中原油田油區土壤重金屬污染特征分析

辛英 古德寧

（濮陽市環境監測站，河南 濮陽 457000）

中原油田油區土壤重金屬污染特征分析

辛英 古德寧

（濮陽市環境監測站，河南 濮陽 457000）

長期油田開發造成了中原油田區土壤環境質量惡化，然而目前對油田土壤重金屬的污染特征尚不十分明確。通過對中原油田油區土壤進行了采樣和分析，結果表明：土壤樣品中Cd、Pb、Cr的含量分別為0.098 mg/kg、108 mg/kg、73.3 mg/ kg，三種元素含量高于河南省土壤重金屬背景值，其中，Pb在土壤中有較高的富集；油區土壤中的重金屬主要來自于原油泄漏、鉆井泥漿灑落和農業生產中農藥化肥的大量使用。

土壤；重金屬；油田

中原油田開發區域主要位于河南濮陽，含油氣面積339.17 km2，從1975年開始勘探至2015年，采油累計產生原油1.8億噸，現擁有油水井7353口。長期的油氣開發過程導致了油田土壤的環境質量破壞，而由此導致的石油污染土壤中重金屬的污染特征卻鮮有報道。

通過對濮陽油區內土壤進行采樣和統計分析，弄清了中原油田石油污染土壤中鎘、鉛、鉻的污染特征，為開展油田土壤的管理和修復工作提供了數據支撐。

1 實驗部分

1.1 樣品采集和處理

2015年10月，對油區內40個井場周邊的土壤進行采樣，選擇四周為農田且農作物正常生產的井場為監測對象，每個監測點采用梅花法布設5個點采集5個樣品，再把5個樣品混合成1個樣品，采樣深度為土壤表層0～20 cm，每個樣品約重1 kg，共采集40個樣品。土壤樣品采回實驗后，置于陰暗、通風、避光處自然風干，除去土壤中混雜的石塊、動植物殘體等，采用四分法將樣品破碎，過100目篩，裝瓶并貯存于干燥器中備用。

1.2 土壤樣品分析

土壤樣品主要測定Cd、Pb、Cr、三種重金屬總量，其測定方法為土樣用微波消解，用ICP（2100DV）和石墨爐原子吸收（700p）檢測。試驗中采用土壤標準物質ESS3進行質量控制，同時作全程空白試驗，不少于10%的平行樣。

1.3 土壤污染評價方法

土壤污染評價方法采用單因子指數法，其計算公式為：Pi=Ci/Si

式中：Pi為土壤中污染物i的環境質量指數；為污染物i的實測值mg/kg；為污染物的評價標準mg/kg。其中：Pi≤1表示土壤未污染；Pi＞1表示土壤已受污染；Pi越大，污染程度越嚴重。

2 結果與討論

2.1 重金屬濃度特征

井場周邊土壤中重金屬全量統計結果見標1。

表1 研究區土壤重金屬濃度統計數據

注：1為河南省土壤元素背景值；2為中國土壤環境質量標準（GB15618-1996）

由表1可知，在所有采樣點重金屬Cd、Pb、Cr的平均濃度分別為0.098 mg/kg、108 mg/kg、73.3 mg/kg。從變異程度上說，Cd、Pb、Cr的變異系數分別為39.8%、39.9%和49.9%差別不大，三種重金屬的變異系數屬于中等輕度，其中Cr的變異系數最大，說明Cr受外源污染的影響較大。

通過對比土壤中重金屬的含量、河南土壤元素背景值［1］和國家土壤環境質量標準，濮陽油區土壤中的重金屬均值均低于國家二級標準，Cd、Pb、Cr的污染指數為0.098、0.308、0.209，表明土壤未收到污染。通過與河南省土壤元素背景值進行比較，發現濮陽油區采集的土壤樣品中重金屬的平均值超過了當地土壤背景值，Cd、Pb、Cr的污染指數為1.09、7.50、1.37，表明土壤已受到污染。相對于整個河南省的土壤背景值而言，Pb在土壤中普遍具有較高的積累，Cd和Cr也有一定程度的積累。

為研究重金屬的同源性，對Cd、Pb、Cr之間進行相關性分析，其結果見表2。由表2可以知，3種重金屬相互之間相關性達到顯著水平（p＜0.01），呈極顯著正相關，相關系數范圍為0.512～0.608。表明油田區域土壤中Cd、Pb、Cr之間表現為復合污染或具有同源性。

表2 重金屬的相關系數

2.2 油區土壤重金屬的來源分析

油田土壤中的重金屬主要來自原油泄漏、鉆井泥漿灑落和農業生產中農藥化肥的大量使用。

（1）原油：在油田生產的眾多環節中，難免會發生原油泄漏，灑落在地面的原油勢必會滲入土壤并將其中所含重金屬帶入土（2）鉆井泥漿：鉆井泥漿是由鉆井液、巖屑、粘土以及伴生的污水、油水等組成的膠體懸浮液，其中含有多種有毒重金屬物質［3］。在鉆井過程中，鉆井泥漿使用量大，勢必會在作業現場有所灑落，難以做到完全無害化處理，這也是造成油田土壤重金屬污染。

壤，且隨雨水的淋漓作業不斷擴散到它處或深處。此外，油田內偷油事件常有發生，這也導致一定數量的原油泄漏，加重污染［2］。

（3）農業生產：在采油區內，多數土地是農業生產用地，在農業生產過程中，化肥農藥的大量使用也造成重金屬在土壤中的富集［4］。

此外，鉆井過程中的柴油機廢氣、汽車尾氣等造成的大氣污染也會造成土壤中重金屬的含量。

3 結論

通過對中原油田油區土壤中的重金屬全量分析，油區土壤中的重金屬濃度未超過國家標準，但Cd、Pb和Cr的濃度普遍高于當地土壤背景值，存在不同程度的富集現象，尤其是Pb的富集程度最高；油區土壤中的重金屬主要來自于原油泄漏、鉆井泥漿灑落和農業生產中農藥化肥的大量使用。

［1］河南省土壤普查辦公室，河南土壤［M］.北京：中國農業出版社，2004：559- 592.

［2］鄧紹勻，徐學義，邱清華.我國是由污染土壤修復研究現狀與展望［J］.北方園藝，2012（14）：13-19.

［3］邵濤，龔莉娟，汪九新.鉆井廢泥漿中重金屬化學形態及潛在生態效應評價［J］.中國環境監測，2007，12（14）：11-13.

［4］蝴蝶，陳文清.土壤重金屬污染現狀及植物修復研究進展［J］.安微農業科學，2011，39（5）：2706-2710.

辛英（1974.4-） ，男， 大專，助理工程師， 研究方向：環境監測。

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A 文章標號：1003-5168（2015）11-076-02