增大了去除率,增大5%以上。在同等条件下的平行实验效果也基本一致,得到了相互验证的效果。
上述室内模拟实验取得了一定的效果,为野外原位试验积累了经验,奠定了基础,提供了技术。
⑹ 石油烃含量多少是危险废物
油泥含油率一般在 10%~50%,含水率在 40%~90%。存在大量的苯系物、酚类、蒽、芘等有恶臭的有毒物质,成分比较复杂,属于多相体系。
含油污泥属于是租衫盯危废,油泥处理的方法很多,弊和河南北工生产的油泥热解设备可以将油泥处理到烃含量千分之三一下。
油塌盯泥热解后产出裂解油、裂解油可以销售。裂解剩余的残渣可以用来工业制砖。
⑺ 含油污泥处理
含油污泥来源与处理方法综述
作者:姜勇 赵朝成 赵东风
前言
含油污泥是在石油开采、运输、炼制及含油污水处理过程中产生的含油固体废物。污泥中一般含油率在10~50%,含水率在40~90%,我国石油化学行业中,平均每年产生80万t罐底泥、池底泥[1],胜利油田每年产生含油污泥在10万吨以上,大港油田每年产生含油污泥约15万吨,河南油田每年产生5×104m3含油污泥[2]。含油污泥中含有大量的苯系物、酚类、蒽、芘等有恶臭的有毒物质[3],含油污泥若不加以处理,不仅污染环境,而且造成资源的浪费。含油污泥的处理一直是困扰油田的一大难题。
1.含油污泥来源
含油污泥的来源主要有以下几种途径:
1.1 原油开采产生含油污泥
原油开采过程中产生的含油污泥主要来源于地面处理系统,采油污水处理过程中产生的含油污泥,再加上污水净化处理中投加的净水剂形成的絮体、设备及管道腐蚀产物和垢物、细菌(尸体)等组成了含油污泥。此种含油污泥一般具有含油量高、粘度大、颗粒细、脱水难等特点,它不仅影响外输原油质量,还导致注水水质和外排污水难以达标[4]。
1.2 油田集输过程产生含油污泥
胜利油田含油污泥的主要来源于接转站、联合站的油罐、沉降罐、污水罐、隔油池底泥、炼厂含油水处理设施、轻烃加工厂、天然气净化装置清除出来的油沙、油泥,钻井、作业、管线穿孔而产生的落地原油及含油污泥[5]。油品储罐在储存油品时,油品中的少量机械杂质、沙粒、泥土、重金属盐类以及石蜡和沥青质等重油性组分沉积在油罐底部,形成罐底油泥。
中原油田污泥产生主要是一次沉降罐、二次沉降罐、洗井水回收罐的排污。含油污泥本身成分复杂,含有大量的老化原油、蜡质、沥青质、胶体和固体悬浮物、细菌、盐类、酸性气体、腐蚀产物等,污水处理过程中还加入了大量的凝聚剂、缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂等水
处理药剂[6]。
在3-6年的油罐定期清洗中,罐底含油污泥量约占罐容的1%左右。罐底含油污泥的特点是碳氢化合物(油)含量极高。据调查测试发现,油罐底泥中大约25%为水,5%的无机沉淀物如泥沙,70%左右为碳氢化合物,其中沥青质占7.8%,石蜡占6%,污泥灰分含量4.8%[3]。
1.3 炼油厂污水处理场产生的含油污泥
炼油厂污水处理场的含油污泥主要来源于隔油池底泥、浮选池浮渣、原油罐底泥等,俗称“三泥”,这些含油污泥组成各异,通常含油率在10%~50%之间,含水率在40%~90%之间,同时伴有一定量的固体。
2.含油污泥的危害
含油污泥体积庞大,若不加以处理直接排放,不但占用大量耕地,而且对周围土壤、水体、空气都将造成污染,伴有恶臭气体产生,而且对周围土壤、水体、空气都将造成污染,伴有恶臭气体产生,污泥含有大量的病原菌、寄生虫(卵)、铜、锌、铬、汞等重金属,盐
类以及多氯联苯、二恶英、放射性核素等难降解的有毒有害物质。
3.常用污泥的处理方法
含油污泥处理最终的目的是以减量化、资源化、无害化为原则。含油污泥常用的处理方法:溶剂萃取法、焚烧法、生物法、焦化法、含油污泥调剖、含油污泥综合利用等。
3.1 含油污泥的脱水
含油污泥中的水有以下四种形态:自由水(free water)、间隙水(interstitial water)、附着水(vicinal water)[或表面水surface water]、化学结合水(chemical-bound water)。
常用含油污泥脱水方法及效果见表1[7]。
表1 常用含油污泥的脱水方法及效果
脱水方法
脱水装置
脱水后含水率%
脱水后状态
浓缩脱水
重力、气浮、离
心浓缩
95-97
近似糊状
自然干化法
自然干化场、晒
沙场
70-80
泥饼状
机械脱水
真空过滤
真空转鼓、真空
转盘
60-80
泥饼状
压力过滤
板框压滤机
45-80
泥饼状
滚压过滤
滚压带式压滤机
78-86
泥饼状
离心过滤
离心机
80~85
泥饼状
干燥法
10-40
粉状、粒状
焚烧法
0-10
灰状
3.2 含油污泥的调质
经重力沉降脱水后的黑色粘稠含油污泥浓缩液,一般由水包油(O/W)、油包水(W/O)以及悬浮固体共同组成,属于多相的胶体体系,组成较为复杂。由于含油污泥颗粒表面吸附同种电荷,相互之间排斥,加之充分乳化,极难脱稳,使得油、水、泥渣分离比较困难。需要加入调质剂,使原油与固体颗粒分离、油滴聚合、原加入的化学药剂随固体杂质沉降,实现油、
水、渣三相的完全分离。
李凡修对含油污泥调质-机械脱水处理工艺进行研究,该技术的关键在于对调质中所用的絮凝剂[8]、破乳剂、调节剂[9]种类与用量的选定、脱水机械类型的选择,以及脱水机械运行参数的确定。
据报道Jan Bock, Sanjay R Srivatsa, Aldo Corti等[10]人分别发明了通过含油污泥调质—机械脱水工艺回收油的有关专利技术:通过投加表面活性剂、稀释剂(葵烷等)、电解质(NaCl溶液),或者破乳剂(阴离子或非离子)、润湿剂(可增加固体微粒表面和水的亲合力)和pH值调节剂等,并辅以加热减粘(最佳为50℃上)等调质手段,实现水—油—固三相分离。据有关资料,国内的辽宁省盘锦市辽河油田锦州采油厂获得一项含油污泥调质及回收原油的的专利技术[11]。
3.3 萃取法萃取法是利用“相似相溶”原理,选择一种合适的有机溶剂作萃取剂,将含油污泥中的
原油回收利用的方法。黄戍生等利用多级分离萃取加一级热洗方法处理含油污泥[12],处理后污泥可达到农用污泥排放标准,化学药剂可循环使用。
超临界流体萃取技术,是一种新兴的含油污泥萃取技术,该技术正处于开发阶段。它将常温、常压下为气态的物质经过高压达到液态,并以之作为萃取剂,由于其巨大的溶解能力以及萃取剂易于回收循环使用。常用的超临界流萃取剂有甲烷、乙烯、乙烷、丙烷、二氧化碳等,这些物质的临界温度高、临界压力低,而且原料廉价易得,是良好的超临界萃取剂,且密度小,易于分离[13]。
目前,萃取法处理含油污泥还在试验开发阶段。萃取法的优点是处理含油污泥较彻底,能够将大部分石油类物质提取回收。但是由于萃取剂价格昂贵,而且在处理过程中有一定的损失,所以萃取法成本高,还没有实际应用于炼厂含油污泥处理。此项技术发展的关键是要开发出性能价格比高的萃取剂。
3.4 焚烧法
经过预先脱水浓缩预处理后的含油污泥,送至焚烧炉进行焚烧,温度800~850℃,经30min焚烧即可完毕,焚烧后的灰渣需进一步处理。
我国绝大多数炼油厂都建有污泥焚烧装置,采用焚烧处理最多的废物是污水处理场含油污泥,像长岭石油化工厂采用的顺流式回转焚烧炉,燕山石化公司炼油厂采用的流化床焚烧炉,在处理含油污泥方面都取得了良好的效果。目前国内焚烧炉类型主要有:方箱式、固定床式、流化床式、耙式炉或回转窑等炉型。
焚烧处理法优点是污泥经焚烧后,多种有害物几乎全部除去,减少了对环境的危害,废物减容效果好,处理比较安全,缺点是焚烧过程中产生了二次污染,浪费了宝贵资料。
3.5 生物法
含水污泥的生物处理技术主要有即地耕法、堆肥处理法和污泥生物反应器法。主要是利用微生物将含油污泥中的石油烃类降解为无害的土壤成份。据资料报导,地耕法可对土地和地下水产生一定的污染,故在一些发达已经停止使用。
堆肥法是将含油废弃物与适当的材料相混合并成堆放置,使天然微生物降解石油烃类的过程。堆肥法有四种堆制方法:堤形堆肥法、静态堆肥法、封闭堆肥法和容器堆肥法。堆肥法是一种有效的生物处理方法,含油污泥中烃类的半衰期约为2周。处理后的含油废弃物可填埋或施用农田。
生物反应器是一种将含油污泥稀释于营养介质中使之成为泥浆状的容器。由于生物反应器能人为地控制充氧、温度、营养物质等操作条件,烃类物质的生物降解速度较之其他生物处理过程更快。加入驯化过的高效烃类氧化菌,可加快烃类的生物降解。据文献报道,当固体负荷为5%时,生物降解半衰期为5天。生物反应器法适用于含油污泥,也适用于油污土壤及含油钻屑,含油废弃物经处理后,液体部分可排入处置井(坑、池)或另作他用(如回用);固体部分可用施用农田,生物反应器法也可用于石油工业废弃物的预处理以减少烃类含量,然后进行其他处理。
3.6 焦化法
含油污泥中含有一定数量的矿物油,其组成主要有烷烃、环烷烃、芳香烃、烯烃、胶质及沥青质等。焦化法处理含油污泥是利用高温条件下烃类的热裂解和热缩合反应产生液相油品、不凝气和焦碳产品。
赵东风等[14]利用平均含油率为69.46%,含水率为4.71%的含油污泥进行焦化反应,反应时间为60min,反应温度为490℃,反应压力为常压。在此条件下,液相产品的收率为88.23%,产品主要为汽油、柴油和蜡油。
3.7 调剖技术
利用采出水中的含油污泥与地层有良好配伍性,以含油污泥为基本原料,采用化学处理方法,加入适量的添加剂,悬浮其中的固体颗粒、延长悬浮时间、增加注入深度,有效地提高封堵强度,并使油组分分散均匀,形成均一、稳定的乳状液。由含油污泥配成乳化悬浮液调剖剂,应用于油田注水井调剖,在地层到达一定深度后,受地层水冲释及地层岩石的吸附作用,乳化悬浮体系分解,其中的泥质吸附胶沥质和蜡质,并通过它们粘联聚集形成较大粒径的“团粒结构”,沉降在大孔道中,使大孔道通径变小,封堵高渗透层带,增加了注入水渗流阻力,迫使注入水改变渗流方向,提高了注入水波及体积。通过优化施工工艺,可使含油污泥只封堵住高渗透地带,而不污染中、低渗透层。处理后的含油污泥作为调剖剂需达到的技术指标为:含油污泥粘度低(≤0.3Pa·s),可泵性好;加入悬浮剂后含油污泥悬浮性能好,沉降时间大于3h。
河南油田在双河油田437块Ⅱ4-6层系进行了含油污泥调剖试验取得了较好的效果[15、16]。胜利油田桩西油田进行含油污泥调剖试验也取得较好效果[17]。
3.8 其它方法
除了以上含油污泥处理方法外,还有地耕法、含油污泥固化法、化学破乳法、固液分离法[18]土地填埋技术,含油污泥的综合利用一般是利用含油污泥铺路、制砖、制作蜂窝煤等。国外还有含油污泥低温热解技术,以及采用溶剂和低频声波分离油泥的方法[19]等。
4.各种处理方法比较
①简单处理:含油污泥直接填埋或固化后填埋都具有简单易行的特点。含油污泥直接填埋是目前多数国内油田采用的主要含油污泥处置方法,但这种既方法浪费了其中的宝贵能源,还有可能导致环境污染。其中,固化后填埋的方法可降低环境危害,但多数不能满足现行的环保要求。
②物理化学处理:各类物理化学处理方法多以回收原油为目的,因此主要适用于含油量较高的含油污泥,处理过程通常需要加入化学药剂,需要专门的处理设施,处理过程复杂,成本较高。原油价格居高不下和含油污泥排放征收较高排污费,使这一方法仍有诱人的前景。该方法的缺点是,油回收不彻底,存在废水和废渣二次污染物问题,仍需考虑进一步处理或综合利用。另外,油田含油污泥产生面广,多是断续产生,不同来源的含油污泥性质各异,限制了该处理方法在油田的全面使用和推广。
③生物处理技术:由于生物处理法具有节约能源、投资少、运行费用低等优点,目前受到国内外环保产业界人士普遍关注和重视。通过生物处理技术实现含油污泥的固液分离和油的去除,剩余残渣达到污泥排放标准。优点是不需加入化学药剂,消耗能源较少,绿色环保,但土地耕作法和堆肥法需大面积土地,生物反应器法仍有废渣排放,且处理时间长,操作复杂。
④焚烧法:焚烧必须在专门建立的焚烧炉中进行,可比较彻底地消除含油污泥中的有害有机物,如不考虑燃烧热能的综合利用,会造成能源浪费。
⑤作燃料:作燃料是利用含油污泥中所含能源的一种综合利用方式,但不能提取其中的原油,在利用这种方法时应从经济和环境两个方面进行综合考虑。含油污泥几种主要处理方法优缺点列于表2中。
表2 含油污泥主要处理方法优缺点比较
序号
处理方法
适用范围
优点
缺点
1
简单处置
各类含油污泥
简单易行
污染环境,不能回收原油
2
物理化学处理
含油量在5-10%以上的含油
污泥
回收原油,综
合利用
需处理装置,需加入化学药剂,仍有污水、废渣排放,处理费用较高
3
生物处理
各类含油污泥
节省能源,无需化学药剂
处理周期长,不能回收原油
4
焚烧处理 含油量在5-10%以下的含油污泥及含有害有机物的污泥
有害有机物处理彻底,
需焚烧装置,通常需加入助燃燃料,有废气排放,不能回收
原油
5
作燃料、制砖
各类含油污泥
综合利用,较
易实行
不能回收原油,有废气排放
5.结束语
含油污泥主要来源于油田开采、油气集输及污水处理场,含油污泥的处理技术也多种多样,每种方法都有各自的优缺点和适用范围,但由于含油污泥成份复杂,没有任何一种处理方法可以处理所有类型的含油污泥,对含油污泥进行分级处理以及对处理方法进行分级是今后研究的主要方向。
⑻ 广东地区土壤中的石油烃含量
农用地土壤中的石油烃可执行500mg/kg标准值
石油烃污染场地已成为国内外污染场地的关注类型之一。我局塌国采油区主要污染物为石油烃和多环芳烃(PAHs);化工类园区及周备腊指边土壤的主要污染物为PAHs。为加强对土壤中石油烃类污染物的风仿配险管控,生态环境部已将石油烃类列为土壤中主要污染项目并加以限制。
⑼ 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NO-3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,NO-3,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,NO-3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,NO-3含量随深度变化测试结果石油含量TDS含量NH+含量NO-含
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,NO-3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,NO-3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,NO-3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,NO-3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,NO-3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,NO-3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,NO-3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,NO-3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,NO-3含量分析
表6-23 试3区土壤pH值,含水率(w),TDS,NH+4,NO-3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,NO-3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,NO-3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,NO-3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,NO-3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,NO-3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,NO-3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,NO-3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,NO-3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,NO-3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,NO-3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,NO-3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,NO-3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,NO-3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,NO-3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,NO-3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,NO-3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,NO-3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。
⑽ 地下水中总石油烃含有多少算是标准
截止到目前,相关的标准一直在更新中。
其中地下水质量直接相关的标准有一项——地下水质量标准。目前颁布的最新的GB/T 14848-2017 地下水质量标准中,无总石油烃TPH项,因此无法直接引用。
目前的通用做法是参考下列标准:
① GB 3838—2002 地表水环境质量标准中,有石油类标准值(分为1到5五类,分别为0.05、0.05、0.05、0.5、1.0 ,单位:mg/L);
I 类 主要适用于源头水、国家自然保护区;
Ⅱ类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类
产卵场、仔稚幼鱼的索饵场等;
Ⅲ类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水
产养殖区等渔业水域及游泳区;
Ⅳ类 主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区;
Ⅴ类 主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。
② GB5749-2006 生活饮用水卫生标准中,有石油类标准限值为0.3mg/L。
在工业场地的地下水评价中,一般采用保守算法,按照生活饮用水石油烃标准限值0.3mg/L来评价。
参考:
GB/T 14848-2017 地下水质量标准;
GB 3838—2002 地表水环境质量标准;
GB5749-2006 生活饮用水卫生标准。