非飽和含水介質(zhì)中石油污染物遷移-轉(zhuǎn)化與淋洗技術(shù)研究.pdf

1、伴隨著石油的大規(guī)模勘探、開(kāi)采，石油化工業(yè)的發(fā)展及其產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，石油對(duì)環(huán)境的污染已成為不容忽視的問(wèn)題。石油進(jìn)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(zhuǎn)化規(guī)律及其歸屬問(wèn)題，對(duì)石油污染場(chǎng)地的評(píng)估、控制和修復(fù)具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　 本研究以取自淄博市的壤土和砂土作為含水介質(zhì)，選擇柴油和汽油為供試油品。通過(guò)研究含水介質(zhì)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(duì)化學(xué)淋洗效果的影響，取得了一些新的認(rèn)識(shí)和結(jié)論：
　　 (1)含水介質(zhì)中石油揮發(fā)速率與含油率、風(fēng)速、容器直徑、揮發(fā)土樣厚度和介質(zhì)顆粒粒徑有關(guān)，汽油和柴油的揮發(fā)過(guò)程可分別用Elovich方程和拋物線模型描述。風(fēng)加快含水介質(zhì)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(guān)，而

3、容器直徑對(duì)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(zhì)的顆粒越細(xì)，柴油揮發(fā)越快，而含水介質(zhì)則抑制了汽油的揮發(fā)，且顆粒越細(xì)的含水介質(zhì)中汽油揮發(fā)越慢。粗砂中水分可加快柴油揮發(fā)，細(xì)砂和亞粘土中水分卻使柴油揮發(fā)速率減慢。在揮發(fā)過(guò)程中，柴油中低碳組分逐漸消失，高碳組分的相對(duì)含量增大。
　　 (2)顆粒大小和堆積密度影響含水介質(zhì)中石油揮發(fā)和淋溶過(guò)程。當(dāng)含水介質(zhì)中石油揮發(fā)達(dá)到平衡后，亞粘土、細(xì)砂和粗砂中石油揮發(fā)量依次減少。

4、相同介質(zhì)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(duì)細(xì)砂中石油揮發(fā)影響不大。在水淋濾過(guò)程中，粗砂中石油釋放最快。在隨后的反復(fù)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(zhì)中含量和組分分布因含水介質(zhì)性質(zhì)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(duì)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(duì)含量較高，而亞粘土中柴油的nC16和nC15相對(duì)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(zhì)的顆粒粒徑、有機(jī)質(zhì)含量和比表面積等有關(guān)。顆粒均勻含水介質(zhì)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(zhì)中石油最大殘留飽和度同樣與介質(zhì)平均粒徑有關(guān)，但石油穩(wěn)定殘留飽和度與有機(jī)質(zhì)含量和比表面積關(guān)系密切。堆積密度影響顆粒均勻含水介質(zhì)中

6、石油最大殘留飽和度的大小，而對(duì)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(zhì)中石油殘留飽和度的大小。初始水飽和度增加使含水介質(zhì)中石油飽和度降低，但對(duì)顆粒均勻含水介質(zhì)中石油穩(wěn)定殘留飽和度影響較小。當(dāng)含水介質(zhì)初始水飽和度大于臨界水飽和度時(shí)，油水總飽和度為一定值，而當(dāng)初始水飽和度小于臨界水飽和度時(shí)，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(zhì)變化、無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)溶劑的加入對(duì)油水界面張力產(chǎn)

7、生不同程度的影響，而無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)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。化學(xué)淋洗油污砂土的靜態(tài)和土柱試驗(yàn)表明，氯化鈣、SDS和有機(jī)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(duì)Triton X-100的綜合作用靜態(tài)試驗(yàn)結(jié)果分析，各因素的主次順序?yàn)椋罕?SDS>CaCl2。在4因素淋洗油污砂柱正交試驗(yàn)中，得到各因素的主次順序?yàn)椋篊aC