土壤石油污染概述

博士 基地班硕士硕博连读研究生 兽医硕士专业学位 学术型硕士 工程硕士专业学位 农业推广硕士专业学位 全日制专业学位硕士 同等学力在职申请学位 中职教师攻读硕士学位 高校教师攻读硕士学位 风景园林硕士专业学位 西 北 农 林 科 技 大 学研 究 生 课 程 考 试 试 卷 封 面（课程名称： 土壤污染与防治 ）学位课 选修课 研 究 生 年 级、姓 名 孙富强 研 究 生 学 号 2012051516 所 在 学 院（系、部） 资源环境 专 业 学 科 环境工程 任 课 教 师 姓 名 曲东（教授） 考 试 日 期 考 试 成 绩 评 卷 教 师 签 字 处 土壤石油污染现状概论孙富强1（1西北农林科技大学资源环境学院，陕西 杨凌 712100）摘 要：随着石油资源的深化利用，石油污染加剧，其利用过程中大面积的土壤一般都受到严重的污染。文章主要介绍了石油污染的来源、类型、污染特征，为研究土壤污染治理方法提供依据。关键词：石油 土壤 污染现状随着我国社会经济的繁荣和发展，人们对石油的需求越来越大，从而推动了石油开采事业的发展。然而由于技术与管理的缺陷，大量的原油直接或间接流入土壤，从而将土壤污染，以致于石油灌满一定深度土壤的空隙，影响土壤的通透性，破坏原油的土壤水、气和固的三相结构，影响土壤中微生物的生长，也影响土壤中植物根系的呼吸及水分养料的吸收，甚至使植物根系腐烂坏死，严重危害植物的生长。且土壤中的石油随土壤中水的运行而运行，不断地扩散到它处或深处。土壤是人类赖以生存、生产的自然资源，人们在石油开采和提炼过程中，导致石油对土壤的污染，其一方面是主要能源物质的损失，另一方面严重影响人们对土壤的利用面和利用效率。石油是现代社会的最主要能源之一，被称作“工业的血液”“黑色的金子”。同样石油工业在国民经济中占有十分重要的地位，也是国家综合国力的重要组成部分，因此世界各国十分重视石油工业的发展。全世界大规模开采石油是从20世纪初开始的，1900年全世界消费量约2000万吨，100年来这一数量已增长百余倍，现在，产油的国家和地区己有150多个，发现的油气田已有4万多个，目前世界石油年产总量达22亿吨，其中17.5亿吨是由陆地油田生产的。我国目前已在25个省和自治区中找到了400多个油气田或油气藏，自1978年以来我国石油年产量突破一亿吨大关从而成为世界十大产油国，现在年产石油近1.83亿吨。石油是由上千种化学特性不同的化合物组成的复杂混合体，石油的主要成分是烃类（烷烃、环烷烃和芳香烃），约占97-99%;非烃类化合物（含氧化合物、含硫化合物、含氮化合物、胶质和沥青质）通常只占石油成分的1-2%1。石油污染泛指原油和石油初加工产品（包括汽油、煤油、柴油、重油、润滑油等）及各类油的分解产物所引起的污染。石油污染主要是在勘探、开采、运输以及储存过程中引起的，在石油利用过程中大面积的土壤一般都受到严重的污染，石油对土壤的污染多集中在20 cm左右的表层2 - 3 。1 土壤石油污染来源目前，我国油田区土壤污染面积约有4.810102，占油田开采区面积的20-30。有的油田区长期积存未经处理的含油污泥为主的石油固体废物，堆放量超过300万，成为油田区污染的主要来源4。石油的开采、冶炼、使用和运输过程的污染和遗漏事故以及含油废水的排放、污水灌溉,各种石油制品的挥发、不完全燃烧物飘落等引起一系列土壤石油污染问题。1.1开采过程产生的落地原油污染据报道，我国石油企业每年产生落地原油约为700万吨，各油田每作业一次遗留于井场的落地原油有几十到几百公斤。一些油井口周围5mx5m范围为高污染区，地面呈黑色;50mx30m范围为严重污染区，有原油、油泥散落5-6。1.2含油矿渣、污泥、垃圾的堆置石油在开采、冶炼时产生大量的含油废弃物，这类物质主要包括含油岩屑、含油泥浆等。这些含油废弃物往往堆积在厂矿周围，在堆放的过程中，经过雨水的冲刷、淋洗便向周围土壤中浸入相当数量的油，致使土壤中石油烃类含量比非堆放区高出数倍。广东茂名市就曾因大量堆积含油矿渣使大片的农田污染，成为寸草不生的荒地。1.3采油废水污染石油开采、冶炼、加工和以石油为原料的化工部门排放的废水中含有大量的石油烃类物质，这些废水的排放必然导致土壤石油污染。2001年在延安市辖区内共有油井约 1.5万口，加上长庆油田的产油井，该地区每年随油采出水多达 3x107m3。这些含油废水中Cl-(氯化物)、石油类含量分别达到 30000mg/L， 8000mg/L。大量的污水被直接排放，造成土壤、地表水和地下水污染7。1.4石油泄漏事件污染石油生产安全管理方面的漏洞导致石油泄漏事件也时有发生。2000年一2001年间，陕北由于输油管线腐蚀穿孔、断裂使原油流人浅层地下水中造成的环境污染事故就达51起，其中长庆油田的输油管线一次被盗油时，就有50吨原油泄漏至延河。2004年11月18日，延安发生特大石油泄漏污染事故，输油管泄漏原油上千吨，数百亩农田被污染8。1.5大气污染及汽车尾气的排放石油炼化企业和工厂在生产过程中，都有部分石油中可挥发成分进入大气，这些成分可与大气中颗粒物结合成降尘进入土壤。有研究表明，大气降尘污染区的土壤矿物油含量比对照区高出1-2倍。此外，各种使用汽油、柴油的车辆在行进中排出的尾气中也含有大量未燃烧的石油成分，这些成分也会以沉降物的形式进入土壤。因此，公路两侧土壤中往往含有较多的石油污染物。1.6 其他污染源另外，油类经常作为各种杀虫剂、防腐剂和除草剂的溶剂或乳化剂等，当使用这些农药时，油类就同时进入土壤，增加了土壤中的石油烃含量使土壤污染。2 石油污染土壤的特征石油对土壤的污染，有着与其它土壤污染不同的特征。石油流入土壤，从而将土壤污染，以致于石油灌满一定深度土壤的空隙，影响土壤的通透性，破坏原油的土壤水、气和固的三相结构，影响土壤中微生物的生长，也影响土壤中植物根系的呼吸及水分养料的吸收，甚至使植物根系腐烂坏死，严重危害植物的生长。且土壤中的石油随土壤中水的运行而运行，不断地扩散到它处或深处。此外，因为石油富含反应基能与无机氮、磷结合并限制硝化作用和脱磷酸作用，从而使土壤有机氮、磷的含量减少，影响作物的营养吸收。另一方面，石油是种混合物，其中烃不易被土壤吸附的部分能渗入地下水，污染地下水，导致地下水水质恶化。石油中的某些苯系物质和多环芳烃具有致癌、致病变和致畸形等作用，这些污染土壤中的物质，经食物链的传递进入人体，在人体中积累，当积累的量达到人体所能承受的最大程度时，则严重危及人体的身体健康，甚至危害生命。故土壤的石油污染应引起高度的重视，应多方面地进行治理，其中对已经得到石油污染的土壤的修复是关键一环。石油对土壤的污染因其污染物（石油）这种混合物的具体成分的不同而各有其独特的特征。石油成分往往十分复杂，故土壤石油污染的情况也非常复杂，此外这种复杂性往往又与被污染土壤结构组成成分的复杂性交织导致污染的特性的复杂性和后果的复杂性等。此外，土壤的石油污染一个最大的表现特征为土壤表里的贯通性、石油往往灌满于一定面积上、一定深度土壤中的几乎所有空隙，堵塞绝大多数的土壤气孔，同时由于石油的粘稠性，石油在土壤中将原本散状的土壤颗粒，胶粘在一起，改变了土壤原有的结构特征，不利于土壤中的微生物的生长和繁殖，也不利于土壤中植物根系的生长与对土壤有机物的吸收和输运，加剧了对土壤的污染。我国所有的油田，因其对石油的开采技术与管理的缺失在不同的程度上都存在石油对土壤的污染问题。3 土壤石油污染的危害石油类物质进入土壤,可引起土壤理化性质的变化,如堵塞土壤孔隙,改变土壤有机质的组成和结构;引起土壤微生物群落、微生物区系的变化9。石油污染对作物的生长发育会造成不利影响,它直接导致粮食的减产,还会导致石油烃的某些成分在粮食中积累,影响粮食的品质,并通过食物链危害人类健康;一些石油烃类进入动物体内后,对哺乳类动物及人类有致癌、致畸、致突变的危害。主要表现在以下四个方面:3.1石油污染对土壤理化性质的影响石油类物质进入土壤，能够改变土壤有机质的组成和结构，引起土壤有机质的碳氮比(C/N)和碳磷比(C/P)的变化。由于石油密度比较小，粘着力强且乳化能力低，因此在土壤中容易与土粒粘连，堵塞土壤孔隙，影响土壤的通透性10。 3.2石油污染对作物的危害不同作物受石油污染的影响是不同的，石油污染对作物生长发育的不利影响主要表现为:发芽出苗率低，各生育期推迟，贪青晚熟，结实率下降，抗倒伏、抗病虫害的能力降低等。此外，石油中富含反应基，能与无机氮、磷结合并限制硝化作用和脱磷酸作用，从而使土壤有效氮、磷含量减少，影响作物的吸收，石油还会粘着在植物的根表面，形成粘膜，阻碍根系的呼吸与吸收，引起根系腐烂，影响作物根系的生长，甚至造成作物的死亡，使作物减产。另外，石油类物质进入土壤后，经过土壤生态系统的一系列作用，在土壤、作物各部分都有残留，影响粮食质量，使粮食的品质下降。例如沈抚污灌区由于长期使用含油污水进行灌溉，生长的大米常伴有难闻的气味，其中油残留量严重超标，并由此引起大米中其它营养成分的变化10。3.3石油污染物中有毒物质对人的危害石油是多种组分的混合物，而且石油中各种馏分物(组分)的毒性也是不一样的11，其中毒性较大是石油中的多环芳烃(PAHS)，多环芳烃具有致癌性、致突变性和致畸性等作用12，而低沸点的燃料油及润滑油类能引起人体的麻醉、窒息、化学性肺炎和皮炎等13。作物和粮食对石油污染物有吸收残留效应，这些有毒物质可以通过食物链间接影响人体健康。另外，石油中不易被土壤吸附的污染物成分可以随地面降水渗透到地下水，污染浅层地下水环境，影响饮用水的质量，最终危害人体健康。3.4土壤的石油污染给国家带来巨大经济损失土壤的石油污染不仅给环境和生态系统带来巨大的危害，同时也给国家、公司和企业造成无法挽回的经济损失。1998年中国石油天然气集团公司所属的石油、炼化企业共发生污染事故151次，污染事故赔罚款总额48.5亿元，各石油、炼化企业共交纳排污费793.8亿元，2005年仅胜利油田就因石油污染被东营市环保局处以9亿元的罚款。参考文献：1 杨斌，侯新村，范希峰，等石油污染土壤的植物修复研究进展J环境工程，2012，30：406-4112 HEAD L MBioremedition : towords acredible technologyJMicrobiology ，1998 ，144 :599 - 608.3 TRUAX D D ，BRITTU R ，SHERRARD J HBench-acalt studies of reactor-based treatment of fuel contaminated oilJWatter Management ，1995 ，15 (6) :351 -3574 骆永明中国土壤环境污染态势及预防、控制和修复策略J环境污染与防治，2009，31（12）：27-315 李凯锋，温青，夏淑梅.石油污染土壤的生物处理技术J应用科技，2000，29(10):62-64.6 任磊，黄林.石油污染土壤的生物修复技术明.安全与环境学报，2001，1(2):50-547 孙宁生，周军.延安市石油开采污染治理调查及其防治对策J陕西环境，2001，8(l):11-128 詹研.中国土壤石油污染的危害及治理对策闭.环境污染与防治J环境污染与防治， 2008，30(3):91-969 孙铁珩，周启星，李培军.污染生态学M北京:科学出版社，2001 :309- 36810 吴维中，刘钧枯，谢重阁等.沈抚污水灌区矿物油污染综合治理研究J全国污水灌溉和环境学术讨论会论文选集.北京:中国环