石油污染层中有机物的转化规律和模拟探讨

张意

[摘 要]石油行业是国家经济的重要支柱之一，国家每年投巨资在提高能源生产效益的同时，也在努力大力整改石油污染的问题，尤其是石油污染层有机物的转化问题。本文旨在初步探讨这些石油污染层中的有机物在地下水与土壤中的化学转化规律。

[关键词]石油污染；有机物转化和模拟

有机物因其多变性和多样性的特点，他们之间的互相转化问题非常复杂，人们利用有机物的转化取得了一些对生活质量有利的研究成，但由于有机物的转化而导致的污染问题也理应引起我们重视，特别是石油污染层中有机物的转化过程，它们与土壤和地下水的安全性息息相关。

一、石油污染的主要危害和污染层有机物种类的初步分析

石油污染的主要原因有两种，一是油气泄露，二是油渣排放。此前媒体频繁报道过部分地区石油污染的问题，若遇到石油与水的融合，则石油漂浮在水面上，迅速扩散形成油膜，可通过扩散、蒸发、溶解、乳化、光降解以及生物降解和吸收等进行迁移、转化。油类可沾附在鱼鳃上，使鱼窒息，抑制水鸟产卵和孵化，破坏其羽毛的不透水性，降低水产品质量。油膜形成可阻碍水体的复氧作用。若遇到石油渗入土壤问题， 则石油中的烃类物质会在离地表20c左右的地方聚集，这恰恰是植物根系最发达的区域，石油黏度大，乳化度低的特点将会影响到植物的生长，石油有机物的参与，能够改变土壤里微生物群落，微生物区系，破坏土壤里面的酶，从而导致大面积的土壤营养流失，对底面植物的危害非常大。而针对石油的化学成分鉴定，石油主要由碳（C）、氢（H）元素组成，碳占83～87%，氢占10～14%，二者的比值即碳氢比，一般在6.0～7.5之间，还包括极少量的氧氮硫，多以烃类化合物的存在形式为主，另外还有少量的含氧、硫、氮的非烃类化合物。 一般，原油中都含有硫、石蜡、胶质和沥青质。 原油中烷烃的碳原子个数为15～42左右时呈固态的碳氢化合物称为蜡。原油中含蜡的百分数称为含蜡量。 胶质是原油中分子量较大的烃类，它溶解性较差，只能溶解于石油醚、苯、氯仿、乙醚和四氯化碳等有机溶剂中，能被硅胶吸附。密度较小的石油一般含胶质4～5%，而较重的石油胶质含量可达20%或更高。原油中所含胶质的百分数称为胶质含量。 沥青质为暗褐色至黑色的脆性物质，是含有碳、氢、氧、氮、硫等多种元素的高分子多环有机化合物，其分子量比胶质大许多倍，不溶于石油醚或酒精，可溶于苯、三氯甲烷及二硫化碳，也可被硅胶吸附。一旦石油与土壤和水融合，里面的有机物成分将会发生一定程度的变化，从而造成危害。

二、石油污染層中常见的有机物转化规律总结

土壤和地下水的石油污染是石油污染的主要方面。石油烃类在与水融合后，首先不溶于水的物质浮在水的表面，形成一层通透性极差的油膜，致使水里面的微生物生长模式发生改变，直至微生物的变化使得石油烃类有机物得以反应的条件，从而对水质造成破坏。如果石油与土壤混合，那石油也是利用自身有机物的黏性堵塞土壤间隙，然后土壤本身的有机物就被迫发生改变，直至改变到对植物的生长造成损伤，从而达到污染的目的。石油本身就是一个复杂的有机物整体，目前的研究水平无法精确确定或者孤立看待石油中到底是哪种有机物反应，生成了哪一种有机物，所以与其追究造成石油污染的主要物质，不如弄清楚石油造成污染的原因，或者说其常见的有机物转化规律。综上所述，石油污染层中有机物的转化规律实际上是分作两步，第一步就是隔离，隔离被污染物原本生存的空间，逼迫被污染物本身的存在模式，从而发生改变，等改变到与石油里面某一种有机物可以发生反应时，造成了被污染物本性的根本破坏，从而毁灭了被污染物原本的贡献，形成对其他事物的污染和破坏，这种规律在地下水中，被污染物就是原本拥有稳定微生物群落的水，在土壤中，被污染物就是跟水一样拥有稳定微生物群落的土壤，石油污染的本质就是石油的难降解的特点。

三、目前被广泛提倡的解决石油污染的一些方法和案例

生物修复技术一直以来都是解决石油污染问题应用最广的方法。针对石油污染土壤的问题，目前低温微生物修复技术取得了一定的效果，温度是限制石油烃类污染物的生物降解速率以及效率的重要因素之一.由于自然界中低温环境分布广泛，80%以上生物圈为常年低于5℃的永久低温地区，因而从北极、高山、南极的土壤，以及阿拉斯加的地下水、南极海水和海冰等低温环境获取石油烃降解微生物逐渐成为研究热点。那么涉及到石油污染地下水的问题，修复方式分为两种，一种是异位修复，即把受污染的地下水体抽提出来进行地面处理后再回灌地下或排放进入地表水体。这种方法处理周期长，运行费用高，难以达到地下水质恢复的最终目的。另一种修复方式是原位修复，即就地修复，是指在基本不破坏土体和地下水自然环境条件下，对受污染的对象不作搬运或输送，而在原场所进行修复的方法。这种方法较异位修复直接、快速、经济、效果好，是地下水污染修复一种很有发展前途的修复方法

四、结语

石油污染一旦发生，便很难处理。所以在研究石油污染问题的同时，笔者更希望我们能做好杜绝石油污染的系列保障措施，安全在于防范，如何减少失误率，有效控制油气泄露和废油排放问题，才是解决石油污染问题的根本。

参考文献：

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