孤島油區(qū)土壤中石油有機(jī)污染的來(lái)源與特征.pdf

1、隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，石油資源在人們的日常生活中越來(lái)越重要，但是由于自然和人為的原因，在石油的勘探、開采、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、加工和使用過程中會(huì)產(chǎn)生大量的石油污染物，這些物質(zhì)排放到附近的土壤、大氣、水體中，對(duì)周圍的生態(tài)環(huán)境和人體健康會(huì)產(chǎn)生一定的影響。黃河三角洲由于具有獨(dú)特的生態(tài)環(huán)境，它的開發(fā)與建設(shè)得到了國(guó)內(nèi)外廣泛的關(guān)注與支持。目前，黃河三角洲已經(jīng)上升為國(guó)家戰(zhàn)略，被確立為高效生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)。孤島油區(qū)坐落于黃河三角洲，在油田開發(fā)過程中已造成一定程度

2、的石油污染，這與黃河三角洲的建設(shè)要求相違背。因此，急需了解孤島油區(qū)的石油污染狀況，掌握石油污染物的分布、來(lái)源和污染特征，為當(dāng)?shù)卣铜h(huán)境管理部門制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范、加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)管和改善土壤環(huán)境質(zhì)量提供技術(shù)和理論支持。本論文對(duì)選定的石油開采區(qū)土壤污染進(jìn)行了初步研究，選取了能夠代表該區(qū)石油污染的特征化合物，建立了土壤中石油特征物的分析方法，測(cè)試了石油污染土壤中特征污染物含量，并且分析了特征污染物的時(shí)間和空間分布規(guī)律，最終研究了孤島油區(qū)石油污

3、染的來(lái)源與特征。主要內(nèi)容如下:
　　 (1)從石油中含量較高的成分，毒性和持久性較大、能夠?qū)χ車沫h(huán)境造成較大影響的成分和能夠區(qū)別孤島原油與其他地區(qū)的原油的一些特殊成分三方面考慮，通過文獻(xiàn)調(diào)查和實(shí)驗(yàn)的方法，最終確定了孤島油區(qū)石油的特征污染物為總石油烴、正構(gòu)烷烴、16種PAHs、苯系物和全硫量。
　　 (2)參考美國(guó)EPA環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，通過一系列的優(yōu)化和整合，研究建立了土壤中特征污染物的分析方法:土壤中的硫含量采用紅外碳硫分析

4、儀檢測(cè)，優(yōu)化了稱樣量、助熔劑量和氧氣流量等參數(shù)，硫的方法檢出限為0.013g/kg，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.9％;土壤中的苯系物采用超聲提取、吹掃捕集串聯(lián)氣相色譜的分析方法，優(yōu)化了吹掃時(shí)間，6種苯系物檢出限為0.132-0.679μg/kg，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.6％-14.3％，土壤基質(zhì)平均加標(biāo)回收率為83.2％-99.7％;土壤多環(huán)芳烴采用索氏提取、硅膠/氧化鋁柱凈化、氣相色譜分析正構(gòu)烷烴、氣相色譜-質(zhì)譜分析多環(huán)芳烴，重量法測(cè)定石油烴的分析方

5、法，優(yōu)化了提取劑和洗脫溶劑的用量，正構(gòu)烷烴和多環(huán)芳烴的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為2.5％-14.1％和1.8％-12.5％，土壤基質(zhì)平均加標(biāo)回收率分別為76.5％-102.3％和75.8％-98.5％，方法檢測(cè)限分別為3.2-19.5μg/kg和2.3-23.7μg/kg。方法的精密度和準(zhǔn)確度良好，滿足美國(guó)EPA對(duì)準(zhǔn)確度和精密度的要求。
　　 (3)采用建立的土壤中特征污染物的分析方法，測(cè)試了孤島油區(qū)石油污染土壤中石油特征污染物含量，研

6、究了土壤中特征污染物的時(shí)間分布規(guī)律，得出了如下結(jié)果:四個(gè)不同油井開采年代（1970s，1980s，1990s和2000s）的油井周圍總石油烴含量為0.8-22.1g/kg，正構(gòu)烷烴含量為9.1-93.7mg/kg，PAHs含量為588.5-5234.6μg/kg，苯系物含量為428.4-2363.5μg/kg，硫含量為166.4-1072.9mg/kg，表現(xiàn)出油井開采年代越長(zhǎng)，含量越高的規(guī)律。通過SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件得出油井周圍的特征污

7、染物主要來(lái)自石油，石油烴的總量和正構(gòu)烷烴以及硫含量在0.01水平上顯著正相關(guān)，PAHs及苯系物的含量在0.05水平上顯著正相關(guān)。
　　 采用建立的土壤中特征污染物的分析方法，按照采樣點(diǎn)與油井之間的距離以及對(duì)孤島不同功能區(qū)的土壤采集平面土壤樣品，對(duì)表層土壤石油污染嚴(yán)重的地區(qū)采集剖面樣品，研究了土壤中特征污染物的空間分布規(guī)律，得出不同功能區(qū)的土壤中石油烴含量均超過了國(guó)家污染物控制標(biāo)準(zhǔn)(500mg/kg)，按照歐洲土壤中的PAHs污染

8、程度的劃分標(biāo)準(zhǔn)，荒地受到了輕微的PAHs污染，農(nóng)田中PAHs處于中度污染的的水平，油田區(qū)域和城鎮(zhèn)周圍處于重度污染的水平;距離油井越遠(yuǎn)，土壤中石油特征污染物含量越低，但是不同污染物隨距離的衰減速率有較大的差異，這與特征污染物的特性和土壤理化性質(zhì)有關(guān);垂直方向上(0-100cm)，距離表層土壤越遠(yuǎn)，土壤中石油特征污染物含量除了苯系物均逐漸降低，苯系物表現(xiàn)出先升高后降低的分布規(guī)律;多環(huán)芳烴和苯系物表現(xiàn)出隨著剖面距離的加深，在石油烴中占的比例逐

9、漸增大的趨勢(shì)。通過SPSS分析軟件對(duì)土壤理化性質(zhì)與特征化合物相關(guān)分析表明，土壤的粒徑分布和有機(jī)質(zhì)含量是影響污染物分布的主要因素。
　　 (4)采用比值法、相關(guān)性分析法和主成分分析法等對(duì)孤島油區(qū)土壤中石油特征污染物進(jìn)行來(lái)源解析研究，得出:重度污染的地區(qū)的石油烴主要來(lái)自于附近油井的開采污染，中度污染地區(qū)的石油烴主要來(lái)自附近化合物的遷移，輕微污染地區(qū)的石油烴主要來(lái)自灌溉、地表徑流或者大氣遷移;農(nóng)田采樣點(diǎn)中PAHs的來(lái)源除了來(lái)自石油烴以