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土壤石油类污染

/soil petroleum pollution/
条目作者莫测辉

莫测辉

最后更新 2023-09-23
浏览 171
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在特定环境条件下,土壤中石油烃类的含量超过其自净容量,导致土壤质量下降,影响土壤功能和有效利用的现象。

英文名称
soil petroleum pollution
所属学科
农业资源与环境

20世纪初,全世界开始大规模开采、使用石油。石油已经成为人类最主要的能源之一。全世界每年在石油的开采、运输、储存过程中造成的事故性泄露可使800万~1000万吨石油烃进入环境。中国每年有近60万吨石油进入环境,引起土壤、地下水和海洋的严重污染。

土壤石油类污染的来源主要包括五个方面:①自然渗漏。不断的地质变更及石油在多孔岩石和沉积层中发生的运移可使岩层中被暂时隔离开的石油以很低的速率重新回到生物圈中,并造成污染。②油田及炼油厂“三废”污染。截至2020年中国多数炼油厂的“三废”物质尚未得到有效处理,这些含油“三废”物质进入土壤环境会造成石油污染。③事故性渗漏和泄漏。石油在生产、运输和储存过程中发生意外泄漏造成的污染。如投产井在生产过程中发生油井喷溅及管道溢漏等事故造成的污染,以及储油罐锈蚀引起的渗漏污染。中国仅2013年就发生11起加油站泄漏事故。④污水灌溉污染。使用石油废水进行灌溉造成的污染。⑤大气沉降污染。在石油冶炼、生产过程中,石油中可挥发组分进入大气,这些组分可与大气颗粒物质结合形成降尘,并进入土壤造成污染。同时,各种使用汽油、柴油车辆在行驶中排出的废气也含有大量未燃烧石油组分,这些组分也以降尘形式进入土壤造成污染。据初步统计,全球每年约有400万吨的石油烃污染物通过沉降形式进入土壤

土壤中的石油类污染物具有易迁移的特性。土壤中的石油可随土壤水分迁移而迁移,特别是在孔隙较大的土壤中,其可迁移渗透到土壤深层,甚至污染浅层地下水。

残留在土壤中的石油污染不仅可通过改变土壤性质、土壤中的营养元素比例对作物的生长发育产生不良影响,还可以被植物吸收富集,通过食物链直接危害人体健康。此外还可以通过地下水迁移对人类环境构成更广泛的威胁。即:①影响土壤结构性质。石油进入土壤后,可占据土壤孔隙,降低土壤通透性,破坏土壤原有的水、气、固三相结构,影响作物根系对养分和水分的吸收、利用,引起根部腐烂,造成大面积植物死亡,甚至严重影响农林业生产。②影响土壤生态平衡。土壤石油污染物可显著影响土壤微生物的结构和功能,导致土壤酶活性下降,破坏土壤养分循环,导致土壤生态系统功能失调。③影响土壤组分。石油物质具有较高的反应活性,可与土壤中的无机氮、磷结合并限制硝化作用和脱磷酸作用,从而使土壤有机氮、磷含量减少,使土壤退化土壤肥力下降。

土壤石油类污染修复技术主要有物理修复、化学修复和生物修复三种。

包括:①焚烧法。利用石油类污染物容易燃烧的特点,通过焚烧土壤使石油类污染物通过燃烧的方式变成气体而脱离土壤,从而去除土壤石油类污染物。②隔离法。采用黏土或者其他人工合成的惰性材料,将石油污染的土壤与周围环境隔离开来,防止污染物向周围环境迁移扩散。③换土法。用新鲜未污染的土壤替换或部分替换原来污染土壤,以稀释原污染土壤中污染物含量,增加土壤自净容量,从而利用环境自身能力来消除残余的污染物。

包括:①萃取法。使用有机溶剂对土壤中的石油类污染物进行萃取,然后对有机相中的石油类污染物进行分离回收,并实现废物资源化。②洗涤法。将污染土壤粉碎,混入足够的水和洗涤剂,使石油类污染物从土壤中溶出,从而达到去除土壤中石油类污染物的目的。③化学氧化法。向石油类污染土壤喷洒或注入化学氧化剂,使其与污染物质发生化学反应从而实现净化。

包括:①微生物修复。利用土壤微生物或驯化的高效微生物,在优化的环境条件下加速污染物的分解来修复污染土壤。②植物修复。包括直接吸收抑制与间接代谢作用。直接吸收抑制通过植物降低或消除污染物对其他生物区系的生物有效性,阻止污染物外延。间接代谢作用指植物根系通过根系分泌物、胞外酶及其根系物理化学特性,提高土壤微生物代谢活性,改善土壤结构,从而达到降解石油污染物和降低污染物生物有效性的目的。

  • 刘晓艳,张新颖,程金平.土壤中石油类污染物的迁移与修复治理技术.上海:上海交通大学出版社 ,2014.
  • 刘五星,骆永明.土壤石油污染与生物修复.北京:科学出版社,2015.
  • 万云洋,杜卫东.土壤和沉积物石油类污染防治方法与技术.北京:石油工业出版社,2017.

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