石油是一種重要的能源和優(yōu)質(zhì)的化工原料,也是關(guān)系國計民生的重要戰(zhàn)略物資,石油工業(yè)是我國國民經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。近年來,我國西北黃土高原地區(qū)石油工業(yè)的迅猛發(fā)展帶來了巨大的經(jīng)濟效益,但同時也不可避免地帶來了許多環(huán)境問題,其中最突出、最亟待解決的問題之一,就是石油類污染物對黃土地區(qū)的土壤與水體污染問題。灑落在地表的石油污染物不僅會揮發(fā)而污染空氣環(huán)境,而且會影響土壤的理化性質(zhì),對植物及土壤微生物產(chǎn)生不良影響,并且對地下水構(gòu)成了長期威脅。西北黃土高原地區(qū)石油烴污染土體環(huán)境的主要途徑是石油開發(fā)過程中的落地油和含油廢水的入滲。由于黃土地區(qū)多為高原且黃土導(dǎo)熱率差,在氣溫影響下導(dǎo)致淺層黃土垂直分層地溫值相差較大,存在明顯的溫度梯度,而溫度變化又與有機污染物的遷移轉(zhuǎn)化過程密切相關(guān)�；谙嚓P(guān)研究現(xiàn)狀,本文通過室內(nèi)吸附、解吸實驗、揮發(fā)實驗以及動態(tài)條件下的遷移與降解實驗,探討了淺表溫度變化影響下石油烴在黃土介質(zhì)中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律。研究結(jié)果表明:研究區(qū)不同月份淺表黃土垂直分層溫度的差異會影響石油烴污染物的揮發(fā)、吸附、解吸及降解等遷移轉(zhuǎn)化行為。通過測定研究區(qū)石油污染黃土的總石油烴含量,查明了研究區(qū)黃土中石油烴污染物的垂向分布規(guī)律,黃土介質(zhì)對石油污染物的吸附截留能力較強,有90%以上的石油烴殘留在10cm以上的土層內(nèi)。淺表溫度差異通過溫度影響原油的粘度而導(dǎo)致不同的石油烴揮發(fā)量,黃土介質(zhì)中石油烴的揮發(fā)過程符合拋物線模型,隨著溫度的增加,揮發(fā)速率系數(shù)的增長幅度增大;室內(nèi)靜態(tài)吸附/解吸實驗的結(jié)果表明研究區(qū)黃土介質(zhì)對石油烴污染物的吸附/解吸過程符合準二級動力學(xué)模式。黃土對石油烴污染物的吸附作用是放熱過程,隨著溫度的升高,黃土對石油烴的平衡吸附量呈對數(shù)遞減。常溫條件下(25℃)研究區(qū)黃土介質(zhì)對石油烴的理論最大吸附量為1111.11mg/kg。淺表溫度變化對石油烴遷移過程的影響不僅取決于溫差的大小,還與黃土冷熱端的溫度值以及是否受到淋濾作用有關(guān)。在含油廢水入滲及水分淋濾黃土原油的過程中,土體溫差的存在引起了黃土內(nèi)水分運動,這一過程促進了石油烴的遷移行為,同時黃土對石油烴的吸附/解吸能力也隨不同的溫度而發(fā)生變化。在研究區(qū)溫度較高的季節(jié),黃土內(nèi)溫差越大石油烴向黃土深處遷移的越深,遷移速率越大,7月份石油烴在地面以下40cm內(nèi)的平均遷移速率達到5.17cm/h,而在沒有溫度變化的黃土內(nèi)為4.17cm/h。此外,淺表溫度變化影響黃土內(nèi)石油烴的降解率;在7月、8月、6月及4月,黃土溫差逐漸減小,石油烴的降解率也減小;研究區(qū)地面以下13.3cm深度處7月份(溫差15℃)石油烴降解率最大為29%,4月份(溫差3℃)降解率僅為3%,而在地面以下26.7cm深度兩個月份的石油烴降解率分別為11.76%和1.67%。在長期淋濾作用下,約有2.4%的石油污染物持續(xù)向黃土深處遷移,有可能對淺層地下水水質(zhì)安全造成威脅。論文上述研究結(jié)果可為研究區(qū)地下水土防治及相關(guān)數(shù)值模擬模型的優(yōu)化與污染預(yù)測提供依據(jù)。
【學(xué)位單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：X74
【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

褪茄芯殼?謚饕?淖勻蛔試矗?浯問親┩哂謎懲痢Ｍ?2.1 研究區(qū)地理位置圖2.1.2 地形地貌研究區(qū)地處子午嶺低山黃土丘陵區(qū)，總體上溝谷縱橫，梁峁發(fā)育，地形破碎。地勢整體上東北高西南低，最高點位于東部子午嶺山區(qū)，海拔 1663m，最低點位于西部城壕川河谷，海拔 1162m。從形態(tài)特征來看，區(qū)內(nèi)的地貌類型可以分為黃土殘塬區(qū)、黃土梁峁區(qū)和河谷川區(qū)，其中以黃土梁峁區(qū)分布范圍最廣，其次為黃

隴東石油開采區(qū)隸屬長慶油田公司第二采油廠，是中石油股份長慶油田分公司三大主力油區(qū)之一，總原油資源量約 2.5 108t，目前該油區(qū)有 11 大油田，共66 個開發(fā)區(qū)塊，生產(chǎn)區(qū)域占地面積 2.58 104km2。長慶油田在慶陽境內(nèi)共鉆探開發(fā)油水井 3614 眼（其中油井 2882 眼，水源井 74 眼，注水井 658 眼）。調(diào)查可知研究區(qū)石油的污染途徑有：輸油管道破裂、注水井采油井井壁泄露、地表原油向地下遷移。為了分析受到石油污染的黃土內(nèi)石油烴污染物的空間分布規(guī)律，項目組在研究區(qū)內(nèi)經(jīng)過踏勘后發(fā)現(xiàn)大面積受石油污染嚴重的地點，同時選取了某廢棄油井旁的石油污染地點進行污染土樣的采集，如圖 2.3。由于采油井封堵不嚴、冒油泄漏已遭廢棄，部分油井不遠處為居民區(qū)，隨處可見灑落在地面上的石油污染物，因此廢棄井污油坑滲漏及人類活動等過程將會對當(dāng)?shù)鼐用裆罴吧鷳B(tài)環(huán)境構(gòu)成威脅。
【參考文獻】

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本文編號：2878964