石油污染地的土壤修复技术
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科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I N FORM TI ON 2008NO .26SC I EN CE &TECH NO LOG Y I N FOR M A TI O N 高新技术随着石油工业的发展,在采油、炼油、运输与利用过程中,不可避免地造成石油废弃物对土壤的污染。
特别是油田的油污染是整个石油烃污染源总体中的重点。
大量的油泥不仅造成严重的环境污染问题,同时也给石油企业造成重大的经济损失,因此,石油污染土壤的治理势在必行。
90年代以来,污染土壤的治理是世界各国极为重视的热点问题。
其处理方法主要有3种:物理处理、化学处理和生物处理(生物修复)。
其中生物修复技术被认为最有生命力。
在美国和欧洲污染土壤生物修复技术早已走出实验室,并在许多受有毒有害有机污染物污染土壤修复计划中得到应用。
但是,我国还仅限于理论研究和小型实验。
污染土壤生物修复技术可分为就地处理(I n si t e)和场上处理(O n si t e)两种类型,预制床工艺属于场上生物修复技术,这一技术将污染土壤集中在生物修复预制床上,可保证理想的工艺条件与处理效果,还可防止处理过程中污染物向环境的转移,被视为一项具有广阔应用前景的处理技术。
在对预制床工艺条件具优化研究的基础上,在江汉油田采油一矿建立了应用预制床工艺处理石油污染土壤实用规模的工程,对江汉油田4种不同类型的石油污染土壤进行了生物修复研究,取得了实用规模条件下石油污染物去除的良好效果,其工艺条为大规模处理石油污染土壤提供了科学依据,也为江汉油田石油污染土壤的治理开辟了新的途径。
江汉局环境监测中心站也做了石油污染物对农作物的影响研究探讨。
1材料与方法1.1处理场在江汉油田采油厂附近,建立了处理场。
其规模为长20m ,宽10m ,周围有1m 高的挡板。
下设通风道和防渗层,上设防雨棚。
1.2污染土壤采自江汉油田谭口、钟市作业区4种不同类型的石油污染土壤。
土壤中石油烃(C10~C40)的前处理方法研究摘要:随着经济的快速发展,人们对石油类产品的需求急剧增加,大量的石油碳氢化合物在石油产品的开采、运输、加工和储存及使用过程中泄露至环境中,全球每年约有800万t石油污染物进入生态环境,我国每年也约有60万t石油污染物进入环境,对生态环境造成持久且难以修复的破坏,严重威胁着人类的健康。
与此同时,石油烃中含有的长链烷烃和多环芳香烃等因其结构稳定难以被降解,给修复带来了严峻的挑战。
石油烃污染的修复技术可分为物理修复、化学修复和生物修复三大类。
其中,物理修复方法是指通过物理手段将石油烃污染物质移除或转化为低毒或者无毒形态的技术手段,主要包括有土壤置换、气相抽取、萃取洗脱、电动修复、热脱附等技术。
基于此,本篇文章对土壤中石油烃(C10~C40)的前处理方法进行研究,以供参考。
关键词:土壤;石油烃(C10~C40);前处理方法引言随着国内石油化工产业的快速发展,由于石油泄漏以及老旧厂区退役造成的石油烃污染土壤日趋增多。
相关资料显示,我国部分石油化工园区土壤中石油烃质量分数高达10000μg/g,每年新污染土壤1×108kg。
土壤中的石油烃在改变土壤环境的同时,还会通过植物吸收进入人体,长期接触可造成不可逆的损害。
石油烃污染土壤常用的修复技术主要有物理修复、化学修复以及生物修复等。
其中,热脱附技术具有修复周期短、去除效率高等明显优势而受到广泛关注。
研究了温度、土壤质地以及时间等对土壤中柴油污染去除过程的影响,结果表明吸附过程和解吸效率受土壤质地的影响,处理温度和时间是影响修复过程的关键因素。
研究了被高浓度柴油污染的土壤在不同工艺条件下的热脱附过程,结果表明随着加热温度的升高,平均反应速率常数增加,说明热脱附过程变得更快更有效。
试验结果表明,较低的压力环境有利于提高多氯联苯热脱附效率。
目前大部分研究主要集中在多环芳烃、多氯联苯等污染物,而对土壤中不同碳数范围的石油烃组分热脱附行为的研究相对较少。
石油开采对生态环境的影响与修复石油开采作为一项重要的工业活动,对生态环境产生了重大的影响。
本文将探讨石油开采对生态环境的影响,并提出一些对策和方法以修复受损的生态环境。
一、石油开采对生态环境的影响1. 土地退化:石油开采常常需要进行深度开掘和炸药爆破,这会导致土地下沉和地表裂缝,进而引发土壤侵蚀和土地退化问题。
2. 水资源污染:在石油开采过程中,大量淡水被用于开采和提取过程,而这些用水往往会被污染后排放。
石油开采也可能导致地下水资源受到污染,对水生态系统造成破坏。
3. 生物多样性丧失:石油开采常常需要开辟大面积的工业园区,这导致了大量自然栖息地的破坏和生物多样性的丧失。
石油开采也会造成生态链的中断,影响当地生态平衡。
二、石油开采对生态环境的修复方法1. 土地修复:采用合适的土壤改良技术,如添加有机物质和缓解土壤酸碱度等方法,有助于恢复受损土地的肥沃度。
在退化的土地上种植适应性强的植物也是一种有效的修复方法。
2. 水资源净化:应该加强污水处理设施的建设和管理,确保石油开采过程中产生的废水得到有效处理,不对周边水体造成污染。
此外,开展水源保护工作,合理管理水资源、加强生态治理也是必要的。
3. 生物多样性保护与恢复:建立自然保护区和生物多样性保护区,保护濒危物种和重要生态系统。
同时,进行分类监测和评估,以了解石油开采对当地生物多样性的影响,并采取相应的保护措施,如建立野生动植物保护基地。
4. 社会责任:石油公司应当积极承担社会责任,加强环境保护意识,推动技术创新和绿色发展。
与当地政府和社区合作,建立长期的生态保护项目,以确保石油开采活动与当地生态平衡相协调。
三、石油开采对生态环境的影响与修复之平衡尽管石油开采对生态环境有一定的负面影响,但是通过合理的管理和修复措施,可以在一定程度上平衡开采和生态环境之间的关系。
例如,石油开采企业可通过投入资金和技术力量,进行环境保护和生态修复工作,还原受损的生态系统。
中石油盐碱地治理措施一、背景介绍中石油是中国最大的石油企业之一,其在全国各地都有石油开采和加工厂。
然而,由于长期的过度开采和不合理使用水资源,中石油所在地区出现了大量盐碱地,严重影响了当地的生产和生活。
二、盐碱地治理的必要性1. 盐碱地会导致土壤质量下降,影响农作物生长。
2. 盐碱地会导致水资源浪费,影响当地居民的生活。
3. 盐碱地会导致环境污染,影响当地生态环境。
三、盐碱地治理的措施1. 水利工程建设中石油可以通过修建水库、引水渠等水利工程来解决盐碱地问题。
这些工程可以将远处的清洁水源引入到盐碱地区域,并通过灌溉等方式来改善土壤质量。
2. 科学耕作中石油可以通过科学耕作来改善盐碱土壤质量。
在种植作物前可以进行深松、施肥等预处理措施;在种植过程中可以采用合理的轮作制度,以减少土壤中盐分的积累。
3. 植被恢复中石油可以通过植被恢复来改善盐碱地区域的生态环境。
可以在盐碱地上种植耐盐碱度高的植物,如碱蓬、海藻等;也可以在盐碱地周围种植防风固沙的树木,如杨树、柿子树等。
4. 生态修复中石油可以通过生态修复来改善盐碱地区域的生态环境。
在盐碱地上建设人工湿地,利用湿地植物和微生物降解污染物质;也可以通过引入天敌等方式来控制害虫和有害生物数量。
5. 土壤改良中石油可以通过土壤改良来提高盐碱土壤质量。
在土壤中添加有机肥料、石灰等物质,以调节土壤酸碱度和提高土壤养分含量;也可以采用微生物技术、化学处理等方式来降低土壤中的盐分含量。
四、实施效果通过以上措施的实施,中石油可以有效地改善盐碱地区域的土壤质量、水资源利用效率和生态环境质量,提高当地居民的生产和生活水平。
同时,这些措施也有助于减少环境污染和保护生态环境。
五、结论中石油作为国内最大的石油企业之一,在治理盐碱地问题上肩负着重要的责任。
通过科学合理的措施和持续不断的努力,中石油可以为当地居民带来更好的生产和生活环境,同时也为保护环境做出应有的贡献。
土壤环境修复工程案例一、焦化厂旧址土壤修复案例。
在北方的一个老工业城市里,有一片曾经辉煌的焦化厂旧址。
这片土地啊,就像一个被重病缠身的病人,黑乎乎的,散发着刺鼻的气味。
1. 问题严重。
多年的焦化生产让这里的土壤被多环芳烃、苯系物等污染物严重污染。
这些污染物就像一群恶魔,不仅让植物难以生长,对周边居民的健康也存在潜在威胁。
附近的地下水也受到了污染,水变得浑浊,还有怪味。
2. 修复方案。
工程师们首先采用了物理化学修复方法。
他们就像一群超级英雄,开来了大型的挖掘设备,把污染最严重的表层土壤挖走。
这就好比给病人做个大手术,先把最严重的病灶切除。
然后,把挖出来的土壤运到专门的处理场地,用化学试剂进行处理。
就像给土壤吃“药”,让那些污染物分解或者固定住,不再到处乱跑。
对于剩下的污染较轻的土壤,采用了微生物修复技术。
工程师们往土壤里注入了特殊的微生物菌群,这些微生物就像一群小清洁工,它们以污染物为食,慢慢地把污染物分解成无害的物质。
3. 修复成果。
经过几年的努力,这片曾经的焦化厂旧址发生了惊人的变化。
土壤的颜色慢慢变浅了,刺鼻的气味消失了。
再种上一些花草树木,它们居然茁壮成长起来了。
地下水的水质也逐渐改善,附近的居民再也不用担心健康受到威胁了。
二、农田土壤重金属污染修复案例。
在南方的一个小乡村,那里的农田原本是村民们的希望之地,可是由于附近有个小冶炼厂,农田的土壤被重金属镉、铅等污染了。
1. 污染状况。
村民们发现,田里的水稻长得越来越差,稻穗又小又瘪。
有些地方的土壤颜色都有点发红,这可不是什么好兆头。
检测后发现,土壤里的重金属含量严重超标,这些重金属就像隐藏在土壤里的“小偷”,偷走了土壤的肥力,还危害着农作物的质量。
2. 修复手段。
首先采用了植物修复法。
科学家们挑选了一种叫做东南景天的植物,这种植物可神奇了,它就像一个重金属的“吸铁石”,能够大量吸收土壤中的镉。
在农田里种上大片的东南景天,等它们长大后再收割掉,就把一部分重金属带走了。
农田土壤的石油污染农田土壤的石油污染石油是目前全球最重要的能源之一,但由于不当的使用和管理,石油产品的生产和使用过程中经常发生泄漏和溢出,造成严重的环境问题。
其中之一就是农田土壤的石油污染。
本文将探讨农田土壤石油污染的影响以及防治措施。
一、石油污染对农田土壤的影响石油污染对农田土壤产生广泛而深远的影响。
首先,石油中的有毒物质会渗入土壤中,破坏土壤物理结构,使土壤变得紧实,导致水分和氧气的渗透性下降,影响作物的生长。
其次,有机物质中的污染物会干扰土壤中微生物的正常活动,破坏土壤的生物多样性,削弱土壤的自净能力。
此外,石油中的重金属元素和有机物质会积累在土壤中,进而通过食物链进入人体,对生态系统和人体健康产生潜在风险。
二、农田土壤石油污染的防治措施为了减少石油污染对农田土壤的影响,需要采取一系列的防治措施。
以下是一些常用的方法:1.事故应急响应:及时发现石油泄漏或溢出事故,要迅速采取措施控制污染源,减少石油进入土壤的数量和范围。
应建立健全的事故应急预案,提高应对突发事故的能力。
2.土壤修复技术:针对受污染的农田土壤,可采用土壤修复技术进行治理。
常用的修复方法包括生物修复、物理修复和化学修复。
例如,通过生物降解、植物修复和土壤改良等方法,可以促进土壤中石油污染物的降解和修复。
3.合理施肥和耕作管理:合理的施肥和耕作管理可以降低土壤石油污染的风险。
选择合适的肥料类型和使用量,避免过度施肥造成肥料残留和农药污染。
此外,合理的耕作措施,如轮作、深翻和覆盖等,有助于改善土壤结构和增加土壤有机质含量。
4.农田管理和监测:加强农田管理和监测,定期检测石油污染物在土壤中的含量,及时发现和解决问题。
同时,建立农田信息化管理系统,提高对农田石油污染的监控和预警能力。
5.加强法律法规的制定和执行:加强石油污染防治的法律法规制定和执行力度,对违反石油污染防治规定的行为,要依法追究责任,加大处罚力度,形成有效的威慑机制。
结论农田土壤的石油污染对农业生产和生态环境造成了严重的影响。
石油污染地的土壤修复技术 环保所 杨国华 21214093 摘要:对石油污染土壤的各类修复技术进行了总结和归纳,并对各项技术的
优缺点加以比较,提出了一套石油污染地生态恢复的流程。关键词:石油污染地;土壤修复;生物修复;原位修复 石油是我们主要的能源产品,我们人类每天消耗的石油量是非常巨大的,在石油大量的开采储存运输使用的过程中,石油污染土壤的情况也越来越频繁 石油污染泛指由原油、石油初级加工品(汽油、煤油、柴油、重油、润滑油等)以及各类油的分解产物引起的污染。石油对土壤的污染主要集中于20cm 左右的表土层,主要表现为改变土壤结构, 影响土壤微生物群落的变化,妨碍土壤上栽种的作物生长甚至随食物链传递至高级生物体内,影响体内相关器官的正常功能,甚至引发癌变[1]。据统计, 我国石油企业每年可生产落地原油约70×1040t,其中有7×1040t 可能进入土壤环境[2]。石油污染的区域主要分布在油田周围、储油罐周围以及用含油水灌溉的农田等地区。由于油类物质可以在土壤中渗透,甚至到达含水层,因此还要考虑对石油污染地地下水中污染物的去除问题。 目前, 石油污染土壤的修复技术大致可以分为3 类,即物理方法、化学方法和生物方法。前两类方法通常被认为修复效果有限,费用高,且容易造成二次污染,而第3 类方法则不会产生类似的问题, 被认为有广阔的发展空间,是目前国内外研究的热点。 物理方法 热处理法 热处理法是将受污染的土壤加热,使得石油烃类物质受热分解或者挥发,从而达到净化土壤的目的。常用的加热方法主要有红外线、微波和射频、管道注入水蒸气等。该方法由于成本较高,因此,仅适用于小面积且污染情况比较严重的情况。 隔离法 隔离法是利用防渗材料,如水泥、粘土、石板、塑料板等,把污染土壤就地与未污染土壤或水体分开,以减少污染物的扩散作用。该方法主要用于污染严重,易扩散,且污染物在一段时间内可以分解的情况下。由于石油中的某些组分不易分解,因此,此法对于去除土壤中石油污染效果较差。 换土法 换土法主要分为翻土、换土和客土3 种方法,其主要思路都是利用新鲜的未受污染的土壤替换或者部分替换被污染的土壤,达到稀释污染物的目的,其去除污染物的机理主要利用了土壤的环境容量。其中翻土是利用深层未受污染的土壤来稀释,换土则是将受污染的土壤转移换成未受污染的土壤,客土则是在原土中直接加入未受污染的土壤,从而达到降低污染物浓度水平的目的。显然这种方法主要用于处理受污染面积较小的情况。 其它物理方法 除上述3 种方法外,常见的物理方法还有焚烧法、空气吹脱法等。物理方法去除石油污染的机理主要是污染物的转移,并没有从根本上解决污染问题, 因此这类方法不值得提倡。但对于一些突发紧急情况,仍有应用的必要。 化学方法 萃取法 萃取法是利用有机溶剂来萃取土壤中的石油类物质,然后对有机相内的物质进行分离,回收石油类物质,这种方法适合于面积小且石油污染浓度高的情况。由于有机溶剂的使用,使得修复的成本明显升高,且有机溶剂的回收率通常很低,因此制约着该方法的发展。有一种比较特殊的萃取法,又称为浮选法,它利用了油类物质憎水的特点,用水作为萃取剂来萃取土壤,使得土壤中的石油类物质与水分层,从而达到去除油类污染物的目的,这种方法对于粒径在75~8300μm 的土壤颗粒中的石油类物质去除率可达65%~80%。由于这种方法不需要额外的有机溶剂,因此被认为有广阔的发展空间。 土壤洗涤法 土壤洗涤法是利用表面活性剂和水混合而成的洗涤液,浸泡破碎的污染土壤,从而在水相中富集了含有污染物的表面活性剂,将经过洗涤后的土壤回填至原地。常用的表面活性剂为含有8~15 个碳的支链醇与2~8 个环氧乙烷单元的加成物。为了防止油和洗涤液形成乳化液,必须限制表面活性剂的量(体积分数)少于0.050%[5]。土壤洗涤法可以有效地去除土壤中的石油污染,但容易造成二次污染等问题。 化学氧化法 化学氧化法是利用化学物质的氧化性使得土壤中的石油烃组分得到去除,常用的氧化剂有二氧化氯、臭氧、过氧化氢、高锰酸钾等,其中认为二氧化氯造价低,且对石油烃类有较高的处理效率。化学氧化法去除土壤中的石油污染通常与去除地下水中的石油污染同时进行,可以与空气吹脱法结合进行。 其它方法 除上述3 种方法外, 光催化法、CSP 法也是目前经常使用的方法。光催化法的主要思路是寻找合适的催化剂,使得光对石油烃的分解速度加快;CSP 法则是利用含碳的物料,如煤、焦炭等,当作吸附物,结合浮选法等工艺,使得石油烃与土壤分开。 生物方法 由于生物方法主要依托生物对于污染物的富集、吸收以及降解能力,因此寻找合适的微生物和植物成为了生物方法研究的一个重要内容;另一方面的内容是研究如何在土壤中创造有利于生物生长的理化条件,即各种生物如何实现土壤修复的具体技术。 投加法 a)第1 种类型是为了改善微生物的生长环境。经过石油污染的土壤中往往存在着大量嗜油菌,在合适的条件下,这些微生物可以大量繁殖,从而去除土壤中的石油烃。通常投放的营养物质主要是N、P 等营养元素, 也有投加Ca、Mg 等元素的实例。需要指出的是,营养元素并非加得越多越好,需要满足一定的比例,如微生物生长所需的碳、氮、磷质量比大约为1200∶100∶1。土壤中的氧气水平直接影响微生物对于石油烃类的氧化速率,常用的供氧方式为通风、H2O2等。通风过程是对被污染的土壤进行真空或者加压曝气,使得土壤中的微生物活性提高;H2O2可以直接氧化一部分烃类污染物, 又可为微生物的氧化过程提供充足的电子受体,强化它们对烃类污染物的氧化降解作用, 但浓度过高时又会毒害微生物。 b)第2 种类型是为了促进微生物对于石油烃类的吸收,如投加表面活性剂、生物膨胀剂等。研究表明,表面活性剂可以促进微生物对于石油烃类的降解,其主要机理是表面活性剂可以增加微生物与石油烃的接触机会,从而提高微生物对石油烃的降解能力。例如从玫瑰红中制得的生物表面活性剂可以明显提高微生物对于石油烃的降解能力,与传统表面活性剂相比,可提高1.4~2.3 倍。目前在石油污染土壤中添加生物膨胀剂也是一个主要方法, 该方法主要利用各种植物的残体与土壤混合,可以使土壤中的微生物生长迅速。N.0Vasudevan 等人发现投加小麦糠的土壤油类去除率可达到76%,而投加营养盐的土壤油类去除率仅为66%。 c)第3 种类型是引入特异性微生物来降解、吸收石油烃。引用外来种来解决本地的污染问题一定要慎重,根据物种竞争理论,外来种的侵入往往具有使本地种灭亡的危险。因此只有当本地微生物种群已经完全消失或者对于本地区的污染物去除能力十分有限的前提下,再引入外来菌种进行污染物的降解和吸收。Andrew 等人总结了能够降解若干持久性有机污染物的菌种,这些持久性有机物质主要包括菲、蒽等多环芳烃组分,以及多氯联苯等。 上述几种投加法具有一个相同的特征,就是对于石油烃的去除过程是在原地完成的,因此,上述几项技术又被称作原位处理技术, 与之相对应的就是异位处理技术,即对土壤中的石油烃的去除过程在异地进行。 异位处理方法 a)预制床法: 将受污染的土壤平铺在不渗漏的平台上,向土壤中加入营养液和水,定期翻动充氧,将处理过程中产生的溶液回灌以去除污染物。该法实际与前面的投加法类似,只是避免了污染物的进一步向下迁移。 b)堆肥法:将受污染的土壤与其它物质,如树皮等,混合堆肥,在堆肥的过程中,污染物可以通过与其它物质的共代谢作用得到去除,难降解有机物/0易降解有机物(堆料比)在1∶30时可取得较好的降解效果。 c)生物反应器法: 该法是一种人工强化微生物降解的过程, 去除效果的好坏主要取决于反应器的构造和功能,泥浆反应器是应用比较广泛的一种。将受污染的土壤制成泥浆,并使其维持在适合生物降解的条件下,使得泥浆中的污染物质被清除。这种方法处理效果较好,且上一批处理的泥浆可用于接种下一批的泥浆,加快降解速率。 异位处理方法由于涉及到远距离的输送,成本相对提高;且由于场地和条件限制,不适合大批量的处理污染土壤。 植物修复技术 植物去除有机污染物的机理主要包含3 个方面,即植物对于有机物的直接吸收,植物的分泌物,如硝酸盐还原酶可以还原TNT 等成分,以及植物通过提高根系微生物的数量和活性去除有机污染物。其中,植物能够直接吸收的组分主要为二甲苯、含氯有机溶剂和短链脂肪族化合物。 思考与建议 生态恢复工程是一项复杂的系统工程,不可能单纯依靠技术解决,还应当有法律、政策等的配合,综合整个生态系统恢复过程,必须考虑以下6 点: a)寻找污染的原因,终止污染行为,这是一切修复措施得以成功实施的最基本前提。 b)在石油污染地的生态恢复过程中, 要始终把去除污染地的石油烃这一目标放在生态恢复的前面。只有石油污染水平下降了,生态环境才有可能恢复。 c)石油污染的去除技术中,物理、化学和生物方法并没有明确的界限,应当结合使用。 d)方法选择应以当地的污染状况、环境特点为基础。在高温、低温、高盐、高碱地区就无法使用常用的一些生物进行恢复,而需要引入特殊的生物来进行修复。因此充分调查当地的气候、生态等资料十分必要。 e)遵循生态学原理和生物学理论, 采取的措施要尽量符合自然规律,给自然带来的扰动最小;不提倡污染转移,要尽量避免二次污染。 f)生态恢复工程不可能立竿见影,需要有持续的反馈机制,当修复效果不佳的时候,要及时查找原因,随时调整修复方案。 根据上述6 条原则,提出以下石油污染地生态恢复流程: