涪陵地區(qū)頁(yè)巖氣開(kāi)采固體廢物污染特性及資源化環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)研究.pdf

1、頁(yè)巖氣屬于非常規(guī)油氣田，為國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。根據(jù)《重慶市頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2015～2020年）》，2020年重慶市年產(chǎn)量將達(dá)到200億立方米，隨之將產(chǎn)生大量固體廢物，其中含有重金屬、多環(huán)芳烴、石油烴等多種污染物質(zhì)，其成分復(fù)雜、污染嚴(yán)重，若處置不當(dāng)，極易對(duì)環(huán)境造成污染。因此對(duì)頁(yè)巖氣開(kāi)采固體廢物的污染特性和資源化環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)開(kāi)展研究是十分必要的。本論文通過(guò)資料調(diào)查和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研頁(yè)巖氣開(kāi)采工藝，明確了固體廢物的產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)和處理工藝;確定頁(yè)巖氣開(kāi)采

2、固體廢物及處理后殘?jiān)奈廴咎匦?通過(guò)水槽浸出實(shí)驗(yàn)，探索摻入固體廢物處理后殘?jiān)拿鉄u中污染物的釋放過(guò)程和釋放機(jī)制;在此基礎(chǔ)上對(duì)應(yīng)用于井場(chǎng)鋪墊場(chǎng)景下的免燒進(jìn)行環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，確定出免燒磚中污染物質(zhì)的濃度限值。主要得到以下結(jié)論。
　　(1)本文選取涪陵地區(qū)頁(yè)巖氣開(kāi)采固體廢物作為研究對(duì)象，通過(guò)資料調(diào)查和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研確定清水鉆井巖屑產(chǎn)生在導(dǎo)管、一開(kāi)及二開(kāi)直井階段;水基鉆井巖屑產(chǎn)生在二開(kāi)斜井階段;油基鉆井巖屑產(chǎn)生在三開(kāi)水平井階段。典型單井產(chǎn)生普通

3、鉆井巖屑（清水和水基鉆井巖屑）和油基鉆井巖屑分別約1085.44m3和150m3～220m3。
　　(2)分析固體廢物處理前重金屬、多環(huán)芳烴和石油烴的濃度。發(fā)現(xiàn)水基鉆井巖屑Ba元素明顯高于其他重金屬;∑PAHs以4環(huán)PAHs為主，濃度未達(dá)到《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)毒性物質(zhì)含量鑒別》(GB5085.6-2007)中規(guī)定濃度。油基鉆井巖屑處理前Ba元素明顯高于其他重金屬，1號(hào)處置站重金屬濃度明顯高于其他處置站;∑PAHs濃度最高的為7號(hào)站，

4、以5-6環(huán)PAHs為主(74.49％)而188鉆井平臺(tái)、1號(hào)和2號(hào)站都以4環(huán)PAHs為主;石油烴含量范圍為112400.96mg/kg～212770.14mg/kg。
　　(3)分析固體廢物處理后重金屬、多環(huán)芳烴和石油烴的濃度。發(fā)現(xiàn)水基鉆井巖屑?xì)堅(jiān)蠧r、Ni、Cu、Zn、Pb的濃度分別增加了2.2、1.8、1.4、8.0、0.9倍，∑PAHs濃度增加了2.8倍。油基鉆井巖屑?xì)堅(jiān)亟饘贊舛茸兓?guī)律不明顯，多環(huán)芳烴的濃度范圍為26.

5、32mg/kg～89.48mg/kg，1號(hào)、2號(hào)和7號(hào)處置站∑PAHs去除率分別為72.49％、95.31％和92.99％，石油烴去除率分別為88.99％、93.89％、93.19％。
　　(4)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)分析選擇制備免燒磚作為資源化利用途徑，實(shí)驗(yàn)室模擬研究免燒磚應(yīng)用場(chǎng)景下污染物浸出規(guī)律，對(duì)免燒磚進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。發(fā)現(xiàn)兩種免燒磚的重金屬有效釋放量濃度明顯大于累積釋放量濃度，且濃度最高的均為Ba。兩種免燒磚中Ba累積釋放量最大，Cr、

6、Ni、As、Ba均呈低速率釋放。摻入水基鉆井巖屑的免燒磚在整個(gè)浸出過(guò)程中Ni、As的釋放機(jī)理為擴(kuò)散控制作用，Cr為表面沖刷，Ba為溶解作用，摻入油基鉆井巖屑的免燒磚Cr、Ni、As、Ba的釋放機(jī)理為擴(kuò)散控制作用。兩種免燒磚的苯并(a)芘的最大釋放量均大于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)的規(guī)定。
　　(5)通過(guò)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估得出免燒磚顆粒攝入、皮膚接觸、揚(yáng)塵吸入、飲用地下水途徑的累計(jì)致癌風(fēng)險(xiǎn)為可接受水平。苯并(b)熒蒽