探討石油污染層中有機物的轉(zhuǎn)化規(guī)律和模擬

閆玖龍

摘要：石油行業(yè)是國家經(jīng)濟的重要支柱之一，國家每年投巨資在提高能源生產(chǎn)效益的同時，也在努力大力整改石油污染的問題，尤其是石油污染層有機物的轉(zhuǎn)化問題。本文旨在初步探討這些石油污染層中的有機物在地下水與土壤中的化學轉(zhuǎn)化規(guī)律。

關(guān)鍵詞：石油污染；有機物轉(zhuǎn)化和模擬

有機物因其多變性和多樣性的特點，他們之間的互相轉(zhuǎn)化問題非常復雜，人們利用有機物的轉(zhuǎn)化取得了一些對生活質(zhì)量有利的研究成，但由于有機物的轉(zhuǎn)化而導致的污染問題也理應(yīng)引起我們重視，特別是石油污染層中有機物的轉(zhuǎn)化過程，它們與土壤和地下水的安全性息息相關(guān)。

一、石油污染的主要危害和污染層有機物種類的初步分析

石油污染的主要原因有兩種，一是油氣泄露，二是油渣排放。此前媒體頻繁報道過部分地區(qū)石油污染的問題，若遇到石油與水的融合，則石油漂浮在水面上，迅速擴散形成油膜，可通過擴散、蒸發(fā)、溶解、乳化、光降解以及生物降解和吸收等進行遷移、轉(zhuǎn)化。油類可沾附在魚鰓上，使魚窒息，抑制水鳥產(chǎn)卵和孵化，破壞其羽毛的不透水性，降低水產(chǎn)品質(zhì)量。油膜形成可阻礙水體的復氧作用。若遇到石油滲入土壤問題，則石油中的烴類物質(zhì)會在離地表20e左右的地方聚集，這恰恰是植物根系最發(fā)達的區(qū)域，石油黏度大，乳化度低的特點將會影響到植物的生長，石油有機物的參與，能夠改變土壤里微生物群落，微生物區(qū)系，破壞土壤里面的酶，從而導致大面積的土壤營養(yǎng)流失，對底面植物的危害非常大。而針對石油的化學成分鑒定，石油主要由碳（c）、氫（H）元素組成，碳占83～87%，氫占10～14%，二者的比值即碳氫比，一般在6.0～7.5之間，還包括極少量的氧氮硫，多以烴類化合物的存在形式為主，另外還有少量的含氧、硫、氮的非烴類化合物。一般，原油中都含有硫、石蠟、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)。原油中烷烴的碳原子個數(shù)為15～42左右時呈固態(tài)的碳氫化合物稱為蠟。原油中含蠟的百分數(shù)稱為含蠟量。膠質(zhì)是原油中分子量較大的烴類，它溶解性較差，只能溶解于石油醚、苯、氯仿、乙醚和四氯化碳等有機溶劑中，能被硅膠吸附。密度較小的石油一般含膠質(zhì)4～5%，而較重的石油膠質(zhì)含量可達20%或更高。原油中所含膠質(zhì)的百分數(shù)稱為膠質(zhì)含量。瀝青質(zhì)為暗褐色至黑色的脆性物質(zhì)，是含有碳、氫、氧、氮、硫等多種元素的高分子多環(huán)有機化合物，其分子量比膠質(zhì)大許多倍，不溶于石油醚或酒精，可溶于苯、三氯甲烷及二硫化碳，也可被硅膠吸附。一旦石油與土壤和水融合，里面的有機物成分將會發(fā)生一定程度的變化，從而造成危害。

二、石油污染層中常見的有機物轉(zhuǎn)化規(guī)律總結(jié)

土壤和地下水的石油污染是石油污染的主要方面。石油烴類在與水融合后，首先不溶于水的物質(zhì)浮在水的表面，形成一層通透性極差的油膜，致使水里面的微生物生長模式發(fā)生改變，直至微生物的變化使得石油烴類有機物得以反應(yīng)的條件，從而對水質(zhì)造成破壞。如果石油與土壤混合，那石油也是利用自身有機物的黏性堵塞土壤間隙，然后土壤本身的有機物就被迫發(fā)生改變，直至改變到對植物的生長造成損傷，從而達到污染的目的。石油本身就是一個復雜的有機物整體，目前的研究水平無法精確確定或者孤立看待石油中到底是哪種有機物反應(yīng)，生成了哪一種有機物，所以與其追究造成石油污染的主要物質(zhì)，不如弄清楚石油造成污染的原因，或者說其常見的有機物轉(zhuǎn)化規(guī)律。綜上所述，石油污染層中有機物的轉(zhuǎn)化規(guī)律實際上是分作兩步，第一步就是隔離，隔離被污染物原本生存的空間，逼迫被污染物本身的存在模式，從而發(fā)生改變，等改變到與石油里面某一種有機物可以發(fā)生反應(yīng)時，造成了被污染物本性的根本破壞，從而毀滅了被污染物原本的貢獻，形成對其他事物的污染和破壞，這種規(guī)律在地下水中，被污染物就是原本擁有穩(wěn)定微生物群落的水，在土壤中，被污染物就是跟水一樣擁有穩(wěn)定微生物群落的土壤，石油污染的本質(zhì)就是石油的難降解的特點。

三、目前被廣泛提倡的解決石油污染的一些方法和案例

生物修復技術(shù)一直以來都是解決石油污染問題應(yīng)用最廣的方法。針對石油污染土壤的問題，目前低溫微生物修復技術(shù)取得了一定的效果，溫度是限制石油烴類污染物的生物降解速率以及效率的重要因素之一，由于自然界中低溫環(huán)境分布廣泛，80%以上生物圈為常年低于5℃的永久低溫地區(qū)，因而從北極、高山、南極的土壤，以及阿拉斯加的地下水、南極海水和海冰等低溫環(huán)境獲取石油烴降解微生物逐漸成為研究熱點。那么涉及到石油污染地下水的問題，修復方式分為兩種，一種是異位修復，即把受污染的地下水體抽提出來進行地面處理后再回灌地下或排放進入地表水體。這種方法處理周期長，運行費用高，難以達到地下水質(zhì)恢復的最終目的。另一種修復方式是原位修復，即就地修復，是指在基本不破壞土體和地下水自然環(huán)境條件下，對受污染的對象不作搬運或輸送，而在原場所進行修復的方法。這種方法較異位修復直接、快速、經(jīng)濟、效果好，是地下水污染修復一種很有發(fā)展前途的修復方法

四、結(jié)語

石油污染一旦發(fā)生，便很難處理。所以在研究石油污染問題的同時，筆者更希望我們能做好杜絕石油污染的系列保障措施，安全在于防范，如何減少失誤率，有效控制油氣泄露和廢油排放問題，才是解決石油污染問題的根本。