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中石化环境监测手持土壤重金属分析仪

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最后更新: 2020-03-10 15:14
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中石化环境监测手持土壤重金属分析仪 
石油生产、贮运、炼制加工及使用过程中,由于事故,不正常操作及检修等原因,都会有石油烃类的溢出和排放。

石油进入土壤后,会破坏土壤结构,分散土粒,使土壤的透水性降低。其富含的反应机能与无机氮、磷结合并限制硝化作用和脱磷酸作用,从而使土壤有效磷、氮的含量减少。特别是其中的多环芳烃,因有致癌、致变、致畸等活性和能通过食物链在动植物体内逐级富集,它在土壤中的累积更具危害。

中国油田分布图

一、含油污泥的来源

含油污泥,简称油泥,是在石油开采、运输、炼制及含油污水处理过程中产生的含油固体废物,是由石油烃类、胶质、沥青质、泥沙、无机絮体、有机絮体以及水和其它有机物、无机物牢固粘结在一起的乳化体系。

含油污泥主要产生在油田和炼油厂,分为3 种类型,即落地油泥、集输油泥和炼厂油泥。落地油泥是在油田开发特别是油井采油生产和井下作业施工过程中,部分原油放喷或被油管、抽油杆、泵及其他井下工具携带至地面,进而渗入地面土壤形成的油泥;集输油泥是储油罐在自然沉降中产生一些油泥,也称之为称为罐底泥;炼厂油泥主要细分有三种,分别为隔油池底泥、溶气浮选浮渣和剩余活性污泥等,其中以浮选浮渣量为最大,占三泥总量的80%。

含油污泥

目前,我国每年产生近百万吨的含油污泥,若加上石油化工产生的“三泥”(生化污泥、池底污泥及浮渣),油泥的总量还要大得多,而且炼厂的规模越大,含油污泥的排放量越大。

二、含油污泥的成分与特性

含油污泥成分非常复杂,含有大量的老化原油,固体悬浮物,以及细菌质等固体废物,其中原油是主要的成分。油泥中含有数百种有毒有害化合物,其中的某些化合物(多环芳烃等)具有“三致”效应;另外含油污泥中往往含有苯系物、酚类等物质。美国环保署(EPA)将其列为优先污染物,并且对其排放有严格的限制,我国也将油泥列入《国家危险废物名录》。

含油污泥的特性:一般含油污泥的含油率约10%-50%,含水率约40%-90%。黏度高,难以沉降,脱水效果差,污泥固相颗粒细小,油、水密度差小,这些都是含油污泥黏度大、难以除油脱水的主要原因。

三、含油污泥的危害

含油污泥因其体积庞大,并含有大量的有毒物质,直接进行排放会占用大面积的土地,同时伴有非常难闻的气味,对附近的土壤、植物、水体、空气造成严重的污染,最终对人体产生极大的危害。

危害一

影响土壤的性质

当含油污泥中的石油烃类等物质渗入土壤后,会在土壤颗粒表面黏着,直接影响土壤的通透性,从而造成土壤导水通路的阻塞,进而造成土壤渗水量的下降,透水性的降低,最终使土壤的性质发生改变,直接威胁到土壤中的微生物生存。

危害二

危害植物生长发育

植物的组织内部能够被含油污泥中的低分子烃类物质渗透,从而破坏植物的正常生理机制;而含油污泥中的高分子烃类会很容易在植株表面形成一层粘性膜,将直接阻塞植株的气孔,植株的水吸收作用以及呼吸和光合作用都会受到严重的影响,最终会造成植物根系的腐烂,植被的破坏将会引起生态系统中食物链的破裂,会导致生态系统中最初级生产者失去制造有机物和氧气的能力。

危害三

污染水体

含油污泥中的石油类污染物浸入地下水后,直接对饮用水资源和地下水资源造成影响,危及人类生命安全。另外,含油污泥处置不当,可能会使石油类污染物在水体中聚集,如码头、港口、河道沿岸等,破坏水体环境。

危害四

危害空气质量

含油污泥中的低沸点有机污染物极易挥发至空气中,有机硫化物、苯类、酚类等有害物质具有致癌、致畸、致突变的作用,随着呼吸进入人体,直接对人体的肺、胃、呼吸系统、神经中枢系统产生严重的危害。

四、相关控制标准

在国家层面,目前与含油污泥相关的控制标准有《危险废物填埋污染控制标准》(GB18598—2001)、《危险废物焚烧污染控制标准》(GB18484—2001)、《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284—84)。在《危险废物填埋污染控制标准》和《危险废物焚烧污染控制标准》标准中,将含油污泥归类为危险固体废物,但并没有对含油污泥的油含量提出量化指标。

在《农用污泥中污染物控制标准》中,对污泥中的矿物油含量做了明确规定,要求土壤中矿物油最高允许含量不得超过3000 mg/kg(≤0.3%)。地方层面主要有以下三省份制定了相关标准:2010年12月,黑龙江省发布了《油田含油污泥综合利用污染控制标准》,明确规定了含油污泥用于农用、铺设油田井场和通井路的污染物控制标准;2016年7月,陕西发布《含油污泥处置利用控制限值》,规范含油污泥回收利用处置;2017年6月,新疆维吾尔自治区发布《油气田含油污泥综合利用污染控制要求》。

含油污泥污染

五、含油污泥的处理处置

如果含油污泥得不到妥善处理,将造成资源的巨大浪费,同时也会对环境造成不可挽救的破坏。因此,采用合适的处理方法对含油污泥进行资源化与无害化处理,不仅可以减少环境污染,而且还能达到资源再利用的目的。当前的油泥处理技术主要包括热解法、调质离心分离、固化处理、焚烧、焦化、填埋、溶剂萃取、热碱水洗、电化学技术、生物处理 (包括地耕法、堆肥法、污泥微生物反应器法)等。

由于含油污泥来源广泛、成分复杂,同时处理技术种类繁多,且都存在各自的应用弊端和适用范围(不同技术的特点比较如下表),目前尚无任何一种技术可以作为处理所有类型含油污泥的理想方法。通常要根据油泥的来源及特性,有针对性地选择一种或者多种组合技术实现油泥的治理。

表1 含油污泥处理技术比较

六、处理存在的难点和技术展望

随着新环保法的通过,各地对油田环保的要求越来越高,含油污泥的随意排放将不再可能,各地隐藏的污染也被逐渐揭开。这对污泥处理行业来说,无疑发展前景利好。尽管油泥处置发展前景好,市场也很大,但是目前含油污泥处置也存在一些难点,同时对其发展前景进行梳理如下:

1、含油污泥中最难处理的是重质油油泥,其黏度大,沥青质及胶质含量高,回收难,在现有的工艺设备处理过程中成本较高,设备折旧快,因此降黏预处理是此类油泥处置的重要环节;

2、热解方法由于是在厌氧环境条件下热源对含油污泥间接加热,能够通过油气组分的挥发分离实现油泥中石油组分的回收,同时降低残渣中的含油率,是一种油泥无害化与资源化的综合处理工艺。因此,该技术是近三年来油泥处置行业极为推崇的热点实用工艺,尤其在能源价格低、油泥组分中砂质组分含量的西北地区的油泥,更适合推广该技术;

3、热解方法尽管处理含油污泥非常实用有效,但是与调质离心等减量化工艺相比,仍存在耗能高、处理规模小等问题,因此,在以后的研究过程中亟待开发提高热解处理效果与规模的带有新型热源的新一代热解设备;

4、微生物及植物修复方法尽管修复周期长,却非常适合低浓度石油污染的场地及油泥处理,是物理与化学方法后续深度处理含油污泥的重要补充措施。为了使植物修复最终成为解决实际环境问题的有效手段,如何将石油污染的植物修复从盆栽实验的研究成功转向田间试验及实际的工程尚需进一步的深入研究;

5、目前含油污泥高级氧化技术在东北及西北地区油田的油泥处理工程中得到有效的实际应用,但该方法存在药剂成本高、处理的油泥残留化学药剂等问题,因此开发环境友好、氧化能力突出的绿色修复药剂就显得尤为重要;

6、目前油泥处理的验收标准往往是以含油率为重要指标,但是缺乏具体的石油烃组分的定性定量分析,鉴于不同组分的生物有效性及环境风险有很大差异,因此在以后的研究中有必要深度细化处理后含油污泥的石油组分含量,进一步明确验收标准。

环境监测总站使用布鲁克S1 Titan手持土壤重金属分析仪

 

 
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