HPKL液流轉(zhuǎn)向劑安全性能測(cè)試

江厚順 楊立民 曹 渭

1.長江大學(xué) 石油工程學(xué)院 （湖北 荊州 434023）

2.中國石油勘探開發(fā)研究院 采油所 （北京 100083）

3.廣東省微生物分析檢測(cè)中心 （廣東 廣州 510070）

HPKL轉(zhuǎn)向劑是一種新型可吸水緩脹彈性材料，通過聚合及可控交聯(lián)技術(shù)形成的具有互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的聚合物凝膠體。其吸水體積膨脹速度緩慢、膨脹后強(qiáng)度高、彈性形變性好、長期穩(wěn)定性好、耐鹽抗酸堿性能優(yōu)。遇水初期體積膨脹2～3倍，具有一定彈性和變形通過能力。初始顆粒膨脹倍數(shù)低、體積小，可避免注入過程中受剪切性能損傷，并易于進(jìn)入地層的深處，起到深部調(diào)整吸水剖面作用。為進(jìn)一步推廣該劑在國內(nèi)外油田的應(yīng)用，需按照國際國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)HPKL轉(zhuǎn)向劑進(jìn)行安全性能測(cè)試。

1 HPKL急性中毒性測(cè)試

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備

實(shí)驗(yàn)主要儀器設(shè)備有：紫外分光光度計(jì)，光照培養(yǎng)箱，光學(xué)顯微鏡，電子天平，高壓滅菌鍋，溫度計(jì)，pH計(jì)，照度計(jì)，燒杯，量筒，容量瓶，生物計(jì)數(shù)框，吸量管，移液器等。

1.2 主要試劑與材料

試驗(yàn)用水：滅菌海水；受試生物品系：中肋骨條藻；受試物：HPKL轉(zhuǎn)向劑。

1.3 受試物溶液的配制

稱取5g左右的樣品，利用粉碎機(jī)粉碎后，過100目篩。準(zhǔn)確稱取2份100mg受試物于小燒杯中，加入試驗(yàn)培養(yǎng)基，振蕩混勻，用超聲儀超聲5min，使其分散均勻，轉(zhuǎn)移至500mL容量瓶中，并用試驗(yàn)培養(yǎng)基定容至標(biāo)線，得到配制濃度為200mg/L的受試物貯備液。將該受試物貯備液置于磁力攪拌器上，攪拌48h以上，一份用0.45μm濾膜過濾，另一份不用過濾。

1.4 試驗(yàn)條件

22℃±2℃培養(yǎng) 72h，光暗比為 14h/10h。

1.5 藻細(xì)胞濃度測(cè)定方式

分光光度法和細(xì)胞計(jì)數(shù)法。

1.6 實(shí)驗(yàn)方法

（1）分組及濃度設(shè)計(jì)：試驗(yàn)設(shè)計(jì)1個(gè)空白對(duì)照組和2個(gè)受試物濃度試驗(yàn)組（表1），每組試驗(yàn)溶液初始藻濃度約為 104個(gè)/mL（1±25%）。

（2）藻試驗(yàn)液：取預(yù)培養(yǎng)合格的藻液，分光光度法測(cè)定并計(jì)算其藻細(xì)胞濃度，然后用試驗(yàn)培養(yǎng)基稀釋到藻細(xì)胞濃度約為2×104個(gè)/mL的藻試驗(yàn)液。

表1 藻類生長抑制試驗(yàn)分組及濃度

（3）測(cè)試液：根據(jù)設(shè)計(jì)的試驗(yàn)濃度，先向試驗(yàn)容器中加入50mL藻試驗(yàn)液，然后加入50mL受試物試驗(yàn)液，得到藻細(xì)胞終濃度約為104個(gè)/mL；空白對(duì)照組只向50mL藻試驗(yàn)液中加入50mL的試驗(yàn)培養(yǎng)基。

（4）將各組測(cè)試液搖勻后放入光照培養(yǎng)箱，開始試驗(yàn)。試驗(yàn)期間每天手動(dòng)搖動(dòng)試驗(yàn)溶液以平衡CO2。

（5）藻類生長狀況的測(cè)定：分別在試驗(yàn)開始后0h、24h、48h、72h取樣測(cè)定各組藻細(xì)胞濃度。

1.7 結(jié)果分析

試驗(yàn)結(jié)果見表2、表3。配制濃度為100mg/L受試物的過濾試驗(yàn)溶液在24h、48h、72h對(duì)中肋骨條藻的生長抑制率均為0%；配制濃度為100mg/L受試物的不過濾試驗(yàn)溶液在24h、48h、72h對(duì)中肋骨條藻的生長抑制率分別為0%、0.5%、3.1%。試驗(yàn)過程中試驗(yàn)溶液pH為8.36～8.64，溫度為21.2～22.4℃，光照強(qiáng)度為5 490～5 880lx。

采用中肋骨條藻評(píng)價(jià)受試物對(duì)單細(xì)胞藻類的急性毒性。根據(jù)預(yù)試驗(yàn)結(jié)果，選取100mg/L試驗(yàn)濃度進(jìn)行限度試驗(yàn)，同時(shí)設(shè)計(jì)一組空白對(duì)照，觀察并記錄中肋骨條藻在24h、48h、72h的生長情況。配制濃度為100mg/L受試物的過濾試驗(yàn)溶液在24h、48h、72h對(duì)中肋骨條藻的生長抑制率均為0%；配制濃度為100mg/L受試物的不過濾試驗(yàn)溶液在24h、48h、72h對(duì)中肋骨條藻的生長抑制率分別為0%、0.5%、3.1%。在本試驗(yàn)的測(cè)試條件下，以配制濃度計(jì)算受試物的72h-EC50（對(duì)50%測(cè)試生物產(chǎn)生影響的不足以致命的特定濃度）為大于100mg/L。參照HJ/T 154-2004《新化學(xué)物質(zhì)危害評(píng)估導(dǎo)則》生態(tài)毒理學(xué)危害性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，該受試物對(duì)試驗(yàn)藻類生態(tài)毒理學(xué)危害性分級(jí)為低。

2 HPKL生物累積性測(cè)試

2.1 實(shí)驗(yàn)原理

生物累積性測(cè)試是在一定比例的辛醇和水的混合液中加入一定量的檢測(cè)化學(xué)劑,經(jīng)過一定時(shí)間后測(cè)量辛醇和水中化學(xué)劑的量,然后計(jì)算分配系數(shù)[1,2]。

LogPow＞3表明生物有累積。

2.2 測(cè)試條件

試驗(yàn)溫度：20～25℃ 范圍內(nèi)。

2.3 儀器設(shè)備

水浴鍋，精密電子天平，烘箱，離心機(jī)等。

2.4 實(shí)驗(yàn)方法

取適量預(yù)處理的試驗(yàn)樣品，逐步加入一定量的水和正辛醇，通過攪拌或超聲的方法使之盡可能溶解，記錄加入量，計(jì)算待測(cè)樣品在水和正辛醇中的近似溶解度。

（1）采用 1∶1 氨水和 4∶1 鹽酸溶解預(yù)處理的樣品,加熱，浸泡過夜，判斷其是否能夠溶解。

（2）分別取約10mg預(yù)處理的樣品，加水、甲醇、乙腈、DMF、DMSO、二氯甲烷、正辛醇、正己烷、石油醚，經(jīng)超聲處理后，浸泡過夜，再次用超聲儀超聲處理，判斷其是否能夠溶解。

表2 過濾試驗(yàn)各組藻類生長抑制率結(jié)果

表3 不過濾組試驗(yàn)各組藻類生長抑制率結(jié)果

（3）取20mg預(yù)處理的樣品，分別加100mL水、正辛醇及其相互飽和溶液，浸泡過夜，并用超聲儀超聲，各取濾液25mL，水浴蒸干，恒重后，測(cè)殘?jiān)亓俊?/p>

（4）取200mg預(yù)處理的樣品，分別加100mL的水、正辛醇及其相互飽和溶液，浸泡過夜并用超聲儀超聲，各取濾液25mL，水浴蒸干，恒重后，測(cè)殘?jiān)亓俊?/p>

2.5 結(jié)果分析

實(shí)驗(yàn)室采用以下方式對(duì)受試物進(jìn)行前期的條件摸索試驗(yàn)，溶解性試驗(yàn)相關(guān)結(jié)果見表4。

（1）采用 1∶1 氨水和 4∶1 鹽酸溶解受試物，經(jīng)加熱，浸泡過夜，結(jié)果都為無法溶解。

表4 受試物水相和正辛醇相中的溶解度的試驗(yàn)結(jié)果

（2）各取約10mg預(yù)處理的樣品，分別加水、甲醇、乙腈、DMF、DMSO、二氯甲烷、正辛醇、正己烷、石油醚，經(jīng)超聲并浸泡過夜，再用超聲儀超聲處理，所有處理的樣品會(huì)有所膨脹，但都不溶解。放置7d之后，仍都不溶解。

（3）各取20mg預(yù)處理的樣品，分別加100mL的水、正辛醇及其相互飽和溶液，浸泡過夜并用超聲儀超聲，樣品可見膨脹，各取濾液25mL，水浴蒸干，恒重后稱量，殘?jiān)Y(jié)果皆為0.000 0mg，即都沒有殘留；

（4）各取 200mg 預(yù)處理的樣品，同（3）操作，也沒有殘留。

實(shí)驗(yàn)未得到LogPow，表明HPKL轉(zhuǎn)向劑無生物累積性。

3 結(jié) 論

生物毒性和生物累積性測(cè)試結(jié)果表明HPKL轉(zhuǎn)向劑72h-EC50大于100mg/L，為低毒；未得到Log Pow，無生物累積性，對(duì)環(huán)境傷害小，滿足油田生產(chǎn)要求。