石油污染土壤热解修复反应规律与机制研究

在石油的开采、运输等过程中,由于原油泄漏而产生的石油污染土壤会严重威胁生态环境和人类健康.相比细菌降解修复和化学氧化修复,中低温热解修复是一种高效、经济的修复方法.然而,国内对石油污染土壤的热解修复规律和影响因素研究却较少.本文先以模型污染土壤为研究对象,考察了初始含油率(5%、10%)、热解温度(375、400、425、450℃)、热解时间(30、60 min)对污染土壤中石油烃脱除率的影响,采用FTIR、元素分析、原油四组分分析、荧光显微镜观测等方法确定了热解过程中石油的饱和分、芳香分、胶质及沥青质的转化方式,提出了石油污染土壤在形成和热解过程中石油的四组分吸附、脱除途径模型,并通过XPS、TEM等表征手段确定了最佳修复条件.结果表明,在425℃下热解30 min后,污染土壤中石油烃去除率在99.40%以上,残存TPH含量低于GB I类用地风险筛选值,且修复后土壤中的残炭非常稳定、无害,不会对环境造成二次污染.此外,还选取了新疆油田、长庆油田的场地石油污染土壤在最佳修复条件下进行处理,发现石油烃脱除率均在99.60%以上,土壤总有机碳含量的结果也表明处理后的土壤肥力恢复到了污染前的水平.本研究结果将为我国高浓度石油污染土壤的热解修复技术提供科学依据.