土壤中石油污染物的脫附過程
摘要：采用有機溶劑萃取法（OSE）對高濃度石油污染土壤進行修復(fù)，經(jīng)過精餾回收絕大部分原油，有機溶劑經(jīng)分離后循環(huán)使用。采用批實驗法，以土壤-有機溶劑體系為研究對象，模擬物理化學(xué)修復(fù)過程，建立了脫附等溫曲線并確定了脫附類型；研究了石油污染物在土壤-有機溶劑兩相間的遷移規(guī)律？疾榱艘汗瘫萐SR對萃取的影響。結(jié)果表明，復(fù)合溶劑可以使土壤中約80%的石油污染物在4~5 min內(nèi)得到脫附，20 min達到脫附平衡; Freundlich模型可以很好地描述石油污染物在土壤中的脫附行為，并計算出復(fù)合溶劑和乙酸乙酯的脫附平衡常數(shù)K分別為：0.000 9和0.001 5，結(jié)果顯示復(fù)合溶劑對石油污染物的遷移效果高于乙酸乙酯，符合相似相溶原理。液固比SSR對脫附等溫線影響明顯，平衡常數(shù)隨液固比增大而減小，即SSR 越大脫附效果越好。當(dāng) SSR 由 6∶1 提高到 8∶1 時，平衡常數(shù)變化很小。綜上所述，復(fù)合溶劑對土壤中石油污染物的脫附行為符合Freundlich模型，常溫下液固比為6∶1時，5 min脫油率達80%，20 min達90%~95%。考慮后期溶劑回收成本建議液固比在3∶1到5∶1之間為宜。
關(guān)鍵詞：石油污染物；土壤；脫附；液固比
石油污染通常是在勘探、開采、運輸及儲存過程中引起，尤其在油田區(qū)周圍土壤中含油量達到 10 000 mg·kg-1 ，遠遠超過臨界值 500 mg·kg-1 [1] 。石油進入土壤后隨之發(fā)生一系列物理、化學(xué)和生化作用[2] ，其中吸附-脫附作用直接影響著污染物在土壤中的運移和降解過程。國內(nèi)外學(xué)者通過各種實驗研究了遷移規(guī)律、遷移機理和傳質(zhì)數(shù)學(xué)模型[3-7] 。研究大多以石油污染物在土壤中的自然吸附與脫附過程為研究對象，大部分是基于含水介質(zhì)下的理論模型。Fergus [7] 研究了含水介質(zhì)中多環(huán)芳烴（PAH）吸附-脫附動力學(xué)模型，很多學(xué)者[8-9] 也是以“土壤-水體”系為研究對象，考察石油污染物的吸附和遷移特性和污染特性。研究結(jié)果顯示，石油污染物在含水介質(zhì)中的恢復(fù)是一個極其緩慢的釋放過程，常需幾年甚至幾十年。人類認識污染并掌握其規(guī)律的目的是治理和控制污染給環(huán)境造成的危害。筆者針對我國油田區(qū)高濃度石油污染，采用有機溶劑萃取法可在短時間內(nèi)將石油污染物提取出來，經(jīng)過精餾回收絕大部分原油，有機溶劑經(jīng)分離后循環(huán)使用。該法相對表面活性劑-水體系修復(fù)法， 對環(huán)境基本無二次污染。本文以土壤-有機溶劑體系為研究對象，模擬物化修復(fù)過程，建立了脫附等溫曲線并確定了脫附類型； 以期預(yù)測石油污染物在土壤-有機溶劑界面的遷移規(guī)律，為物化法修復(fù)技術(shù)提供理論依據(jù)。目前國內(nèi)對土壤-水介質(zhì)中吸附機理研究較多而脫附機理研究較少， 土壤-有機溶劑體系中的脫附過程尚未見報導(dǎo)。
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