富油煤热解焦油在粉砂中的自然降解与挥发行为

富油煤原位热解的油、气等产物可通过开采形成的压裂缝进入地下环境,产生一系列环境行为。为进一步了解富油煤热解产物在地下环境中的自然降解与挥发行为,选择粉砂作为典型土壤,以富油煤热解焦油为典型污染物,开展了煤焦油5种组分在粉砂中的自然降解和挥发行为研究,建立了2种环境行为的动力学模型;进一步考察了温度、污染物初始质量浓度等因素对自然降解与挥发的影响。结果表明,煤焦油各组分在粉砂中的降解效果顺序为,酚油>洗油>萘油>沥青>蒽油,且粉砂中各组分的自然降解符合一级动力学方程。其中,酚油的降解速率常数最大,为6.18×10^(-3);而蒽油的半衰期最长,达到了228 d;温度35℃时的降解率为67%,初始质量浓度为10 g·kg^(-1)时,降解率高达72%。粉砂中煤焦油的挥发符合Elovich方程,各组分在粉砂中的挥发效果顺序为,酚油>萘油>洗油>蒽油>沥青。其中,酚油的挥发率是沥青挥发率的4倍;酚油在35℃时的挥发率是15℃的1.2~2.5倍,污染物初始质量浓度对煤焦油各组分的挥发影响较小。本研究结果可为开展原位开采引起的地下水环境污染控制与修复提供参考。