固废及土壤含油量检测方法研究进展
杨林
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杨林,. 固废及土壤含油量检测方法研究进展[J]. 水土保持与应用,2023.8. DOI:10.12721/ccn.2023.157075.
摘要: 针对固废及土壤含油量污染的检测,目前行业没有统一明确的固有手段,从检测方法所面临的普遍情况考虑,目前各种方法主要存在的污染产品不一致、标准油品不一致、处理与控制方法不一致、萃取物种类多且有毒等情况。所以及时建立对油含量固废和污染物土壤的控制措施,明确污染来源、统一管理和控制手段,根据含油量情况选择最适当途径,采用绿色环保的萃取剂以降低对人体健康和自然环境的危害,并建立覆盖范围较为广、环保、方便、相对准确的检测方式,为污染检测、防治和土壤恢复工作提供有效依据。
关键词: 固废及土壤;含油量;检测;方法
DOI:10.12721/ccn.2023.157075
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前言

随着市场经济的繁荣与发展,人们对原油的需求量愈来愈大,由此促进了原油利用事业的蓬勃发展。但是因为工程技术和管理水平上的问题,大量的石油直接或间接渗入了土地,从而将土壤严重污染,以致于大量石油灌到了一定深度土层的孔隙,严重影响了土层的透气性,因此,含油固废的无害化处理与资源化使用,以及含油高危害土地的治理、复耕是目前中国环境污染综合治理的重点任务。而清晰、具体的污染物监控指标,以及简单、科学、精确的油类检测手段,是目前中国石油石化环境污染综合治理人员进行科学研究与环境污染综合治理工作的有力保障。

1.土壤石油污染来源

是指石油和天然气等从开发、输送、贮存和利用过程中,进入了生态环境,其规模和速率超过其自净作用的速率,破坏了其在生态环境内的天然动态平衡,使其累的后果造成生态环境原有作用的丧失和环境价值的降低,并进入食物链,最后直接影响到了人体健康的状况。

1.1 开采过程产生的落地原油污染

据研究,目前油田企业每年产生落地的石油约有七百万吨,而在油田企业每作业一次遗留于井场的地落油约有数十至几百千克。有些地方的原油井口周围约5m×5m区域为严重污染带,地面为黑色;50m×30m区域则为高度污染地带,有大量原油、油泥等分布。

1.2 含油矿渣、污泥、垃圾的堆置

原油在开发、炼制过程形成一定量的油废弃物,这类物质主要有油屑、泥浆等。这种废弃垃圾经常堆放于厂矿附近,在堆积的过程中,通过暴雨的侵蚀、淋洗浸入附近泥土中,造成泥土中石油烃类浓度较非堆放区高几倍,甚至还会将大面积的土壤破坏,变成寸草不生的荒原。

1.3 采油废水污染

原油开发、炼制、加工企业和以石油为原材料的石油化工部门排出的废水中存在着大量的石油烃类化合物,而此类废水的大量排出也必然造成了土壤使用环境的污染。大部分的污染物都被直接排出,从而导致了土壤、地表水和地下水的严重污染。

1.4大气污染及汽车尾气的排放

石油天然气炼化加工企业中和石化工厂在石油化工生产作业过程中,都有很大部分的挥发性石油烃和可吸挥发性成分直接进入了大气环境颗粒物中,而同时这些挥发成分同时也往往能够直接通过催化剂与来自大气环境污染物中的颗粒充分的反应融合并成为高效减尘缓释物质而顺利进入污染土壤中。也曾经有研究结果表明,大气污染物中的污染物质在较其他地方高出一至二倍。此外,由于基本上所有都使用过汽、柴油的车辆,在高速行驶状态中排气管所需要排出去的汽车尾气混合物中可能也都存在残留着相当大量的尚未开始燃烧的挥发性原油成分,而有时这些挥发成分最终也是会直接以沥青沉淀物颗粒的颗粒形式直接流入环境。所以,在马路的二旁的泥土堆中也往往可能具有数量较多的含油等污染物[1]。

2.油含量检测方法研究

原油化合物主要是由各种碳氢化合物混合物质构成,组成原油混合物的基本化学元素组成主要为碳(83%~87%)、氢(11%~14%,其余为氧(0.08%~1.82%)、硫(0.06%~0.8%)、氮(0.02%~0.7%)及部分微量金属元素组成(镍、钒、铁、锑等)。碳氢化合物分解所需形成的烃类成分约分别为原油成分量的约95%和~99%。将原油成分按以下四组细分为饱和分(烷烃、环烷烃)、芳香分(芳香烃,包括苯系物、萘及多环)、胶质成分和沥青物质等。总石油烃类最初就是指的各种形式在原油分子中同时存在着的各种含有多种碳氢化合物组分的复杂混合物,但按不同形式烃类组成的基本化学元素组成类型及其化合物所占组分比重差别亦较大,可分大致应属于正烷烃、环烷烃、芳香烃类等三种。在二个不同的高密度成分的混合油物中,存在着总石油烃含量比例分布的一定程度差异,因此高稠油物的胶质与沥青含量比率都很可能会达至30%以上,总石油烃含量则低于一般油类的70%。在这样一样的情况与条件下,利用总石油烃的比例检测的方式一般就已经能够同时检出全挥发性物与半挥发性有机物了,即为C8~C34,但如果是C35或以上则便还无法测定出来[2]。

常用到的各种测定仪器方式,主要有重量分析法、紫外线分光光度法、红外线分光光度法,以及气相色谱质谱法等。重量法油品检测技术一般认为几乎不受某种特定油品浓度的限制,也是基本上不需要额外配备各种专门油品测量分析设备,其测试仪器精密度稳定性能和测试质量可靠性方面相对都会变得比较好,适合油含量高的污染物测定,但损失了沸点低于提取剂的石油组分,不能对石油烃的不同组分进行分别测定。紫外分光光度法的测定值偏低 ,不过又由于紫外分光光度法检测的相对标准偏差值又远远的小于重量法,且该方法可针对土壤检测特性,所以其检测分析结果通常也会比较精确稳定。而红外分光光度法不适于测定汽油或是其他挥发性组分(即不含轻质组分)。气相色谱质谱法则可确切计算出不同馏分化合物的含量,以较精确得反映出对大气环境对系统的污染损害严重程度范围和直接危险性,而通常仅适合用来分析测定那些主要组分由C8~C34所组成的烃类。

 对于检测方法研究建议一般注意以下三点:一是指根据所设计要求使用的生产方法和其中的各种原料,统一采用的处理方法,根据各自不同成分来提取制备原油,并选用对环境安全的提取溶剂等。二是必须按照各种原料产率高低情况选用一套适当科学的检测方法,如原油产率很高就可适当采用重量法,而对原油产率极低的采用紫外灯或红外分光光度法。三则是可以根据试验需求灵活选择一些适当经济的分析试验的方法,例如可从化学实验样本中选定采用的油性成分种类以及石油烃含量,分析方法也应尽量方便、简易;在进行化学试验分析的研究中,则采用可色谱细分的化学分析研究手段,根据产品中不同的馏分浓度建立石油烃产品的气相色谱的谱图的系统,并作一定性的研究[3]。

3.结束语

石油对环境的破坏由于其物质(石油)和混合物的具体组成的差异而各有其自身的特点。石油成分的复杂多变,故土壤油污染的现状也非常复杂,为此,应建立全国行业及区域监测体系,对确定的物质名称、确定途径、选择绿色环保型萃取剂,进行比较分析,并根据实际需要,对于污染特征和含量,提出了普适性较强、安全无毒、对环境友好、使用简易便捷且准确的测定方法,为环境监测、固废处理和土壤恢复利用等重大科技研究与工程建设提供了依据。

【参考文献】

[1]余晨,郭濮锋.微乳液法处理含油污染土壤[J].安徽化工,2020,46(03):90-92.

[2]李敏,李婷婷,彭湃,王恩彪,孟垚,李彦成,侯欣园,杨思宇,魏小娜.石油烃降解菌降解性能及其对含油土壤的修复[J].辽宁化工,2021,50(02):127-130.

[3]吴亚星.石油工业实践中的环境伦理[J].天津化工,2022,36(05):119-121.

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