【摘 要】
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我国主要油田分布广泛,受地域环境沉积因素的影响,土壤及原油物性差异较大,导致石油污染土壤理化性质不同。针对目前存在的问题,本论文以典型石油污染场地中石油污染土壤和背景土壤为研究对象,探究石油污染土壤清洗工艺参数以及原油在土壤上的吸附特征,并结合其理化性质及土壤分型结果,进而获得适用不同类型石油污染土壤的清洗工艺参数集群,降低土壤修复后续处理工艺的难度,同时提高石油污染物的去除效率。主要结论如下:1
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我国主要油田分布广泛,受地域环境沉积因素的影响,土壤及原油物性差异较大,导致石油污染土壤理化性质不同。针对目前存在的问题,本论文以典型石油污染场地中石油污染土壤和背景土壤为研究对象,探究石油污染土壤清洗工艺参数以及原油在土壤上的吸附特征,并结合其理化性质及土壤分型结果,进而获得适用不同类型石油污染土壤的清洗工艺参数集群,降低土壤修复后续处理工艺的难度,同时提高石油污染物的去除效率。主要结论如下:1、通过分析背景土壤和石油污染土壤理化性质,发现同一油田背景土壤和油污土壤性质不同,不同油田的背景土壤或石油污染土壤之间差异显著。如胜利油田背景土壤有机质含量为6.291 g/kg,优势菌属为海洋杆菌属（Marinobacter,28.88%）,石油污染土壤为10.735 g/kg,优势菌属为嗜盐另矿生菌（Aliifodinibius,17.62%）;辽河油田背景土壤2～0.02 mm占比57%,属于砂质土,而江苏油田背景土壤＜0.02 mm占比76%,偏黏土;运用SPSS主成分分析发现影响土壤分型指标主要为土壤SOM含量、土壤机械组成、原油族组成。2、利用热碱水修复石油污染土壤的实验,主要考察Na OH质量分数、时间和温度对清洗效果的影响,确定不同油田石油污染土壤的最适清洗工艺参数;并根据样品分型原则将石油污染土壤进行分型,结果表明石油污染土壤样品为LSN、HSP、LCP、LCN或HSN型时,可以直接采用本实验中对应的清洗工艺参数,如LSN型土壤在Na OH质量分数0.2%、固液比1:6,温度为50℃条件下清洗30 min,石油去除率可达85%;根据土壤分型发现新疆油田、辽河油田和江苏油田石油污染土壤分别是LSN、HSP、LCP型三种典型石油污染土壤。为探究热碱水对不同类型污染物的去除效果,对清洗后的样品进行族组成分析,结果表明新疆油田石油污染土壤去除的污染物类型主要是饱和烃和芳烃,去除率分别为5.96%和20.70%;辽河油田石油污染土壤和江苏油田石油污染土壤去除的主要是饱和烃,去除率分别为15.30%和17.90%。3、采用微观刻蚀玻璃板模型考察石油污染物在不同粒级土壤中的吸附-脱除机理,以不同粒径玻璃砂模拟不同粒径的土壤,探究石油污染物在不同类型土壤上的吸附-脱除机理,同时使用实际土壤验证吸附-脱除过程;探究清洗方式、时间和粒径对清洗效果的影响,实验结果与微观模型类似,粒径＜0.05 mm土壤（平均含油率为9.31%）吸附原油含量（平均含油率为7.86%）高于1-2 mm土壤;＜0.05 mm和1-2 mm油污土壤碱水平均去除率分别为70.19%和80.01%;相同油污土壤碱水清洗效果优于清水,＜0.05 mm油污土壤碱水和清水清洗平均去除率分别为70.19%和57.46%,表明在土壤质量或体积相同的条件下,土壤粒径越小,所吸附的石油污染物含量越多,石油污染物的去除难度也越高。本部分的实验从机理层面进一步验证了热碱水修复石油污染土壤的可行性,并明确了不同类型土壤脱除石油污染物的工艺参数,为实际土壤修复过程提供了可靠依据。
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