【摘要】：石油是一非常復雜的烴類混合物，且所含的大多數(shù)化合物對人類健康和環(huán)境存在著潛在的風險。目前，石油污染土壤已成為一個全球性的環(huán)境問題。為此，大量的學者對石油污染土壤治理的相關修復技術進行了研究。其中溶劑萃取是一種具有發(fā)展前途的土壤修復技術，它可以快速有效地去除土壤中的有機污染物，同時還可以對具有一定價值的污染物進行回收利用。 本文研究的石油污染土壤采自勝利油田孤島采油區(qū)。經檢測，土壤中石油污染物的濃度高達98200mg·kg~(-1)。其中，15種優(yōu)先控制的多環(huán)芳烴化合物可以在石油污染物中檢測到。四組分分析結果顯示，重油組分膠質和瀝青質在石油污染物中所占的比例達到50%以上。 以漢森溶解度參數(shù)和“相似相溶”原則為基礎，研究了溶劑對石油污染物萃取效率與其溶解度參數(shù)之間的關系，并得出高效溶劑的漢森溶解度參數(shù)范圍（RM=3.2）和其分數(shù)形式范圍（色散力參數(shù)分數(shù)fd為62~85；極性力參數(shù)分數(shù)fp為2~20；氫鍵粘合力參數(shù)分數(shù)fh為7~22）。在此基礎上，開發(fā)出了一系列高效、價廉、低毒和環(huán)境友好的萃取溶劑。 通過研究石油污染土壤的萃取過程得出，土壤中水分含量的增加會降低溶劑對石油污染物的去除率。液固比為萃取過程中最重要的影響因素，且萃取效率隨液固比的增大而增加，并根據(jù)石油污染物在溶劑中的線性脫附模式，獲得了萃取效率與液固比之間的關聯(lián)式。在最佳的操作條件（液固比6:1）下，用正己烷-丙酮（0.25）復合溶劑可以從土壤中萃取出超過90%的飽和分、芳香分、膠質和60%的瀝青質。多級錯流和多級逆流萃取可以顯著地提高溶劑的萃取效率。為了降低溶劑用量，可在低液固比條件下對石油污染土壤進行多級萃取。 利用水洗法對萃取后殘余在土壤中的溶劑進行了去除和回收。土壤中的石油污染物是導致水洗過程中溶劑去除效率降低的主要原因。由于表面活性劑具有降低界面張力和增溶的作用，本文采用表面活性劑輔助水洗法可以有效地提高對土壤中殘余溶劑的去除效率。處理后土壤中殘余溶劑的含量可降到1%左右，同時對土壤中憎水性殘余溶劑的回收率達到95%以上。此外，在水洗過程中大部分表面活性劑溶液可實現(xiàn)重復利用。 在上述研究基礎上，建立了基于溶劑萃取的石油污染土壤修復工藝。通過對工藝方法進行環(huán)境評價，得出此修復工藝可有效地降低污染物危害風險的能力。
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：X53

【參考文獻】

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本文編號：2738243