石油污染土壤的修復治理

魏 樣

（1.陜西地建土地工程技術研究院有限責任公司，陜西西安 710075；2.陜西省土地整治重點實驗室，陜西西安 710075；3.陜西省土地工程建設集團有限責任公司，陜西西安 710075；4.自然資源部退化及未利用土地整治工程重點實驗室，陜西西安 710075；5.陜西省土地整治工程技術研究中心，陜西西安 710075）

土壤是人類賴以生存的自然資源，不僅能夠種植糧食作物，還能為人類抵御多種不良環境發揮著不可替代的作用，它是生態環境的重要組分，與人類健康乃至生存息息相關[1]。我國是一個擁有14億人口的農業大國，人多地少，人地矛盾異常尖銳，土地資源對社會經濟全面發展的支撐作用尤為突出。可是，人們往往缺乏對土地的敬畏之心，不自覺地使土地受到人為因素的作用而被污染，嚴重時會喪失其生產力和生態功能，其中土壤的石油污染是常見的污染危害之一。防治包括石油污染在內的一切土壤退化過程，修復已經退化的土地是當今世界范圍內面臨的艱巨任務之一，也是確保各國糧食安全、生態安全和人體健康的重要任務。

1 土壤石油污染現狀

石油是一種黑色或深褐色的易燃、具有揮發性的黏稠液體，是現代工業的“血液”[2]。石油生產作為國家的支柱產業，控制著國家的整個經濟命脈[3]。隨著人類社會的飛速發展和工業化進程的不斷加快，石油作為最重要的能源和化工產品，人們對其及附產品的需求量在日益劇增，在此過程中會對社會造成負面影響。石油在勘探、開采、冶煉、加工以及石油制品運輸和使用等各個環節中，不可避免地對周邊土壤造成一定程度的污染，從而給生物和人類生活帶來不同程度的危害。

有文獻報道，全世界平均每年的石油總產量約為40億t，每生產1 t石油就約有2 kg的石油污染物進入環境中。20世紀80年代，美國就出現了嚴重的土壤石油污染問題[4]，截至20世紀90年代，超過10萬個地下儲油罐存在不同程度的石油泄漏問題[5]。有調查顯示，墨西哥中部大范圍土壤存在較高的石油污染物，最高可達80.19 g/kg，超過當地標準的40倍[6]。作為世界產油大國的俄羅斯，油氣管道非常多，每年不同規模的石油泄漏事故超6萬起，約1/8的草原土壤受到石油污染[7]。在世界范圍內，土壤石油污染案例不勝枚舉，土壤石油污染問題極為普遍，在一些問題嚴重的地區，石油污染的勢頭仍未完全遏制，相關部門必須給予高度關注。我國勘探開發的油氣和油氣礦藏已有400多個，分布在25個省市自治區，油區工作范圍20 km2的土壤均受到石油勘探、開采、運輸以及儲存等過程的影響而被污染[8]。目前，我國石油年產量已超1.8億t，其中有近60萬t原油由于無法回收而直接流入環境，造成土壤、水體、大氣等污染，每年新增的石油污染土壤約達到了10萬t[9-10]。有研究指出，每口井落地原油含量輻射半徑為20～30 m，并且因降水還在擴散。2014年，全國土壤污染狀況調查公報顯示，在調查的13個采油區約500個土壤樣點中，超標位點約占近1/4，污染物主要為石油烴和多環芳香烴。在我國北方地區，產油區原油污染土地面積有逐年擴大的趨勢，在遼河油田、勝利油田、冀東油田等多個重石油污染區，土壤中的原油含量平均高達10 g/kg，有的甚至超100 g/kg，遠超土壤臨界值，單井落地原油污染土地面積平均達1.3 m2。以內蒙古阿爾善油田為例，單井落地原油平均1.3 t，影響范圍在100 m×150 m[11]，導致采油區及周邊數百公頃的土壤受到嚴重污染[12-13]。有調查估計，目前大慶油田的2萬多口油井每年落地原油達到2.1×106～8.4×106kg，大慶油田表層土壤受到普遍污染[14-15]。由此可見，土壤的石油污染作為世界性的環境性問題之一，具有普遍性、不可避免性，必須給予密切關注，亟待深入研究石油污染物對土壤性質及過程的系統性影響，從而有效研發修復技術。

2 土壤石油污染危害

中科院的相關調查表明，我國每年因生態環境污染和破壞，造成的經濟損失超過2 000億元，石油類污染是我國土壤資源破壞的主要形式。石油開采、運輸、貯藏和加工過程造成了原油向外泄露而引起土壤與環境污染問題，原油中含有的烴類、酚類、苯類等多環芳烴會污染土壤和水源，直接或間接危害人類生產、生活和健康。另外，原油中含有大量有機物，豐富的氮、磷、硫以及重金屬等，處理不當或直接排放都會對環境產生嚴重的危害。石油污染物的持續擴散，以及污染土壤的風蝕遷移，導致污染范圍不斷擴大，嚴重威脅周邊生態安全和人體呼吸與健康。石油污染對作物及生態的危害性已是無可置疑的客觀事實，污染物對土壤的主要理化性質、微生物群落結構、生物多樣性以及土壤的水氣熱過程等，均產生了不同程度的影響[16]，其危害程度和危害機理直接決定著污染土壤修復工作的方向、難度和效率等。然而土壤的理化性質和生物學性質不同，對石油的響應以及修復效果也存在較大差異，尤其是土壤的質地、結構、土壤水分特性、有機物含量及組成等，是決定污染物在土壤中的存在狀態、遷移擴散以及石油污染土壤修復效益的關鍵因素[17]。然而，綜觀國內外研究進展，目前僅從認知上明確了石油污染對土壤的危害性，關于石油污染土壤修復研究方面的文獻也較多，但針對石油在土壤特性、過程等方面的作用與影響機理研究文獻相對較少，依然存在著石油對土壤危害機理不夠明晰，對不同類型和性狀土壤的危害程度不夠明確等亟待研究的科學問題，從而既不利于科學評價石油污染土壤的危害性，也不利于科學選擇石油污染土壤修復措施。

3 土壤修復治理的對策

改良退化土地和修復污染土地是世界各國普遍面臨的艱巨任務。在污染土壤修復技術研究方面，國際上起步于20世紀70年代后期。在過去的40 a，歐、美、澳、日等多個國家相繼制訂了土壤修復計劃，在研究土壤修復技術與設備方面投入了巨額資金，積累了豐富的現場修復技術與工程化應用經驗。我國污染土壤修復技術研究起步較晚，在“十五”期間才逐步得到重視，被列入高技術研究規劃發展計劃中，其研發水平和應用經驗與美、英、德、荷等國家仍存在一定的差距。在石油開采區污染土壤的場地修復技術方面，借鑒國外成熟經驗的較多。土壤石油污染的現狀不容樂觀，土壤石油污染的危害異常嚴重，因此石油污染土壤修復治理需求迫切并且意義重大。針對我國石油污染土壤修復治理存在的問題，本文提出以下幾點建議。

3.1 因地制宜，研發切實可行的修復治理措施盡管我國土壤石油污染的研究起步較晚，但是經過近年來的發展，前人在石油污染土壤修復治理技術方面已經取得了一定的研究成果，然而現有的研究針對性不強，不同區域在氣候、油品組成、土壤理化性質等方面存在一定的差異，因此前人的研究結果不能簡單的復制和套用，故而需針對特定區域，因地制宜地研發經濟高效、切實可行的修復治理措施。

3.2 完善標準，加快地方修復標準的出臺2018年，我國家頒布了《土壤環境質量農用地土壤污染風險管控標準》和《土壤環境質量建設用地土壤污染風險管控標準》兩部標準，對于指導石油污染土壤修復具有重要的意義。但是不同區域因自然環境條件的不同，標準不能完全照搬套用，只有針對不同地區制定相應的修復治理地方標準，才能更加精準有效地指導修復工程的具體實施。

3.3 加強人才培養，助推石油污染土壤修復人才是推動修復治理技術研發及應用的關鍵因素，面對巨大的污染土壤修復市場，專業的科研及技術人才較為缺乏，由此制約了修復技術的有效實施。同時，為了不斷提升修復治理的綜合能力，我國必須加快培養石油污染土壤修復領域的研發和工程技術人才。

4 結語

土壤石油污染問題越來越受到人們的普遍關注，解決土壤石油污染問題已成為我國生態環境建設的迫切需求，研發石油污染土壤高效修復技術，并在實踐中得到推廣應用，對于落實土壤污染防治計劃、堅守我國耕地紅線、提高農產品質和食品安全水平等具有重要的現實意義。針對典型油田污染土壤系統修復大規模工程應用需求，在系統研究典型油田土壤污染特征的前提下，探索石油污染對土壤物理、化學特性的影響，在此基礎上因地制宜優選出相應的修復治理技術，將有助于實現土地快速復墾以及生態系統的健康恢復，對環境保護和石油產業的可持續健康發展意義重大。