中原油田油區(qū)土壤重金屬污染特征分析

辛英 古德寧

（濮陽市環(huán)境監(jiān)測站，河南 濮陽 457000）

中原油田油區(qū)土壤重金屬污染特征分析

辛英 古德寧

（濮陽市環(huán)境監(jiān)測站，河南 濮陽 457000）

長期油田開發(fā)造成了中原油田區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量惡化，然而目前對油田土壤重金屬的污染特征尚不十分明確。通過對中原油田油區(qū)土壤進(jìn)行了采樣和分析，結(jié)果表明：土壤樣品中Cd、Pb、Cr的含量分別為0.098 mg/kg、108 mg/kg、73.3 mg/ kg，三種元素含量高于河南省土壤重金屬背景值，其中，Pb在土壤中有較高的富集；油區(qū)土壤中的重金屬主要來自于原油泄漏、鉆井泥漿灑落和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)藥化肥的大量使用。

土壤；重金屬；油田

中原油田開發(fā)區(qū)域主要位于河南濮陽，含油氣面積339.17 km2，從1975年開始勘探至2015年，采油累計(jì)產(chǎn)生原油1.8億噸，現(xiàn)擁有油水井7353口。長期的油氣開發(fā)過程導(dǎo)致了油田土壤的環(huán)境質(zhì)量破壞，而由此導(dǎo)致的石油污染土壤中重金屬的污染特征卻鮮有報(bào)道。

通過對濮陽油區(qū)內(nèi)土壤進(jìn)行采樣和統(tǒng)計(jì)分析，弄清了中原油田石油污染土壤中鎘、鉛、鉻的污染特征，為開展油田土壤的管理和修復(fù)工作提供了數(shù)據(jù)支撐。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 樣品采集和處理

2015年10月，對油區(qū)內(nèi)40個(gè)井場周邊的土壤進(jìn)行采樣，選擇四周為農(nóng)田且農(nóng)作物正常生產(chǎn)的井場為監(jiān)測對象，每個(gè)監(jiān)測點(diǎn)采用梅花法布設(shè)5個(gè)點(diǎn)采集5個(gè)樣品，再把5個(gè)樣品混合成1個(gè)樣品，采樣深度為土壤表層0～20 cm，每個(gè)樣品約重1 kg，共采集40個(gè)樣品。土壤樣品采回實(shí)驗(yàn)后，置于陰暗、通風(fēng)、避光處自然風(fēng)干，除去土壤中混雜的石塊、動植物殘?bào)w等，采用四分法將樣品破碎，過100目篩，裝瓶并貯存于干燥器中備用。

1.2 土壤樣品分析

土壤樣品主要測定Cd、Pb、Cr、三種重金屬總量，其測定方法為土樣用微波消解，用ICP（2100DV）和石墨爐原子吸收（700p）檢測。試驗(yàn)中采用土壤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)ESS3進(jìn)行質(zhì)量控制，同時(shí)作全程空白試驗(yàn)，不少于10%的平行樣。

1.3 土壤污染評價(jià)方法

土壤污染評價(jià)方法采用單因子指數(shù)法，其計(jì)算公式為：Pi=Ci/Si

式中：Pi為土壤中污染物i的環(huán)境質(zhì)量指數(shù)；為污染物i的實(shí)測值mg/kg；為污染物的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)mg/kg。其中：Pi≤1表示土壤未污染；Pi＞1表示土壤已受污染；Pi越大，污染程度越嚴(yán)重。

2 結(jié)果與討論

2.1 重金屬濃度特征

井場周邊土壤中重金屬全量統(tǒng)計(jì)結(jié)果見標(biāo)1。

表1 研究區(qū)土壤重金屬濃度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

注：1為河南省土壤元素背景值；2為中國土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB15618-1996）

由表1可知，在所有采樣點(diǎn)重金屬Cd、Pb、Cr的平均濃度分別為0.098 mg/kg、108 mg/kg、73.3 mg/kg。從變異程度上說，Cd、Pb、Cr的變異系數(shù)分別為39.8%、39.9%和49.9%差別不大，三種重金屬的變異系數(shù)屬于中等輕度，其中Cr的變異系數(shù)最大，說明Cr受外源污染的影響較大。

通過對比土壤中重金屬的含量、河南土壤元素背景值［1］和國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，濮陽油區(qū)土壤中的重金屬均值均低于國家二級標(biāo)準(zhǔn)，Cd、Pb、Cr的污染指數(shù)為0.098、0.308、0.209，表明土壤未收到污染。通過與河南省土壤元素背景值進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)濮陽油區(qū)采集的土壤樣品中重金屬的平均值超過了當(dāng)?shù)赝寥辣尘爸?，Cd、Pb、Cr的污染指數(shù)為1.09、7.50、1.37，表明土壤已受到污染。相對于整個(gè)河南省的土壤背景值而言，Pb在土壤中普遍具有較高的積累，Cd和Cr也有一定程度的積累。

為研究重金屬的同源性，對Cd、Pb、Cr之間進(jìn)行相關(guān)性分析，其結(jié)果見表2。由表2可以知，3種重金屬相互之間相關(guān)性達(dá)到顯著水平（p＜0.01），呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)范圍為0.512～0.608。表明油田區(qū)域土壤中Cd、Pb、Cr之間表現(xiàn)為復(fù)合污染或具有同源性。

表2 重金屬的相關(guān)系數(shù)

2.2 油區(qū)土壤重金屬的來源分析

油田土壤中的重金屬主要來自原油泄漏、鉆井泥漿灑落和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)藥化肥的大量使用。

（1）原油：在油田生產(chǎn)的眾多環(huán)節(jié)中，難免會發(fā)生原油泄漏，灑落在地面的原油勢必會滲入土壤并將其中所含重金屬帶入土（2）鉆井泥漿：鉆井泥漿是由鉆井液、巖屑、粘土以及伴生的污水、油水等組成的膠體懸浮液，其中含有多種有毒重金屬物質(zhì)［3］。在鉆井過程中，鉆井泥漿使用量大，勢必會在作業(yè)現(xiàn)場有所灑落，難以做到完全無害化處理，這也是造成油田土壤重金屬污染。

壤，且隨雨水的淋漓作業(yè)不斷擴(kuò)散到它處或深處。此外，油田內(nèi)偷油事件常有發(fā)生，這也導(dǎo)致一定數(shù)量的原油泄漏，加重污染［2］。

（3）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)：在采油區(qū)內(nèi)，多數(shù)土地是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，化肥農(nóng)藥的大量使用也造成重金屬在土壤中的富集［4］。

此外，鉆井過程中的柴油機(jī)廢氣、汽車尾氣等造成的大氣污染也會造成土壤中重金屬的含量。

3 結(jié)論

通過對中原油田油區(qū)土壤中的重金屬全量分析，油區(qū)土壤中的重金屬濃度未超過國家標(biāo)準(zhǔn)，但Cd、Pb和Cr的濃度普遍高于當(dāng)?shù)赝寥辣尘爸?，存在不同程度的富集現(xiàn)象，尤其是Pb的富集程度最高；油區(qū)土壤中的重金屬主要來自于原油泄漏、鉆井泥漿灑落和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)藥化肥的大量使用。

［1］河南省土壤普查辦公室，河南土壤［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2004：559- 592.

［2］鄧紹勻，徐學(xué)義，邱清華.我國是由污染土壤修復(fù)研究現(xiàn)狀與展望［J］.北方園藝，2012（14）：13-19.

［3］邵濤，龔莉娟，汪九新.鉆井廢泥漿中重金屬化學(xué)形態(tài)及潛在生態(tài)效應(yīng)評價(jià)［J］.中國環(huán)境監(jiān)測，2007，12（14）：11-13.

［4］蝴蝶，陳文清.土壤重金屬污染現(xiàn)狀及植物修復(fù)研究進(jìn)展［J］.安微農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（5）：2706-2710.

辛英（1974.4-） ，男， 大專，助理工程師， 研究方向：環(huán)境監(jiān)測。

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A 文章標(biāo)號：1003-5168（2015）11-076-02