非飽和含水介質中石油污染物遷移-轉化與淋洗技術研究.pdf

1、伴隨著石油的大規(guī)?？碧?、開采，石油化工業(yè)的發(fā)展及其產品的廣泛應用，石油對環(huán)境的污染已成為不容忽視的問題。石油進入到環(huán)境中后將經(jīng)歷揮發(fā)、淋溶、吸附和生物降解等一系列行為，而這些行為決定著石油污染物在環(huán)境中的歸屬。因此，深入研究石油污染物在環(huán)境中的遷移轉化規(guī)律及其歸屬問題，對石油污染場地的評估、控制和修復具有重要的科學意義和應用價值。
　　 本研究以取自淄博市的壤土和砂土作為含水介質，選擇柴油和汽油為供試油品。通過研究含水介質中石油

2、揮發(fā)、淋溶和殘留行為；研究不同水溶液條件引起的油水界面張力變化及其對化學淋洗效果的影響，取得了一些新的認識和結論：
　　 (1)含水介質中石油揮發(fā)速率與含油率、風速、容器直徑、揮發(fā)土樣厚度和介質顆粒粒徑有關，汽油和柴油的揮發(fā)過程可分別用Elovich方程和拋物線模型描述。風加快含水介質中汽油和柴油揮發(fā)速率，使柴油中nC9～nC15組分揮發(fā)加快，但nC16的揮發(fā)受影響小。柴油揮發(fā)速率系數(shù)分別與容器直徑和揮發(fā)土樣厚度呈線性正相關，而

3、容器直徑對汽油揮發(fā)影響不明顯，增加揮發(fā)土樣厚度使汽油揮發(fā)速率降低。含水介質的顆粒越細，柴油揮發(fā)越快，而含水介質則抑制了汽油的揮發(fā)，且顆粒越細的含水介質中汽油揮發(fā)越慢。粗砂中水分可加快柴油揮發(fā)，細砂和亞粘土中水分卻使柴油揮發(fā)速率減慢。在揮發(fā)過程中，柴油中低碳組分逐漸消失，高碳組分的相對含量增大。
　　 (2)顆粒大小和堆積密度影響含水介質中石油揮發(fā)和淋溶過程。當含水介質中石油揮發(fā)達到平衡后，亞粘土、細砂和粗砂中石油揮發(fā)量依次減少。

4、相同介質中，石油在堆積密度小粗砂中揮發(fā)更快，而在堆積密度小的亞粘土中揮發(fā)較慢，堆積密度對細砂中石油揮發(fā)影響不大。在水淋濾過程中，粗砂中石油釋放最快。在隨后的反復多次清洗下，亞粘土中石油極限殘留量是粗砂的20多倍。
　　 (3)石油在含水介質中含量和組分分布因含水介質性質和深度而有所不同。粗砂柱的最上層和底層的石油含量較高，中部石油含量相對較低，亞粘土柱的最上層石油含量最低，在其下層的石油含量最高。不同深度粗砂中柴油的nC20、n

5、C21、nC18和nC17相對含量較高，而亞粘土中柴油的nC16和nC15相對含量最高。
　　 (4)石油最大殘留飽和度、穩(wěn)定殘留飽和度和極限殘留量與含水介質的顆粒粒徑、有機質含量和比表面積等有關。顆粒均勻含水介質中石油最大殘留飽和度、穩(wěn)定殘留飽和度和極限殘留量均隨平均粒徑的增大而減小，粒徑范圍廣含水介質中石油最大殘留飽和度同樣與介質平均粒徑有關，但石油穩(wěn)定殘留飽和度與有機質含量和比表面積關系密切。堆積密度影響顆粒均勻含水介質中

6、石油最大殘留飽和度的大小，而對石油穩(wěn)定殘留飽和度的影響較小。
　　 (5)初始水飽和度影響含水介質中石油殘留飽和度的大小。初始水飽和度增加使含水介質中石油飽和度降低，但對顆粒均勻含水介質中石油穩(wěn)定殘留飽和度影響較小。當含水介質初始水飽和度大于臨界水飽和度時，油水總飽和度為一定值，而當初始水飽和度小于臨界水飽和度時，油水總飽和度將隨初始水飽和度增加而增加。
　　 (6)水溶液性質變化、無機鹽和有機溶劑的加入對油水界面張力產

7、生不同程度的影響，而無機鹽、有機溶劑和陰離子表面活性劑的加入能提高單一表面活性劑的去油效果?；瘜W淋洗油污砂土的靜態(tài)和土柱試驗表明，氯化鈣、SDS和有機溶劑分別與Triton X-100混用，其去油率高于單一表面活性劑Triton X-100的去油率，且增效作用依次增大。從3因素對Triton X-100的綜合作用靜態(tài)試驗結果分析，各因素的主次順序為：丙酮>SDS>CaCl2。在4因素淋洗油污砂柱正交試驗中，得到各因素的主次順序為：CaC