含油污泥處置標準探討

李玉善侯玉哲李連生霍國棟

（1.遼寧華孚環(huán)境工程有限公司；2.中國石油長慶油田第三采油廠）

含油污泥處置標準探討

李玉善1侯玉哲1李連生1霍國棟2

（1.遼寧華孚環(huán)境工程有限公司；2.中國石油長慶油田第三采油廠）

在介紹相關(guān)分析方法的基礎(chǔ)上，列出含油污泥危害環(huán)境的物質(zhì)組分、遷移途徑和特性，對比了中國和美國、加拿大的處置標準，總結(jié)現(xiàn)有關(guān)于含油污泥處置標準的不足之處。石油烴不能科學地表達含油污泥的環(huán)境風險，我國含油污泥處置標準制定時應根據(jù)環(huán)境敏感程度，給出特定毒性組分的濃度限值。

石油烴；含油污泥；處置標準

0 引 言

含油污泥是石油工業(yè)上游普遍存在的固體廢物，一般包括罐底物、脫水含油污泥、石油泄漏污染的土壤。因其生物毒性，國家將其列為危險廢物，將石油烴含量作為土壤修復或含油污泥處置標準的核心控制指標。由于國內(nèi)標準不具有明顯的針對性，對應的分析方法、處置標準不能準確反映石油工業(yè)上游的石油污染特征。因此，需要更準確地分析和評價含油污泥中危害物質(zhì)的組分和環(huán)境遷移特性，才能在保證環(huán)境安全的基礎(chǔ)上，確定科學的處置標準。

1 分析對象

1.1 石油類與礦物油

HJ 637—2012《水質(zhì)石油類和動植物油類的測定 紅外分光光度法》中石油類的定義是：在規(guī)定條件下用紅外分光光度法測定的，能夠被四氯化碳萃取且不被硅酸鎂吸附的物質(zhì)，即礦物油，不包括植物油。國內(nèi)環(huán)境影響評價和環(huán)境保護行政審批通常引用GB 4284—84《農(nóng)用污泥污染物控制標準》中礦物油含量最高容許值（3 000 mg／kg）作為評價標準，分析方法與HJ 637—2012《水質(zhì)石油類和動植物油類的測定紅外分光光度法》相同。一般來說，礦物油是指通過物理蒸餾方法從石油中提煉出的基礎(chǔ)油，烴的C原子數(shù)在10～40［1］，這與HJ 607—2011《廢礦物油回收利用污染控制技術(shù)規(guī)范》的定義相近，只是后者還包括了煤炭、油頁巖中提取和精煉的產(chǎn)物。石油類的范圍涵蓋礦物油，后者應是原油加工的液態(tài)產(chǎn)品，只包括原料或原料裂解、加氫的輕質(zhì)組分。

1.2 總石油烴

總石油烴（TPH）包括可萃取石油烴（EPH）和揮發(fā)性石油烴（VPH），是基于分析方法的指標，涵蓋幾千種化合物，但是，只有大約250種化合物有詳細的物理化學性質(zhì)信息。按《污染場地術(shù)語》（征求意見稿）的定義，石油烴指石油用于人類不同活動而產(chǎn)生的化學物質(zhì)，主要類型包括天然氣、原油、柏油和瀝青。一定量的土壤或水中石油烴組分的濃度或質(zhì)量總和稱為總石油烴。由于萃取和檢測方式的差異，不同分析方法檢測出的石油烴組分略有不同，實際操作中不能檢測出環(huán)境介質(zhì)中的所有石油烴［2］。美國環(huán)保署（EPA）定義的總可回收烴（TRPH或TPH-IR）與HJ 637—2012《水質(zhì)石油類和動植物油類的測定紅外分光光度法》一致。對于土壤中的石油烴的定量，加拿大相關(guān)標準采用的是兩種方法的組合，nC50及以下輕質(zhì)組分對應的是色譜分析法，nC50以上重質(zhì)組分對應的是重量分析法［3］。

2 環(huán)境風險

2.1 危害組分

石油烴的分析結(jié)果不能科學表達含油污泥對人類的健康影響和對環(huán)境的危害，應基于不同類型組分確定風險，替代對幾百種石油化合物的評估［4］。對于汽油和重質(zhì)油，苯、MTBE（甲基叔丁基醚）、PAH（多環(huán)芳烴）均是致癌化合物，其中PAH具有致癌、基因突變和可能的免疫毒性。如，美國阿拉斯加州采用揮發(fā)性的BTEX（苯、甲苯、乙苯、對二甲苯）和PAH作為需要控制的危害組分，而不是涵蓋范圍更廣的石油烴或礦物油。

2.2 生物毒性

石油烴的生物毒性評價可采用三種方法，指示物方法是用一種或多種組分的化學性質(zhì)描述混合物的毒性。如果不存在指示物，則混合物沒有毒性。整體評價法是根據(jù)混合物的毒性試驗結(jié)果評價物質(zhì)的生物毒性。TPH組分毒性是根據(jù)定義的標準，評價組分或混合物的毒性。無論采用何種評價方式，毒性化合物C原子數(shù)在5～35之間［4］。

2.3 遷移特性

輕質(zhì)組分更容易遷移和降解，重質(zhì)組分更穩(wěn)定，會長久存在于環(huán)境中。一般來說，石油烴的分子量越低，揮發(fā)性越強，越容易溶解于水，而不易吸附在土壤上。反之，分子量越高，溶解度越小，黏度越大［5］。石油污染組分中，PAH的土壤吸附力最強。揮發(fā)進入大氣和滲入地下水是石油烴的兩種遷移途徑。石油烴類的EC數(shù)（等價碳數(shù)）與其沸點有關(guān)，EC值相同或相近，石油烴組分具有相近的滲透性和揮發(fā)性。在EC數(shù)相近時，芳烴更易溶于水，脂肪烴則更容易揮發(fā)，滲透系數(shù)和揮發(fā)系數(shù)會差幾個數(shù)量級［4］。

3 處置標準

3.1 中國標準

GB 4284—84《農(nóng)用污泥中污染物控制標準》規(guī)定礦物油的最高容許含量為3 000 mg／kg干污泥，含無機化合物較少的石油化工污泥，連續(xù)施用可超過20 a。在隔年施用時，礦物油和苯并（a）芘的標準可適當放寬。GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》引用了上述標準的限值。黑龍江省地方標準DB23／T 1413—2010《油田含油污泥綜合利用污染控制標準》單獨規(guī)定的用于墊井場、通井路的污泥石油類限值為≤20 000 mg／kg。

3.2 美國標準

美國利用風險評價的結(jié)果確定污染物的限值。人類接觸危害組分的途徑有三種：土壤攝入、皮膚接觸、吸入揮發(fā)氣和塵。風險篩選濃度值RBSLs（Risk Based Screening Levels）第一階段對應土壤的TPH濃度在4 000～20 000 mg／kg；對于滲入地下水而言，從幾百到4 000 mg／L；對于直接接觸的土壤，TPH濃度為10 000～20 000 mg／kg。

在美國全國性的土壤清理濃度（Federal Regulatory Programs Soil Cleanup Levels）中，沒有包括石油烴含量的限值，只是規(guī)定了BTEX的水平，從億分之幾到百分之一。BTEX通常存在于成品油中，原油中不含BTEX。幾乎各個州都規(guī)定了石油烴清理水平的限值，沒有針對特定的行業(yè)，限值因所處環(huán)境和石油烴的種類而變化，從10～10 000 mg／kg不等。石油烴按商品名稱劃分種類，包括汽油、煤油、柴油、航空煤油、重質(zhì)燃料油、廢油、潤滑油等［3］。22個海岸州規(guī)定了土壤清理的石油烴含量，因到水源的距離、接觸程度、污染來源的差異而有很大的不同，從萬分之一到百分之一不等［5］。

美國路易斯安那州規(guī)定封閉后的鉆井排污池內(nèi)廢物中油和脂的限值為＜1%（質(zhì)量分數(shù)）［6］。猶他州規(guī)定了石油勘探開發(fā)的土壤的清理水平，低環(huán)境敏感區(qū)石油烴含量＜1%（質(zhì)量分數(shù)），高環(huán)境敏感區(qū)為30～10 000 mg／kg，環(huán)境敏感程度根據(jù)敏感點與居民、地下水、地表水的距離和降水、土壤滲透性等因素量化評分確定［7］。

3.3 加拿大標準

加拿大《Sask土地填埋指導準則》規(guī)定在送入工業(yè)垃圾填埋場前原油污染土壤中TPH的質(zhì)量分數(shù)通常≤3%，C32以上含量高時可以大于3%。Alberta省《關(guān)于上游石油工業(yè)油田廢物管理要求》中規(guī)定用于鋪路的土壤標準是TPH質(zhì)量分數(shù)小于5%，排放到土壤時不超過2%。

加拿大全國標準更容易理解和執(zhí)行，既體現(xiàn)了環(huán)境的敏感性，也反映了石油烴組分的毒性［3］。根據(jù)土地用途（農(nóng)業(yè)、居?。L景區(qū)、商業(yè)區(qū)和工業(yè)區(qū)）、關(guān)鍵受體和接觸途徑（蒸汽吸入、皮膚接觸和攝入、地下水和地表水、土壤／塵土遷移），分別規(guī)定了4類組分（F1：［nC6，nC10］，F(xiàn)2：（nC10，nC16］，F(xiàn)3：（nC16，nC34］，F(xiàn)4：＞nC34）的限值，組分越輕，限值越低。對于工業(yè)用地，從F1到F4組分的管控限值分別為700～800，1 000，3 500～5 000，10 000 mg／kg，相應的石油烴總量在15 000 mg／kg左右。

4 結(jié)束語

TPH、石油類、礦物油均可表達石油烴的污染水平，但不能科學表達生物毒性或環(huán)境風險水平。毒性組分的C原子數(shù)在5～35，對應的化合物主要是PAH。對于同一分析對象，礦物油、石油類、TRPH、PHC（Petroleum Hydrocarbons）的分析值應相同。

目前國內(nèi)環(huán)境影響評價和環(huán)境保護行政審批通常引用的GB 4284—84《農(nóng)用污泥污染物控制標準》僅限于種植土壤的使用，而不適于含油污泥去除毒性物質(zhì)后作為普通廢物利用或處置的情況，也不應作為其他功能土壤的修復標準。含油污泥的處置標準應根據(jù)風險評價的結(jié)果確定，包括石油烴組分、毒性、遷移、生物富集等主要指標。

［1］ Aluyor E O，Ori-Jesu M.Biodegradation of Mineral Oils—A review［J］.African Journal of Biotechnology，2009，8（6）：915-920.

［2］ Total Petroleum Hydrocarbon Criteria Working Group. Total Petroleum Hydrocarbon Criteria Working Group Series Volume 1：Analysis of Petroleum Hydrocarbons in Environmental Media［M］.New Jersey：Amherst Scientific Publishers，1998.

［3］ Canadian Council of Ministers of the Environment.Canada-Wide Standard for Petroleum Hydrocarbons（PHC）in Soil：Scientific Rationale Supporting Technical Document［R］.Canada，2008.

［4］ Gustafson J B，Vorhees D，Weisman W，etc.Human Health Risk-Based Evaluation of Petroleum Release Sites：Implementing the Working Group Approach［M］. New Jersey：Amherst Scientific Publishers，1999.

［5］ Naval Facilities Engineering Service Center.Application Guide for Thermal Desorption Systems［R］.California，1998.

［6］ Candler J，F(xiàn)riedheim J.Proceeding of the Thirteenth International Petroleum Environmental Conference［C］. San Antonio，IPEC，2006.

［7］ Hunt G L.Environmental Regulations for the Oil＆Gas Exploration＆Production Industry［M］.Utah：Utah Division of Oil，Gas＆Mining，Department of Natural Resources，1996.

1005-3158（2014）03-0060-03

2013-08-15）

（編輯 李煜）

10.3969／j.issn.1005-3158.2014.03.019

李玉善，1998年畢業(yè)于遼寧科技大學化工專業(yè)，碩士，高級工程師，現(xiàn)在遼寧華孚環(huán)境工程有限公司從事污水處理技術(shù)及分析標準的研究。通信地址：遼寧省盤錦市興隆臺工業(yè)開發(fā)區(qū)遼寧華孚環(huán)境工程有限公司研發(fā)中心，124013