場地石油烴污染物特征及化學氧化修復副產物研究

摘要：石油烴是石油加工與化工原料制造地塊常見的污染物，包含正構烷烴、環烷烴、烯烴、芳烴、多環芳烴等多類物質。來源不同的石油烴，其特征組分與含量存在差異，將對石油烴在土壤與地下水中的遷移與轉化等過程產生影響?？梢愿鶕龅刂械氖蜔N的碳數分布、色譜圖主峰、診斷比值等參數，輔助判斷油品的來源、物理化學性質、污染發生的時間等信息。通過對比場地內不同來源的石油烴污染物的組份特征，研究過氧化氫糞、過硫酸鹽、高錳酸鹽、臭氧對石油烴污染土壤地下水的化學氧化修復機理，分析副產物種類及其對土壤理化性質的影響，討論緩解副產物對場地性質的影響方法，并對化學氧化修復技術研究進行展望，以期為石油烴污染場地風險評估、修復方案設計等提供指導。

關鍵詞：石油烴；診斷比值；化學氧化；副產物

中圖分類號：X53 文獻標志碼：A

前言

石油烴是石油行業地塊土壤中典型的特征污染物，通過對277個有機污染場地污染物類型分析顯示，占比最多的3類污染物為：多環芳烴類（PAHs，54.9%）、石油烴類（49.5%）、苯系物類（36.8%），其中石油烴污染主要為石油加工、化學原料與化學品制造類地塊。對于石油烴污染土壤，主要的修復技術有微生物降解、化學氧化、土壤氣相抽提、熱脫附等。化學氧化技術具有處理速度快、適用范圍廣等特點，得到廣泛的應用，據統計目前化學氧化技術在中國場地修復中的應用占比達20%左右，在美國超級基金場地中占比23%。常用的化學氧化修復藥劑有：過氧化氫類試劑、過硫酸鹽、臭氧、高錳酸鹽等。

石油烴的來源范圍廣、包含物質種類多，由于這些物質化學結構不同，其生物降解能力、與氧化藥劑反應速率等存在差異。因此在開展化學氧化修復前，如能分析場地石油烴的來源與組成特點，進行藥劑篩選與工藝調整，研究氧化修復副產物生成情況，可以為優化修復工藝參數、提升修復效率等提供理論支撐。可優化修復效率。

1石油烴污染來源與組成特點

1.1石油烴污染來源

原油及其煉制與加工油品，如汽油、柴油、航空煤油、燃料油、潤滑油、機油、齒輪油等，含有正構烷烴、環烷烴、姥鮫烷（Pr）、植烷（Ph）、烯烴、芳烴、PAHs、甾烷、萜烷等多類物質。在中國建設用地土壤環境質量標準中，明確了石油烴（C10-C40）、苯、甲苯、乙苯、二甲苯、部分PAHs等物質的篩選值與管控制。油品中的正構烷烴的碳原子為線性排列，易被微生物降解；Pr與Ph等為原油中常見的類異戊二烯類烷烴，具有規則的甲基支鏈，nC17／Pr、Pr/Ph等作為診斷比值，可用于鑒別油品來源；甾烷、萜烷類等在水中溶解度小，在自然條件下難以降解，同時與原油的產地相關，常被用做油品來源的生物標志物。

目前中國土壤中石油烴（C10-C40）分析的環境標準是可被正己烷或正己烷一丙酮提取，經硅酸鎂吸附凈化后，正癸烷與正四十烷之間的有機化合物，其為多類物質的混合物，部分烷烴、烯烴、芳烴、PAHs、甾烷、萜烷等，均可被該方法檢出。在風險評估、修復方案設計等過程中，除了部分芳烴、多環芳烴外，通常將這些物質作為石油烴整體進行考慮。

1.2不同來源的石油烴組成特點

原油、汽油、柴油、機油等不同來源的石油烴，其碳數主要分布、PAHs分布、甾烷類生物標志物含量等組成的特征見表1。

石油烴進入土壤環境后，在揮發、吸附、溶解、對流、生物降解等一系列的物理化學與生物作用下，其組成將產生變化。具有環狀結構的物質微生物降解速率較慢，石油烴組分的生物降解由易到難：正構烷烴gt;單環芳烴gt;PAHsgt;生物標志物。因此可以通過分析石油烴的組成特征，初步判定石油烴污染的來源，結合診斷比值鑒別石油烴污染生物降解的程度，可以為后期選擇污染修復技術以及確定修復工藝等提供參考。