石油類(lèi)污染水源水的應(yīng)急處理

白翔 王曉東 鞏長(zhǎng)明 王容軍

石油類(lèi)污染水源水的應(yīng)急處理

程壯1白翔1王曉東1鞏長(zhǎng)明1王容軍1王斌虎2

1新疆油田公司工程技術(shù)研究院2新疆油田公司設(shè)備管理處

石油污染物是一類(lèi)危害程度大、污染范圍廣的工業(yè)污染物，性質(zhì)較為復(fù)雜，種類(lèi)繁多。我國(guó)石油類(lèi)水源水污染應(yīng)急處理工藝研究還處在初級(jí)階段。世界各國(guó)主要采取機(jī)械物理法、氧化處理法以及化學(xué)破乳等方法進(jìn)行湖泊、江河、海洋水源水的凈化吸附，但效果不甚理想。運(yùn)用化學(xué)藥劑加速原油分解，防止油水合一是治理石油類(lèi)水污染的有效方式，如使用石墨和活性炭。對(duì)于常見(jiàn)突發(fā)性石油泄漏事故造成的污染事件，應(yīng)建立應(yīng)對(duì)石油污染事件的長(zhǎng)效機(jī)制，做到將應(yīng)急處理與預(yù)防有效結(jié)合。

石油類(lèi)水污染；應(yīng)急方法；石墨；活性炭

近年來(lái)隨著石油產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，石油對(duì)經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)率迅速提高，石油勘探和開(kāi)采規(guī)模越來(lái)越大，石油工業(yè)迅速崛起，然而其對(duì)于生態(tài)環(huán)境的破壞和影響亦越來(lái)越受到人們的重視，特別是石油類(lèi)污染物對(duì)水源水造成的污染已經(jīng)成為一個(gè)備受關(guān)注的問(wèn)題。

1 水污染現(xiàn)狀及危害

石油污染物是一類(lèi)危害程度大、污染范圍廣的工業(yè)污染物，性質(zhì)較為復(fù)雜，種類(lèi)繁多。水域航行中船舶以及油輪洗艙水產(chǎn)生的石油污染物直接排入湖泊、河流會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。煉制石油時(shí)產(chǎn)生的石油附屬產(chǎn)品及工業(yè)廢水不經(jīng)處理也會(huì)對(duì)所在水體造成一定的污染。在煉油過(guò)程中廢水被不斷排出，水域地形多是凹入型水域，呈半封閉或封閉狀態(tài)，污水?dāng)U散能力較差，與外界水域交換能力相對(duì)較弱，加之難以比較準(zhǔn)確控制排放量，極易形成污染。

石油中含有的烷烴、芳香烴等碳?xì)浠衔锞鶠榫哂卸拘缘挠泻ξ镔|(zhì)，可以直接毒死海洋生物；石油形成的油膜覆蓋海面，導(dǎo)致水生生物餓死或者缺氧致死；石油具有強(qiáng)烈黏性，一旦沾染到動(dòng)物表面，難以處理掉并對(duì)動(dòng)物產(chǎn)生毒害，使一些物種的滅絕速度加快，近?；哪觿。挥椭泻须y降解有機(jī)有毒物質(zhì)、重金屬等，可長(zhǎng)期存留并富集，危害漁業(yè)安全和人的健康。

2 應(yīng)急處理工藝

2.1 研究現(xiàn)狀

以美國(guó)為代表的西方發(fā)達(dá)國(guó)家比較早地認(rèn)識(shí)到石油類(lèi)水源水污染的危害，迅速進(jìn)行了相應(yīng)的應(yīng)急理論研究和實(shí)踐，已經(jīng)取得了不小的階段性成果。以石油類(lèi)水源水污染應(yīng)急管理機(jī)制為例，在法律體系方面，通過(guò)了《清潔水法》、《國(guó)家緊急狀態(tài)法》等一系列法律規(guī)范性文件，詳細(xì)規(guī)定了應(yīng)急管理的每個(gè)環(huán)節(jié)和各個(gè)主體，地方政府之間簽訂各種協(xié)議，相互合作，相互監(jiān)督，為應(yīng)急治理水源水污染及相關(guān)政策的實(shí)施提供了有效保障。在資金保障方面，實(shí)行多層次社會(huì)資金籌劃，公眾、非政府組織協(xié)同政府一起努力做好水污染應(yīng)急處理工作的資金保障工作。應(yīng)用高科技現(xiàn)代化信息技術(shù)，及時(shí)更新、共享、溝通各個(gè)實(shí)施主體及組織之間的信息，并結(jié)合現(xiàn)代化檢測(cè)設(shè)備，及時(shí)監(jiān)控、檢測(cè)評(píng)估、安全預(yù)警水污染狀況，保證信息及時(shí)，應(yīng)急預(yù)案可以順利實(shí)施。

目前，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)石油類(lèi)水源水污染應(yīng)急處理工藝研究還處在初級(jí)階段，雖然此類(lèi)污染多具有不可預(yù)知性、不確定性和突發(fā)性等特征，快速應(yīng)對(duì)體系研究具有一定難度，但隨著石油行業(yè)的迅速發(fā)展，污染事故的增多，在對(duì)其危害認(rèn)識(shí)方面已有很大程度提高，并愈加重視。針對(duì)監(jiān)控機(jī)制、處理機(jī)制、處理工藝等方面都進(jìn)行了大量相關(guān)研究，同時(shí)取得了不少成果。特別是事前和事后應(yīng)急決策為降低污染危害、減少經(jīng)濟(jì)損失都起到了重要作用，為我國(guó)和其他國(guó)家處理類(lèi)似事故提供了參考。

2.2 應(yīng)急處理方法

目前，世界各國(guó)主要采取機(jī)械物理法、氧化處理法以及化學(xué)破乳等方法進(jìn)行湖泊、江河、海洋水源水的凈化吸附。處理程序是先控制污染源頭，然后再處理污染水，各國(guó)程序基本一致。治理石油污染水源時(shí)可以使用一些物理方法，如通過(guò)油纜防止、阻擋石油擴(kuò)散，使用撤沫器和水柵刮油，使用抽吸機(jī)吸油。針對(duì)突發(fā)性石油污染，我國(guó)相關(guān)部門(mén)也建立了相應(yīng)的檢測(cè)體系，配備了自己的防污染設(shè)備，如收油袋、撇油器、圍油柵等；科研人員還建立了溢油飄移軟件，制作數(shù)值模型以及相應(yīng)信息數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)繪制石油敏感地區(qū)海洋環(huán)境圖，保證一旦出現(xiàn)石油泄漏事故，可以在最短的時(shí)間內(nèi)作出反應(yīng)。但這些方法取得的效果并不明顯，不僅治理效率低下，時(shí)間花費(fèi)長(zhǎng)，不能徹底清理污染物等有害物質(zhì)，而且成本相對(duì)較高，治理小塊區(qū)域就要花費(fèi)大量物品及資金，經(jīng)濟(jì)代價(jià)昂貴。

運(yùn)用化學(xué)藥劑加速原油分解，防止油水合一是治理石油類(lèi)水污染的有效方式，噴灑清潔劑不僅可以快速中和污染物，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)清潔，而且具有成本低、容易操作等優(yōu)點(diǎn)，是石油類(lèi)水污染應(yīng)急研究的發(fā)展方向。

3 工藝應(yīng)用

3.1 石墨應(yīng)急處理工藝

石墨是元素碳的一種同素異形體，每個(gè)碳原子的周邊連結(jié)著另外3個(gè)碳原子（排列方式呈蜂巢式的多個(gè)六邊形）以共價(jià)鍵結(jié)合，構(gòu)成共價(jià)分子。由于每個(gè)碳原子均會(huì)放出一個(gè)電子，電子能夠自由移動(dòng)。使用石墨去除石油污染物，其效果與水體酸堿度相關(guān)，與水體自身的pH值相聯(lián)系，更適合于pH值比較小的酸性水質(zhì)，但總體來(lái)講吸附率還能保持在較高的水平?；钚蕴咳コ廴疚飼r(shí)，污水濃度越高，活性炭法去除率越低，時(shí)間花費(fèi)越長(zhǎng)；但使用石墨去除石油類(lèi)水污染，污染物濃度越大，石墨吸附率越高。另外，石墨對(duì)污染物的吸附能力還受到溫度的影響，一般來(lái)講溫度升高，吸附量略有下降，這可能是由于水溫越高，石墨的疏水性能越差，水分子阻止油分子優(yōu)先進(jìn)入石墨吸附空間，減少了吸附量。

水體振蕩速率對(duì)于石墨應(yīng)急處理石油水污染的效果亦略有影響，污染物的去除率與水體的振動(dòng)速率呈反比例關(guān)系，振蕩速率越高，石墨的處理效果越低，而當(dāng)水體振蕩速率略有降低時(shí)，去除效果略好。這可能是由于石墨在水體振蕩速率較低時(shí)，可以有效保證與污染物的接觸時(shí)間，增加吸附效率。

3.2 活性炭應(yīng)急處理工藝

活性炭又稱(chēng)活性炭黑，是黑色粉末狀或顆粒狀的無(wú)定形碳。活性炭主成分除了碳以外還有氧、氫等元素。直接采用常規(guī)絮凝沉淀工藝處理石油污染對(duì)污染物的去除率可以達(dá)到40%～60%，在一定范圍內(nèi)常規(guī)混凝劑投入量與污染物的去除量呈正比例關(guān)系，即投入量加大，污染物的去除量也會(huì)隨之增加；但當(dāng)投入量超出一定的數(shù)值，混凝劑投入量繼續(xù)增加，污染物的去除量卻不再增加，影響污染物去除效果。使用活性炭漿液，在漿液濃度一定的情況下，時(shí)間越長(zhǎng)，活性炭吸附效果越好，石油類(lèi)污染物在水中的比例越來(lái)越小，甚至可以接近國(guó)家地表水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。另外，活性炭投入量越大，污染物去除量增加的同時(shí)，去除效果越好，涉及到的相關(guān)水域面積越大。

由于活性炭具有良好的污水處理效果，因此在石油污染深度處理中應(yīng)用廣泛，其特點(diǎn)包括：①應(yīng)用范圍廣，對(duì)水中包括難以降解的微生物等絕大多數(shù)有機(jī)物都有良好的降解效果；②處理程度高，運(yùn)用活性炭進(jìn)行石油污染水源水處理，TOC及BOD都有大幅度的降低，甚至可達(dá)99%；③可進(jìn)行重復(fù)使用，亦可回收有用物質(zhì)，使用中不易出現(xiàn)二次污染，價(jià)格低廉，設(shè)備緊湊，管理方便；④適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)有機(jī)物負(fù)荷及水量變動(dòng)有將強(qiáng)的適應(yīng)能力，處理效果穩(wěn)定。

4 前景展望

石油類(lèi)污染水源水對(duì)于生態(tài)環(huán)境、動(dòng)植物以及人類(lèi)自身的危害是深遠(yuǎn)而巨大的。對(duì)于常見(jiàn)突發(fā)性石油泄漏事故造成的污染事件，應(yīng)建立應(yīng)對(duì)石油污染事件的長(zhǎng)效機(jī)制，做到將應(yīng)急處理與預(yù)防有效結(jié)合。政府部門(mén)健全安全預(yù)案，石油監(jiān)管部門(mén)加大監(jiān)管力度，確保石油生產(chǎn)、運(yùn)輸、加工等各個(gè)環(huán)節(jié)的可靠性和安全性。在處理水污染過(guò)程中及時(shí)采取措施防止事態(tài)擴(kuò)大，控制污染范圍。選擇處理方案時(shí)結(jié)合當(dāng)?shù)匚廴舅础⑽廴痉秶盃顩r等具體情況，綜合各方面因素選擇最優(yōu)處理方法。不僅要依靠政府的力量，而且要充分調(diào)動(dòng)社會(huì)各階層、各團(tuán)體的積極性，如大專(zhuān)院校及各科研院所能夠積極地參與這方面的研討，創(chuàng)新理論和實(shí)踐，確保石油水污染應(yīng)急處理能夠達(dá)到理想效果。

13619998847、chengzhuang@petrochina.com.cn

（欄目主持 楊軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.7.016

程壯：2007年畢業(yè)于俄羅斯國(guó)立（古勃金）石油天然氣大學(xué)項(xiàng)目管理專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)在新疆油田公司工程技術(shù)研究院從事油氣田開(kāi)發(fā)工作。