石油污染的危害及治理

石油污染的危害及治理

1油污染对水生动物的危害然而，随着石油开采、精制、储存和使用的含油量，各种含油量的废水、废水和海上石油泄漏严重影响了生态环境，尤其是石油对海洋的污染。如何控制和管理油污染已成为一个全球问题。油污染的危害主要体现在以下几个方面：（1）由于泄漏和排放，油和含油量进入水体（河流、河流、湖泊和海洋）的浮油油膜形成。该油膜覆盖着水面，阻止氧气从水中进入水体，阻碍水和空气之间的水分离，导致水体恶化和分解。水面上的油膜引发火灾，影响水上交通，烧毁桥梁。（2）水中的石油需要消耗水中的溶解氧。1kg石油在15c下溶解，需要41万吨海水。水中的水和土壤会枯萎，水生植物的光合作用会中断，水生生物会窒息和死亡。（3）油和分解产物中存在许多有毒物质，这些物质被水生生物吸收，并转化为复杂的水生生物，这会导致神经系统、循环系统、血液系统、皮肤和粘膜损伤。（4）对于含油量过的灌溉。石油污染作为一种环境公害,引起了全世界的密切关注.目前处理水体油污染的主要方法有两种:化学方法和物理回收方法.化学方法通常是使用分散剂和就地燃烧的方法来处理泄漏的石油.用分散剂会加速油在水中的自然分解过程;就地燃烧方法虽简便,可以很快去除大量泄漏的石油,但同时会产生大量化学残留物或烟,因此限制了化学方法的使用.物理回收就是借助于吸油材料或分离器将石油从泄漏区域以某种可传输的方式暂时存贮起来.通过吸油材料吸收石油并将其保留在吸附介质的孔隙中,既达到清理油污染的目的,也便于吸油后物质的回收.因此,这是一种符合环境要求的处理漏油方法.2成类吸油材料吸油材料可分成天然和化学合成两大类.天然的吸油材料主要有粘土、无定形二氧化硅、木棉纤维和纸浆纤维等.这类吸油材料依靠自身的孔隙利用毛细管原理吸油.其优点是原料丰富、价格低、使用安全,但吸油量较小,往往吸油的同时也吸水,受压时油会再渗漏出来.化学合成类吸油材料又可分成有机聚合物纤维、凝胶型和高吸油性树脂三种,其中以有机聚合物纤维吸油材料在市场销售量中所占的份额最大,主要包括聚丙烯、聚氨酯泡沫、烷基乙烯聚合物等.它利用自身具有疏水亲油的特征和聚合物分子间的空隙包藏吸油.优点是吸油速度快,吸油率较高,整体性好,方便使用及回收.吸油材料要达到高效控制油污染的目的,关键取决于以下几项性能指标不同吸油材料其吸油性能有一定差异有效的吸油材料应具有高吸油率、低吸水率和高保油性能.由图1可知,材料的密度对吸油率有影响,密度低则吸油率高,但有些材料油水选择性低,棉和羊毛的吸油率、吸水率均较高,不是理想的吸油材料.而聚丙烯密度小,且没有亲水基团,回潮率为0.05%,几乎不吸水,因此熔喷聚丙烯非织造材料(NPPP)、针刺聚丙烯非织造材料(MBPP)较好地满足了吸油材料的性能要求.3非织造材料的吸油保持性能非织造材料与传统的纺织品差异很大,它是一个单纤维单向排列或杂乱排列分布的纤维集合体(纤网),内部结构呈三维立体单纤维网络状态.图3为熔喷非织造材料的扫描电镜照片.非织造材料因其特有的网状疏松结构,较高的孔隙率,使得材料具有强芯吸能力和保持能力,可充分滞留吸附的油品,当油品粘度越大时,油品滞留在疏松空隙间的程度随之加大,有利于油品的吸附和保持.同时非织造吸油材料的完整性使得它方便使用,在吸收液体后,通过挤压可以重复利用,被挤出的油品可回收利用,减少浪费.因此近些年越来越多地被用做吸油材料.非织造吸油材料可由不同工艺制成.常见的针刺材料是将短纤维通过机械方法杂乱排列成网后经针刺加固制得.针刺吸油材料的强度高,且不易起毛.缝编材料通常是经缝编机利用长丝形成经编线圈结构对纤网进行加固,其强度高于针刺材料.熔喷材料是将熔融的聚合物喷射成熔体细流,高速的热空气流将其拉伸成超细纤维,收集到凝网帘或滚筒上,依靠自身粘合形成.纤维细度较小,比表面积大,结构蓬松,吸附性能优异.熔喷材料的最大缺点是自身粘合的强力低,因此,更多场合是采用与纺粘材料等复合层压的方法制成不同制品.图4显示了不同密度、厚度的几种非织造材料的吸油保持性的差异.结果表明所有吸油材料的保持率几乎都有相同的趋势.从图4中可以看出,具有较大渗透性的吸油材料的起始吸收率也较高.例如,缝编非织造吸油材料(SB)在所有被测试的吸油材料中渗透性最大,因此对于原油的初始吸收率也最大.各种吸油材料的保持能力变化很大.吸油材料的结构也起到重要作用具有较高渗透性的吸油材料其初始吸油率也较高,但保持能力差.熔喷聚丙烯非织造吸油材料吸油保持率高,具有明显优势.表1是熔喷聚丙烯非织造材料的静态吸油性能试验证明,熔喷聚丙烯非织造材料对原油的饱和吸油量大,对高密度、高粘度的原油饱和吸油量高达25.9%.随着油品粘度的升高,熔喷聚丙烯非织造布的吸油速率相应下降.油品的密度和粘度越大,熔喷聚丙烯非织造布的饱和吸油率越高.将吸水量小、吸油选择性强的熔喷聚丙烯非织造材料用于低凝、高粘度、高密度原油的吸油回收,效果更佳.熔喷聚丙烯非织造布优越的吸油性能及其特点使其在吸油材料的开发应用方面有着极高的经济价值,但循环使用后吸油量有所下降.综合比较得出,熔喷聚丙烯非织造吸油材料(MBPP)具有以下优良特性大部分非织造吸油材料能吸附自身重量10~20倍的石油.熔喷聚丙烯非织造材料由于具有超细纤维结构,比表面积大,吸油率甚至高达30%,且吸油拒水,能浮在水面上,因此是处理海上漏油的理想材料.4特殊的网格化空间(1)吸油棉(如图5a所示).吸附量为自重的20~30倍,吸收速度快,适合大面积海上或码头水域、湖泊、河流的泄漏污染事故.(2)吸油垫(如图5b所示).采用复合成型技术,表面采用耐磨材料经窝点处理,强度增强,不掉屑,可用于擦拭粗糙表面的泄漏油污,耐用性提高,不易破损撕裂,易于回收或重复使用.更适合陆地使用,使用后易于清理,亦可用于水面吸油,重复利用率高.(3)吸油卷(如图5c所示).一次成型,吸收表面积大,软松而有弹性,不易分层脱落,吸油速度快,可迅速展开,在地面、工作场所、水面大面积铺设.适于水面和陆地较大的溢油和漏油事故的处理,也可弯曲成特殊形状满足特殊空间的处理要求.(4)吸油索(如图5d所示).吸油索内部由超细吸油絮片、纤维混合组成,两端可相互连接使用,呈长条状,形似软管,在拐角和不平坦的表面及工作场所也可使用.将其环绕在机床设备、输油管道周围,可防止小面积油污扩散;在处理大面积的水面或陆上的溢油事故时,使用吸油索能及时有效地阻止溢油的扩散.这在化工业、重工业、轻工制造业、运输业、印刷业、汽车维修业等领域都得到广泛使用.(5)吸油枕(如图5e所示).结构类似于吸油索,但吸油量更大,适用于地域狭小的场合,如阀门、龙头、管道接口等经常性泄漏场所.(6)垂挂式吸油棉(如图5f所示).呈长条状且有线带固定于两侧,可刮吸去水面的溢油,适合清理水面漂浮的薄油层,常用于吸油条的下游,回收没有完全吸收的少量浮油.由若干片吸油材料通过特殊连接方式连接,可以很容易覆盖大面积的水面,对于处理水面油污染作用显著.(7)吸油栅(围油栏)(如图5g所示).内部由超细吸油絮片、纤维混合组成,外有柔性加强网布.通过两端的活动搭扣,方便首尾错开连接,根据所需长度,依次相连,可覆盖大面积区域.可以吸附和拦截大面积油污;对于拦截处理水面浮油,防止油污上岸,保护环境效果更佳,可长期数月浮于水面上吸油而不变质、断裂或下沉.适合内河、湖泊、港口码头、排污池水口等的污油拦截处理,亦可用于码头、沉淀池、污水槽、排水口或取水口等水体防污、防杂物,可水陆两用.(8)抗静电型吸油材料.抗静电功能性非织造吸油材料可防止静电造成的燃烧、爆炸等危害,适合于气候干燥条件下和易产生燃烧、爆炸等危害性条件下使用.5开发新型复合吸油材料(1)各种吸油材料的吸油机理是一种物理吸附过程,在吸油性能中起决定作用的因素是吸油材料表面基团性质、材料比表面积及材料内部空间立体结构.(2)综合运用纤维素材料和聚合物纤维非织造材料的各自特点,可以开发新型复合吸油材料.将吸油疏水的聚合物纤维非织造材料包裹纤维素吸油填料,可以达到更换纤维素填料,多次重复使用非织造材料,降低油污染控制成本.(3)因油污染的范围、环境条件不同,以及油污染中油的种类、黏度等不同,油污染控制所需