石油类污染物在土壤和地下水中的污染模拟
探讨石油污染层中有机物的转化规律和模拟
探讨石油污染层中有机物的转化规律和模拟摘要：石油行业是国家经济的重要支柱之一，国家每年投巨资在提高能源生产效益的同时，也在努力大力整改石油污染的问题，尤其是石油污染层有机物的转化问题。
本文旨在初步探讨这些石油污染层中的有机物在地下水与土壤中的化学转化规律。
关键词：石油污染；有机物转化和模拟有机物因其多变性和多样性的特点，他们之间的互相转化问题非常复杂，人们利用有机物的转化取得了一些对生活质量有利的研究成，但由于有机物的转化而导致的污染问题也理应引起我们重视，特别是石油污染层中有机物的转化过程，它们与土壤和地下水的安全性息息相关。
一、石油污染的主要危害和污染层有机物种类的初步分析石油污染的主要原因有两种，一是油气泄露，二是油渣排放。
此前媒体频繁报道过部分地区石油污染的问题，若遇到石油与水的融合，则石油漂浮在水面上，迅速扩散形成油膜，可通过扩散、蒸发、溶解、乳化、光降解以及生物降解和吸收等进行迁移、转化。
油类可沾附在鱼鳃上，使鱼窒息，抑制水鸟产卵和孵化，破坏其羽毛的不透水性，降低水产品质量。
油膜形成可阻碍水体的复氧作用。
若遇到石油渗入土壤问题，则石油中的烃类物质会在离地表20e左右的地方聚集，这恰恰是植物根系最发达的区域，石油黏度大，乳化度低的特点将会影响到植物的生长，石油有机物的参与，能够改变土壤里微生物群落，微生物区系，破坏土壤里面的酶，从而导致大面积的土壤营养流失，对底面植物的危害非常大。
而针对石油的化学成分鉴定，石油主要由碳（c）、氢（H）元素组成，碳占83～87%，氢占10～14%，二者的比值即碳氢比，一般在6.0～7.5之间，还包括极少量的氧氮硫，多以烃类化合物的存在形式为主，另外还有少量的含氧、硫、氮的非烃类化合物。
一般，原油中都含有硫、石蜡、胶质和沥青质。
原油中烷烃的碳原子个数为15～42左右时呈固态的碳氢化合物称为蜡。
原油中含蜡的百分数称为含蜡量。
胶质是原油中分子量较大的烃类，它溶解性较差，只能溶解于石油醚、苯、氯仿、乙醚和四氯化碳等有机溶剂中，能被硅胶吸附。
石油类污染物对土壤、地下水环境影响模拟分析
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３ 含 油 废 水 石 油 类 污 染 物 下 渗 的 模 型 与 分 析
３ ． １建 立 模 型
联合 二 站干 化池 尺 寸为 ３ ０ ０ ｍ×１ ２ ０ ｍ×２ ． ５ ｍ，
蒸发 。第 四系潜 水 由于埋深 较浅 较 易遭 到 污染 ， 而该 层水 源为 生活 和生产 的主要 用水 源 。
境 造成 污染 ， 也可能渗透 到地下 ， 引起地下水污 染。
以某油 田作 为研究 对象 ， 分析 油气 生产 的 污染 物来 源
２ 污 染 物 来 源 和 污 染 途径 分析
中 图分 类 号 ： Ｘ ８ ２ ０ ． ３ 文 献标 识 码 ：Ａ 文章 编 号 ：１ ０ ０ ５ ３ １ ５ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ — ０ ０ ３ ２ — ０ ２
０ 引 言
油 气 田 开 发 过 程 中 产 生 的 污 染 物 除 了 对 地 表 环
的集 水 低 洼 地 带 ； 排 泄 主 要 包 括 侧 向 径 流 排 泄 和 潜 水
油 田所 在 区域 内最上部 为第 四系潜 水 ， 其潜 水埋
深大 于 ５ ｍ， 含 水层 厚 度 一般 大 于 １ ２ ｍ。 该 区水 文 地
废 水 下渗 中主要 研 究 其 中石 油 类 污 染 物 随水 下 渗 对
地下水 造成 的污染 。
质条 件受 渭干 河 和库 车 河 冲 洪积 扇 水 文 地 质 条件 控 制， 地层 岩性从 上至下 分别 为 ： 粉砂 、 亚砂 土 、 黏土、 细
ｋ基 金 项 目： 国 家 自然 科 学 基 金 项 目“ 废 弃 油 基 钻 井 液 旋 流分 离 机理 及 脱 出 油 循 环 利 用研 究 ” （ 编号 ： ５ ｉ ｉ ０ ４ Ｉ ２ ６ ） 。
石油污染土壤生物修复室内模拟试验
白 云, 李 川, 焦昭杰
( 重庆工商大学 废油资源化技术与装备教育部工 程研究中心, 重庆 400067)
摘 要: 为了有 效预防和治理因石油运输、使用和贮存等造成的土壤污 染, 在实验室条 件下模拟受 石油污染的
土壤, 利用外源高效微生物黄孢原毛平革菌, 开展石油污 染土壤 的生物 修复试验, 考 察土壤湿 度、营养盐 比例和投
1 3 实验设计
用中等浓度的油液来污染土壤, 混合均匀, 模拟 油田土壤; 将制备好的菌液按实验设计投加到模拟
油污土壤中, 混合均匀。试验在塑料花 盆( 直径为 15 cm, 高 15 cm) 中进行, 每天对土壤进行翻耕, 为 微生物提供充足的氧气, 采样时间随着土壤中石油 去除率的降低而逐渐增大, 降解时间为 60 d。从众 多影响微生物降解石油烃的因素中选出湿度、营养 比例和投菌量等 3 组单因素实验, 其中湿度以 5% 为间隔, 营养盐设计为 4 种不同的比例, 投菌量设计 空白对照试验, 分别研究其对降解率的影响, 具体的 影响因素实验设计如表 1。
2 2 投菌量对石油降解率的影响
石油污染物的降解与土壤中可降解石油的微生 物数量有密切关系。图 2 给出了不同接种量的土壤 石油烃降解率变化。
ham 等的研究表明[ 13] , 降解石油细菌细胞的化学组 成可以用 C106 H 180 O45 N 16 P1 表示, 微生物降解过程 的最佳可生物利用的 C: N: P = 100: 15: 1。
图 1 不同湿度条件下 石油的降解规律
从图 1 中可以看出, 石油烃的降解率随土壤含 水量的的提高而增加, 大致成阶梯状变化。当含水 量为 5% , 土壤中石油降解率最终只有 12% ; 含水量 为 10% 、15% , 石油降解率稍有提高, 分别达到 30%
加油站泄漏污染物的迁移分布规律
加油站泄漏污染物的迁移分布规律张宏凯;左锐;王金生;靳超;郭学茹;滕彦国【摘要】选择某废弃加油站场地为研究对象,通过采集分析土壤和地下水样品中的铅(Pb)、总石油烃(TPH)、多环芳烃(PAHs)、苯系物(BTEX)、甲基叔丁基醚(MTBE),分析了污染物在该区域地下环境中的迁移和分布特征.测试结果表明:场地包气带和含水层介质岩性以砂质粉土、粘质粉土和粉质粘土为主,土壤样品中总石油烃(C＜16)和苯均存在超标现象;垂向污染物高浓度值多出现在地下水面附近,其中上层滞水区总石油烃和苯大面积超标,潜水中总石油烃(C＜16)、苯及MTBE超标,承压水尚未被污染.在分析目前石油类污染场地修复技术的基础上,结合场地的实际条件,建议土壤和地下水的修复主要采用异位修复技术.【期刊名称】《中国环境科学》【年(卷),期】2018(038)004【总页数】8页(P1532-1539)【关键词】污染场地;土壤;地下水;迁移;修复;加油站【作者】张宏凯;左锐;王金生;靳超;郭学茹;滕彦国【作者单位】北京师范大学水科学研究院,北京100875;北京师范大学水科学研究院,北京100875;地下水污染控制与修复教育部工程研究中心,北京100875;北京师范大学水科学研究院,北京100875;地下水污染控制与修复教育部工程研究中心,北京100875;北京师范大学水科学研究院,北京100875;北京师范大学水科学研究院,北京100875;北京师范大学水科学研究院,北京100875;地下水污染控制与修复教育部工程研究中心,北京100875【正文语种】中文【中图分类】X523;X53;X131储油罐作为加油站重要的储存设备,一旦发生泄漏,将会对环境带来严重危害[1].根据美国政府对美国地下油罐泄露状况的调查,加油站已成为美国地下水的最大污染源.我国加油站泄漏事故也时有发生,据调查,国内曾经发生过泄露并且导致土壤和地下水污染物检出比率高达48%[2].目前对石油类污染物在土壤中迁移规律的研究多集中在数值模拟[3]和室内土柱迁移实验[4],研究对象多为油田、废弃工厂等污染重、面积大的场地[5],对于如加油站等小规模的石油类污染场地,因为产生污染较隐蔽,污染点分散,相关研究较少.本文选择某个已确定发生石油类污染泄漏的加油站场地作为研究对象,研究石油污染物在场地土壤和地下水中迁移和分布规律,并初步提出场地修复意见,为今后相似污染场地的研究和治理提供依据.1 材料与方法1.1 场地概况污染场地位于北京平原中部,属于永定河、大清河、北运河、潮白河、蓟运河等水系冲洪积扇的中上部地段.属暖温带大陆性半干旱、半湿润季风气候.场地所在区域潜水含水层分布广泛,有上层滞水现象,局部分布埋深较浅的承压水,地下水类型为第四系孔隙水,与地表水水力联系密切.受河流冲洪积扇控制,地下水自然流向呈西北向东南.该场地属1995年建成的加油站,2015年停业,油品主要为汽油和柴油.场地内共有6个油罐,包括1个废弃油罐(0#),4个汽油罐(1-4#),1个柴油罐(5#)(图 1),采用单层地埋式储油罐,罐底埋深约4m,罐外设置有防渗层,罐池底未见明显裂隙.据历史资料分析,油罐 0#、1#和5#曾于1997年、2006年和2014年发生过3次溢油泄露.自2015年,根据每季度环境监测数据显示,加油站下游监测井中地下水石油类污染物超标达 360倍,已经成为潜在的土壤和地下水的污染源.图1 场地平面布置及采样点布设Fig.1 Layout of gas station and sampling points1.2 研究方法1.2.1 采样点布设采用SIR4000型号地质雷达对场地进行勘查,结果显示场地地下水面以上存在雷达反射波频率降低、振幅变大区域,可判定存在石油烃污染.根据物探识别结果进行针对性的水文地质勘探,勘探工作兼顾重点装置区域和对整个场地合理覆盖,采用断面布点和平面布点相结合的方法.采样点分布见图1,共布置15个土壤采样孔、15个地下水监测井.土壤监测点和地下水监测点位一致.1.2.2 样品采集及分析方法本次研究共采集土壤样品92个,含4个背景对照样.土壤样品的采集按照《土壤环境监测技术规范》(HJ/T 166-2004)[6]开展.为保证原状土的完整性,采用干式冲击钻探,在钻孔施工过程中,每间隔0.5m取1kg土壤样品,使用PID检测仪快速测定土壤及含水介质中挥发性气体浓度.表层采样深度 0～1.5m,表层与含水层之间采样点间距大于3m小于5m,地下水位线附近设置一个采样点,含水层内设置一个采样点,弱透水层顶部设置一个采样点,不同性质土层至少设置一个土壤样品.共采集地下水样品 37个,含 3个背景对照样,5个平行样.地下水采样前先完成洗井工序,由于场地主要特征污染物为轻质非水相有机污染物(LNAPL),遇到含水单元后,易在毛管边缘和饱和区顶部形成薄饼状层,因此取水位设置为地下水表层 1m 以内,采样前使用油水界面仪测量是否存在自由相及自由相的厚度,对场地内上层滞水、潜水和承压水3种地下水类型均进行了采样,水样的采集使用一次性贝勒管.样品采集、运输和实验室分析过程均采取质量控制措施.实验室分析中平行样与对应样品检测结果的相对差异确保在可接受范围之内.根据葛佳、杨青[7-8]等学者对加油站污染场地中特征污染物的研究,结合本次研究区的特征,选取土壤样中的分析项目为:重金属(铅)、总石油烃(TPH)、多环芳烃(PAHs)、苯系物(BTEX)、甲基叔丁基醚(MTBE);地下水中分析项目包括:总石油烃(含分链)、苯系物、甲基叔丁基醚(MTBE).1.2.3 污染值的确定方法本次研究对土壤和地下水中的特征污染物进行评估并与《场地土壤环境风险评价筛选值》(DB11/T811-2011)[9]工业/商服用地筛选值相比较,上述标准中缺失的指标选用《美国EPA土壤通用筛选值》[10]进行评估.地下水污染物筛选值首先参照北京市《污染场地挥发性有机物调查与风险评估技术导则》(DB11/T 1278-2015)[11],缺失的指标参照《地下水水质标准》(DZ/T 0290-2015)[12]Ⅲ类水质标准和《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)[13]以及《美国 EPA 通用筛选值(2016)》[14]中的饮用水标准.污染物超出筛选值的将被筛选出,作为关键污染物进行评估分析.图2 污染场地水文地质剖面图Fig.2 Hydrogeological cross section sketch1.2.4 数据处理方法采用Excel 2016对污染样点监测数据进行统计分析,空间插值及污染物平面分布图绘制采用地下水模拟软件GMS 6.0[15].2 结果与讨论2.1 场地污染物分析污染物超出筛选值的土壤和地下水中的污染物检出结果见表1、表2.从表1数据可知,土壤样品中总石油烃(C<16)和苯存在超过筛选值的现象,最大超标倍数分别为1.865和 3.378.从表2数据可知,潜水地下水样品中总石油烃、苯、甲苯、乙苯、二甲苯、1,2,4-三甲基苯及MTBE超过筛选值,最大超标倍数分别为81.33、472、0.63、2.73、6.2、67.67和0.24;承压水中各指标均未超过筛选值.此外,场地上层滞水中总石油烃、苯、乙苯、二甲苯、1,2,4-三甲基苯超过筛选值,最大超标倍数分别为 407.6、19.5、5.7、9.48和93.67.根据慕山、赵丽等[16-18]的研究,柴油泄露的污染场地土壤及地下水检出石油烃组分主要分布在C10～C22,本次研究总石油烃检出为低碳链轻质的组分,说明泄露污染物主要属于汽油烃类.表1 土壤各检测因子检出统计Table 1 Statistics of the contaminants contents in soil samples检测因子筛选值(m g/k g) 筛选值来源检出率(%) 检出最小值(m g/k g) 检出最大值(m g/k g)超标率(%) 最大超标倍数铅 1 2 0 0 A 1 0 0 2.2 7 5 6.2 0 0萘 4 0 0 A 4 4.6 0.2 7 4 4.2 7 0 0苊烯 - - 0 ＜0.0 2 ＜0.0 2 / /苊 - - 0 ＜0.0 2 ＜0.0 2 / /续表1注:“A”代表《场地土壤环境风险评价筛选值》(DB11/T 811-2011)中的工业/商服用地筛选值;“B” 代表美国EPA通用筛选值(2016)中的工业用地标准;“-”代表无相关筛选值.检测因子筛选值(m g/k g) 筛选值来源检出率(%) 检出最小值(m g/k g) 检出最大值(m g/k g)超标率(%) 最大超标倍数芴 4 0 0 A 0 ＜0.0 2 ＜0.0 2 0 0菲 4 0 A 4 0.0 2 6 6 0.0 4 2 0 0蒽 4 0 0 A 1.3 5 ＜0.0 2 0.0 18 6 0 0荧蒽 4 0 0 A 4 0.0 4 0.1 9 8 0 0芘 4 0 0 A 4 0.0 3 5 5 0.1 6 5 0 0苯并(a)蒽 4 A 2.7 0.0 4 2 1 0.1 5 9 0 0 4 0 0 A 4 0.0 3 0 8 0.1 7 1 0 0苯并(b)荧蒽 4A 4 0.0 3 6 7 0.1 6 5 0 0苯并(k)荧蒽 4 0 A 4 0.0 2 1 8 0.1 4 1 0 0苯并(a)芘0.4 A 4 0.0 3 1 0.1 6 6 0 0茚并(1,2,3-c d)芘 4 A 4 0.0 2 7 4 0.1 4 7 0 0二苯并(a,h)蒽 0.4 A 1.3 5 ＜0.0 2 0.0 2 0 6 0 0苯并(g,h,I)苝 4 0 A 4 0.0 3 2 8 0.1 3 5 0 0 C ＜ 1 6 6 2 0 A 4 4.6 6.3 4 1 7 7 0.5 7 1.1 3 1.8 5 6 C ＞ 1 6 1 0 0 0 0 A 0 ＜1 0 ＜1 0 0 0苯 1.4 A 2 9.5 5 0.0 1 1 6 6.1 3 3.4 1 3.3 7 8甲苯 3 3 0 0 A 1 3.1 8 0.0 1 0 4 4 9.5 0 0乙苯 8 6 0 A 2 8.4 0.0 1 0 4 2 6.5 0 0二甲苯 1 0 0 A 37.5 0.0 1 0 9 5 2.6 0 0苯乙烯 2 7 0 0 A 1 5.9 0.0 1 0 6 8.3 6 0 0异丙苯 9 9 0 0B 1 5.9 0.0 1 9 3.0 5 0 0正丙苯 2 4 0 0 0 B 2 1.6 0.1 2 5 1 2.5 0 0叔丁基苯 12 0 0 0 0 B 1 8.1 8 0.0 1 7 4 8.9 2 0 0 1,2,4-三甲基苯 2 4 0 B3 0.6 8 0.0 1 0 93 5.2 0 0仲丁基苯 1 2 0 0 0 0 B 1 4.7 7 0.0 1 0 9 1.0 9 0 0对异丙基甲苯 - - 1 5.9 0.0 1 1 1.0 8 / /正丁基苯 5 8 0 0 0 B 1 7 0.0 3 9 4.6 2 0 0 M T B E 2 1 0 B 5 0 0.0 1 1 24 3.9 0 0表2 地下水各检测因子检出统计Table 2 Statistics of the contaminants contents in groundwater samples地下水类型检测因子筛选值(µg/L) 筛选值来源检出率(%) 检出最小值(µg/L)检出最大值(µg/L) 超标率(%) 最大超标倍数苯 1 0 A 1 0 0 2.9 1 2 0 5 6 6.6 7 1 9.5上层滞水潜水甲苯 5 7 5 8 A 1 0 0 3 0.9 3 1 9 0 0 0乙苯 3 0 0 A 6 7.6 7 2 1.7 2 0 1 0 3 3.3 3 5.7二甲苯 5 0 0 A 6 7.6 7 5 2.7 5 2 4 0 3 3.3 3 9.4 8 1,2,4-三甲基苯 1 5 D 3 3.3 3 L 1 4 2 0 3 3.3 3 9 3.6 7 M T B E 9 4 0 0 C 1 0 0 2.6 1 3 5 1 0 0 C＜1 6 3 0 0 B 1 0 0 3 8 5.4 2 1 2 2 5 8 0 1 0 0 4 0 7.6 C＞1 6 3 0 1 B 0 L L 0 0苯 1 0 A 8 0 1.7 6 4 7 3 0 5 0 4 7 2甲苯 5 7 5 8 A 9 0 1.2 1 9 3 7 0 1 0 0.6 3乙苯 3 0 0 A 7 0 3.9 7 1 1 2 0 3 0 2.7 3续表2注:“A”表示《污染场地挥发性有机物调查与风险评估技术导则》(DB11/T 1278-2015);“B”表示《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006);“C”表示荷兰土壤修复函-2009中地下水干预值;“D”表示美国EPA通用筛选值(2016)中的饮用水标准;“-”代表无相关筛选值.地下水类型检测因子筛选值(µg/L) 筛选值来源检出率(%) 检出最小值(µg/L)检出最大值(µg/L) 超标率(%) 最大超标倍数潜水承压水承压水二甲苯 5 0 0 A 8 0 2 3 6 0 0 4 0 6.2 1,2,4-三甲基苯 1 5 D 7 0 2.1 5 11 5 0 4 0 6 7.6 7 M T B E 9 4 0 0 C 9 0 4.1 4 1 1 7 0 0 1 0 0.2 4 C＜1 63 0 0B 9 0 2 2 7.8 6 3 9 1 9 8 0 8 1.3 3 C＞1 6 3 0 1 B 0 L L 0 0苯 1 0 A 0 0 0 0 0甲苯 5 7 5 8 A 0 0 0 0 0乙苯 3 0 0 A 0 0 0 0 0二甲苯 5 0 0 A 0 0 0 0 0 1,2,4-三甲基苯 1 5 D 0 0 0 0 0 M T B E 9 4 0 0C 5 0 2 4.9 5 2 4.9 5 0 0 C＜1 6 3 0 0 B 0 0 0 0 0 C＞1 6 3 0 1 B 0 0 0 0 02.2 土壤中污染物分布选取调查点位中 6个典型污染点位进行土壤垂直剖面TPH、苯及MTBE含量分布描述(图2),结合表1可以看出,罐底S16、S17点位土壤中总石油烃、苯和MTBE 3种污染物的浓度在地面以下3.5m发生明显升高,其余大部分点位各项污染物浓度值从地下5.0m开始升高,表明灌区底部存在渗漏.在平面上,S1点属上层滞水,根据现场PID检测及土壤样品检测结果,S1点地面以下0.5m便有总石油烃检出,呈现随埋深增加污染加剧的趋势,在地面以下约 8m 处达到最大值且超过标准值,从场地平面布置图(图 1)可以看出,该点位并无直接污染源(如储罐及输油管线),但由于该点距离0#和1#储罐较近,受两个罐历史溢油事故影响,污染物进入土壤向下迁移遇到地下水面后出现顶托,在上层滞水含水层上部集中并向周围水平扩散,所以S1点处土壤中污染物来源受油罐溢油事故控制.S15、S18两点位土壤污染物浓度变化及来源与 S1点位类似.S9钻孔在地面以下5.0m石油烃(C<16)和苯浓度即出现较大值,该钻孔靠近罐区东侧,高值点出现位置与罐底垫层相近,说明该点位污染受罐区渗漏影响.垂向上,浅层土壤中污染物受挥发作用、光化学降解作用及淋滤作用等的影响,浅层土壤中污染物浓度低于深层土壤[19].污染物高浓度值多出现在地面以下8m的地下水水面附近, 这一区段地层岩性多为砂质粉土、粘质粉土和粉质粘土, 10.0m 以下大部分点位各浓度骤降,潜水含水层底板中已很难有污染物检出,表明上述地层较好的阻滞了污染物向下的运移,主要因为粉土和粘土中粘土矿物和有机质的含量较高,颗粒粒径小,有利于石油污染物的吸附[20-21].污染物富集于地下水水位变动带，根据林广宇[22]的研究,地下水水位变动及其所带来的毛细作用改变对石油类污染物的垂直分布具有显著影响,毛细作用使得地下水面以上的空隙被毛细水填补,为污染物的迁移提供了途径和通道,通过毛细作用运移至水位变动带上部的污染物由于粉土和粘土吸附能力较强,再迁移性减弱,形成了水位变动带石油烃污染物更加富集的污染特征.检测结果还反映了在场地内MTBE虽未超出标准值,但由于其低辛醇/水分配系数及高水溶性,而且MTBE在土壤中的迟滞作用小,较难被生物降解,形成了较大范围的污染羽流.MTBE污染物浓度在地面以下9.5m仍出现降低趋势,说明砂质粉土、粘质粉土和粉质粘土层对MTBE有一定的阻滞作用[23].图3 污染物在不同土壤剖面中的垂向分布Fig.3 Concentration distribution of different contaminants at monitoring points2.3 地下水中污染物分布从图4及表2可以看出,上层滞水中污染物超标范围大,地下水采样点中总石油烃(C<16)均超标,约67%点位的苯超标;场地潜水含水层中,总石油烃(C<16)、苯及MTBE的超标率分别为80%、50%及10%,污染物超标区域分布在灌区及附近,MTBE相对集中在地下水流场下游;场地承压水中总石油烃、苯系物均未检出, 由于MTBE水溶性较好,在含水层中的迁移明显好于其他污染物[24],在S19监测井水质中MTBE有检出,但远低于筛选值.此外,土工实验结果显示该层粉质粘土层的垂向渗透系数小于 10-6cm/s,防污性能较强,承压水未受到污染.对比上层滞水中总石油烃和苯的污染晕(图4),可以看出两种污染物的污染晕形态相似,潜水中总石油烃、苯和MTBE的污染晕形态也基本一致(图 5),在油罐和管线区浓度最高,成环状向四周扩散,说明污染源集中在油罐区,并且管线区也可能存在泄漏,污染物的扩散方向与厂区内地下水流向基本一致.2.4 苯系物在场地中垂向迁移过程对比不同污染物在场地中的分布状况,其中苯系物在垂向不同深度层位上有连续检出,因此本次研究选择苯系物中苯、甲苯、乙苯、间/对二甲苯、邻二甲苯和异丙苯6种污染物进行垂向迁移特征分析(图6).由于苯系物疏水性性强、不易降解,因此吸附作用是控制苯系物迁移的主要影响因素.总的来看,苯系物在通过粉质砂土层后仍可在下层粉质粘土中检出较高含量,但经过粉质粘土层后难再检出,说明粉质粘土对苯系物具有强吸附作用,由于粉质粘土的比表面积大,粘粒含量高,有机质含量也相对较高,因此对于苯系物的吸附作用遵循粉质粘土＞粉质砂土＞细砂这一规律.2.5 污染场地修复建议根据场地调查结果,结合图1和图3可知,本场地污染主要来源为油罐泄露,主要污染物为总石油烃.而对于石油烃污染目前常见的土壤修复技术有原位化学氧化、原位土壤气相抽提、异位热脱附、异位土壤淋洗、水泥窑焚烧等[25].其中原位修复技术,成本较低,但需要较长的运行时间和修复周期,而且受场地本身特性影响大. 因此,原位修复技术一般应用于污染面积大、污染物迁徙深、污染浓度较低以及不急于开发利用的场地;与原位修复技术相比,异位修复技术具有修复手段多样、修复周期短、效率高、效果好等特点,容易满足对较快工期的要求,但异位修复技术工程费用相对较高.由于本研究的污染场地占地面积较小,场地污染土壤由于空间限制,宜采用异位修复技术.通过方案比选建议本场地土壤污染吸附采用水泥窑焚烧[26]和原位氧化的技术组合.其中,重污染区污染土壤全部清挖,外运水泥窑焚烧处置,相对轻污染区采用原位氧化方法进行处理.此外, 气相抽提技术也可作为该污染场地较好的修复方式,但该技术修复时间长,作为备选方案.图4 场地及周边上层滞水中污染物平面分布Fig.4 Spatial distribution of contaminants in perched water图5 场地及周边潜水中污染物平面分布Fig.5 Spatial distribution of contaminants in phreatic water对于场地石油烃污染地下水,通过综合比选确认为抽出处理和原位氧化技术组合[27],其中对油罐区附近的重污染区地下水采取抽出处理,当地下水浓度明显降低后,与其它中度、轻度轻污染区域共同采用原位氧化处理技术.此外,原位曝气技术也能满足场地地下水污染的技术要求,但由于修复过程相对较慢,可作为备选技术.图6 苯系物在不同土壤剖面中的垂向分布Fig.6 Vertical distribution of different BTEX components in several soil profiles3 结论3.1 该加油站场地土壤中总石油烃(C<16)和苯超标点较多,垂向上污染物高浓度值多出现在地下水面附近.3.2 研究区内共揭露3层地下水,其中上层滞水和潜水中总石油烃(C<16)和苯均存在超标,MTBE在潜水中存在超标,上层滞水中MTBE检出,但未超标;承压水中不存在污染物超标现象.3.3 场地污染源主要为油罐泄露,主要污染物为总石油烃,建议土壤污染采用水泥窑焚烧技术修复,对于受污染地下水宜采用抽出处理修复技术.参考文献：[1]马莹,马俊杰.石油开采对地下水的污染及防治对策 [J]. 地下水, 2010,32(2):56-57.[2]罗炳佳,杨胜元,罗维,等.岩溶地下水有机污染特征分析--以贵阳市某加油站为例[J]. 地球学报, 2014,35(2):255-261.[3]王洪涛,罗剑,李雨松,等.石油污染物在土壤中运移的数值模拟初探 [J]. 环境科学学报, 2000,20(6):755-760.[4]刘晓艳,纪学雁,李兴伟,等.石油类污染物在土壤中迁移的实验研究进展 [J]. 土壤, 2005,37(5):482-486.[5]杨明星,杨悦锁,杜新强,等.石油污染地下水有机污染组分特征及其环境指示效应[J]. 中国环境科学, 2013,33(6):1025-1032.[6]HJ/T 166-2004 土壤环境监测技术规范 [S].[7]葛佳,刘振鸿,杨青,等.加油站的油品渗漏污染调查及健康风险评估 [J]. 安全与环境学报, 2013,13(2)97-101.[8]杨青,陈小华,孙从军,等.地下水浅埋区某加油站特征污染物空间分布 [J]. 环境工程学报, 2014,8(1):98-103.[9]DB11/T811-2011 场地土壤环境风险评价筛选值 [S].[10]U.S. EPA. 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【推荐下载】【干货】石油类污染场地土壤与地下水污染调查实例分析
[键入文字]【干货】石油类污染场地土壤与地下水污染调查实例分析:以冀中平原某石油类污染场地为例，从污染源分布勘察、场地水文地质模型建立、土壤及地下水的现场调查人手，采用物探、坑探、钻探综合调查技术和定深取样等一些取样方法，对不同深度土壤及地下水的有机污染进行调查和样品分析。
结果表明：整个场地的土壤和地下水受到不同程度的污染，30m 深度内包气带和饱水带已被污染，50m 深度的地下水中有有机污染物检出，石油类场地的污染特征主要表现为土壤及其地下水中含有高浓度单环芳烃和卤代烃。
且单环芳烃在土壤与地下水中的浓度高于其它有机污染物。
国外对场地的土壤与地下水污染调查已经作出了很多成功的范例。
美国俄克拉荷马州廷克空军基地的储油罐污染土壤与地下水的调查是场地有机污染调查方面最典型的案例，它对石油烃在土层及地下水中的分布做了系统的调查，为治理提供了数据支持⋯ 。
国内在土壤与地下水污染调查方面也取得了重要的成果，国家环保总局于2002 年开启的《典型区域土壤环境质量状况探查研究》项目，采用样品采集送实验室的传统方法，对长三角和珠三角进行了土壤污染程度调查评估。
南京地质矿产研究所在应用物探技术探测土壤污染方面作了有益探索，圈定了地质雷达探测污染的适用范围。
国外对石油类污染场地的调查贡献丰富，但目前还未看到有关取样前场地筛查方面的报道。
国内偏重于区域性的土壤无机污染调查，有机污染调查方面还比较薄弱，物探应用于有机污染调查更是凤毛麟角。
因此本文探索性地采取了污染源追踪、土壤气测试、分层调查、地球物理勘探等方法对场地的污染状况进行调查，查明了表层土壤污染状况，在纵深上找到土壤的最大污染深度，利用钻探取样对物探调查有机污染的方法进行了验证和修正。
1 污染场地概况1。
加油站地下水-土壤污染调查研究示例
加油站地下水-土壤污染调查研究示例作者：一气贯长空1 研究背景加油站是地下水有机污染的潜在污染源，已经成为一个世界性的问题。
壳牌石油公司调查了其在英国的1100 个加油站，发现其中1/3 已对当地土壤和地下水造成污染。
20 世纪 90 年代初，美国对约 200 万个地下汽油储罐进行调查，其中被证实发生泄漏的约有 9 万个。
1970 年以前建设的加油站，几乎都存在渗漏现象。
根据发达国家的经验，地下储罐、输油管线一般在20 年左右因锈蚀和腐蚀而开始渗漏。
美国俄克拉荷马州廷克空军基地的储油罐污染土壤与地下水的调查是场地污染调查方面最典型的案例，它对石油烃在土层及地下水中的分布做了系统的调查，为治理提供了数据支持。
加油站油罐泄露主要为有机物污染。
有机物是最常见、治理最困难的一类污染物。
绝大多数有机物为有毒有害物质，对人体健康十分不利。
近年来国内加油站成品油泄漏事故屡见不鲜，对加油站周边的环境带来危害， 2013 年 3 月华北地区发现某加油站内2#罐( 93#汽油) 供油出现减少的情况，怀疑为油罐泄露。
经现场勘查，明确了该站2#汽油罐泄露而导致加油站周边存在地下水和土壤的污染情况。
为了查明加油站漏油事件对所在区域地下水和土壤的污染范围和污染程度并为治理提供数据支持，对该加油站进行了调查研究。
通过地球物理勘查、钻探及采样化验等工作，查明加油站周边含水层分布情况，重点调查加油站场址内地下水及土壤的污染现状及周边居民生活饮用水水井水质现状。
通过对加油站及其附近地区地下水和土壤中特征污染物含量的调查，明确调查区地下水环境状况，并进行地下水、土污染健康风险评价，为地下水环境保护及污染治理提供依据。
2 地下水污染调查2.1地下水分析测试调查区共布置地下水取样点15 个。
其中深层地下水取样点8 个，取深层地下水水样 9 个( 1 个平行样) ，深层地下水取样监测点见图1。
浅层地下水监测点7 个，取浅层地下水水样 10 个( 3 个平行样) ;另外取现场空白样 1 个。
振荡提取-荧光分光光度法分析土壤样品中石油类物质
李媛，段小燕，施玉格，等. 振荡提取-荧光分光光度法分析土壤样品中石油类物质[J ]. 岩矿测试，2023，42（6）：1240−1247. doi: 10.15898/j.ykcs.202211150218.LI Yuan ，DUAN Xiaoyan ，SHI Yuge ，et al. Determination of Petroleum Oil in Soil by Fluorescence Spectrophotometry with Oscillatory Extraction [J ]. Rock and Mineral Analysis ，2023，42（6）：1240−1247. doi: 10.15898/j.ykcs.202211150218.振荡提取-荧光分光光度法分析土壤样品中石油类物质李媛，段小燕，施玉格*，李刚（新疆生态环境监测总站，新疆 乌鲁木齐 830011）摘要： 石油类物质是中国建设用地土壤污染风险管控的污染物之一，开展土壤中石油类物质的检测对土壤污染防治工作具有重要意义。
本文采用正己烷为萃取溶剂，土壤经振荡提取后，以荧光光度法为检测手段，建立了一种绿色环保、灵敏高效的土壤石油类物质检测方法。
通过对实验过程进行优化，该方法的线性相关系数r ≥0.999，检出限为3mg/kg 。
使用10种不同类型土壤进行方法精密度和准确度验证，精密度为2.5%~9.2%，基体加标回收率为80.0%～110%。
为验证方法可比性，分别使用本方法和《土壤 石油类的测定 红外分光光度法》(HJ 1051—2019)对5种不同类型土壤进行检测比对，测定结果相对偏差在5.0%~15%之间，具有较好的一致性。
关键词： 土壤；石油类；振荡提取法；荧光分光光度法；正己烷要点：(1) 正己烷作为萃取溶剂，具有毒性小、化学性质稳定、环境友好、提取率高等优点。
(2) 以275nm 作为激发波长和315nm 作为发射波长，有更好的荧光响应，灵敏度更高。
大庆油田开发中石油类污染物对地下水环境影响模拟分析
下水中石油类污染物运移预测的解析模型． 模型中考 虑了石油类污染物的降解性和较强的吸附性． 依据地 下水环境中石油类污染物运移的数学棋型． 进行了预 测分析， 从而为油田 开发建设工程环境影响评价提供 了 重要依据．
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方法得出．
在研究某一井点处由于污染物泄漏而对地下水造成的污 染时． 以该井点为原点， 以该点处水流速 Ｙ的方向为 Ｘ轴， 建 立直角坐标系． 由子抽井和注水管道的泄扮不容易被发现， 所 以这里把泄偏点当作连续深来处理． 描述地下水中污染物迁移
２２ 研究方法 ．
２２１ ．． 地下水污染源及污染途径 龙南油田由于规棋小， 采出 的油水馄合物经集油站集中后由谁车运至龙一联进行加工外
输， 因而现阶段油田外排水主要有两部分， 即钻井污水及洗井 污水． 钻井污水约每口井排放 ３． 。 ０ ３排放到井场边的泥浆池 中， 待全油田开发完毕后． 就没有该部分废水排放； 洗井污水送 至龙一联进行处理， 再经注水站回注油层． 此外还产生很少量 的生活污水， 一般就地排放． 未经回收的落地油随地表径流进 入泡中可污染 地面水或污染土 集进而可能污染 水［ 地下 ５ １ 油田 开发的主要污染物是落地油［ 在原油开采过程中， 川． 由于试油、 修并作业 往往会有一部分原油散落在井场而成为 落地油 产生落地油的量与单井产量和作业孩率密切相关． 据 大庆老油区资料统计， 平均每口并每年产生落地油的量为０５ － ． ． 收率为８％ ２ｔ ０ 按回 ５ 计算． 则每年每口 井将向环境中排放 落地油００５ ０３． ． － ｔ按每口井每年 １０ 进行计算． ７ ． ．ｔ 全油田每 年 产生落地油３ｔ ５ 回收， ７ 按８％ ， 则遗落在地面的落 地油总量为 ５５ｔ．＇地表径流会携带部分落地抽进入水体． ． ＂－． ５ 如取 １％， ０ 则进入地表水体的落地油为０５ｔ ． ．５＂ 落地油若随降雨入渗， ａ’ 可能会污染地下水； 由于降雨会形成地表径流， 也可能将部分 落地油带人地表水体（ 如好利宝南泡）造成地表水污染， ， 这种
GMS软件技术在原油泄漏对地下水污染状况模拟评价中的应用
GMS软件技术在原油泄漏对地下水污染状况模拟评价中的应用陕宁;杨永鹏;王晓林【摘要】当前中国对能源的需求日益增加,油品储罐也向着大型化方向发展,大型的油罐装置如果发生原油泄漏会对地下水造成严重污染.本文以某石化项目炼油厂油罐爆炸事故为例,结合炼油厂周边的水文地质条件,运用GMS软件建立地下水数值模型,研究事故工况下原油泄漏在地下水环境中的浓度变化情况,分析并预测地下水在一定时间内受污染的情况,对原油泄漏对项目区地下水的污染进行定量评价.模拟结果表明,在风险事故工况下,以20 a为最长预测期可以发现原油污染的影响范围为312.2×104 m2,运移距离为1736.19 m,平均扩散速率为15.61×104 m2/a,平均运移速率为86.81m/a,事故发生后,污染物进入地下水含水层中的浓度逐渐升高,污染影响范围随着时间推移逐步扩大,污染物长期平均扩散与运移速率会小于短期平均速率,原油在预测期内均有超标现象,污染事故具有长期而缓慢的危害性.【期刊名称】《地下水》【年(卷),期】2017(039)005【总页数】4页(P74-77)【关键词】环境影响评价;地下水;数值模拟;GMS软件技术;原油泄漏【作者】陕宁;杨永鹏;王晓林【作者单位】海南省地质调查院,海南海口 570206;海南省地质调查院,海南海口570206;海南省地质调查院,海南海口 570206【正文语种】中文【中图分类】X523随着中国经济的快速发展，对能源的需求日益增加，油品储罐也向着大型化方向发展。
大型的油罐装置如果发生故障，可能带来灾难性的后果。
所以，评价大型油罐区的污染情况十分重要。
本文以具体炼油厂油罐爆炸事故为例，采用GMS软件，依据《环境影响评价技术导则—地下水环境》(HJ610-2016)[1]，结合炼油厂周边的水文地质条件，对原油泄漏对地下水的污染进行定量预测评价，可为类似工程提供参考。
该项目区属热带季风海洋性气候，全年较暖。
基于土壤预测模型的石油类污染迁移的研究
基于土壤预测模型的石油类污染迁移的研究作者：李新峰许蔷薇来源：《环境与发展》2020年第08期摘要：选取广东省茂名市某原油储备基地为研究对象，利用土壤常用HYDRUS-1D软件来模拟预测原油储罐发生小孔泄漏后石油类污染物在包气带中的运移情况，计算得出石油类在特定水文地质条件下通过包气带到达地下水面所需时间及不同深度浓度值的变化规律，为地下水影响预测提供可靠的初设条件。
关键词：溶质运移;原油泄漏;土壤预测Abstract：Taking a crude oil reserve base in Maoming City of Guangdong Province as the research object，the movement of petroleum pollutants in the aeration zone after the small hole leakage of crude oil storage tank is simulated and predicted by using the software hydraus-1d commonly used in the soil，and the time required for petroleum to reach the groundwater surface through the aeration zone under the specific hydrogeological conditions and the change rule of concentration values at different depths are calculated， which is the groundwater Impact prediction provides reliable initial design conditions.Key words：Solute transport;Crude oil leakage;Soil prediction進入21世纪以来，随着我国综合国力的提升，作为国家重要战略储备项目之一的国家石油储备基地工程也在加速建设，自2004年起，我国已陆续在浙江宁波、浙江舟山、山东青岛黄岛、广西北海、广东大亚湾等地建立数个石油储备基地，预计到2020年，石油战略储备量将达到8500万t。
基于HYDRUS-1D模型研究石油烃污染物在土壤中的运移规律
基于HYDRUS-1D模型研究石油烃污染物在土壤中的运移规律石化企业运行过程中发生物料泄漏，不仅会对地下水环境造成影响，也会对土壤环境造成一定影响。
在各种污染类型对土壤环境的污染影响中，石油烃污染物对土壤的污染是目前最显著的土壤环境污染问题之一[1-2]，因此对石化企业罐区物料泄漏情景下，石油烃污染物在土壤中的运移研究就十分必要。
HYDRUS-1D模型符合HJ 964—2018 《环境影响评价技术导则土壤环境(试行)》建议的污染物质在土壤环境中垂向运移的计算方法[3-6]。
本文选取该模型，构建土壤非饱和带水流模型及溶质运移模型，选取A省B市石化企业作为研究对象，对其罐区在发生短时泄漏的风险情景下，石油烃污染物在土壤环境中的迁移进行模拟计算，预测石油烃类在土壤环境中的运移深度、运移时间及浓度变化，进一步提出石化企业保护土壤环境的相关措施。
1 研究区简介本石化企业位于A省B市，通过加工原油生产液化气、汽油、航煤、柴油等成品油产品，并发展下游化工产业，进一步生产聚乙烯、溶聚丁苯橡胶、丁烯等化工产品。
厂区总平面布置划分为四个功能区：生产装置区、储运区、辅助生产及公用工程区、生产管理区。
生产装置区按工艺流程集中紧凑布置，包括常减压蒸馏、催化裂化、连续重整等二十多套装置。
储运区布置在厂区西部，分布有原油罐区、中间罐区、产品罐区、化学药剂罐区、仓库、汽车及铁路装卸车设施。
辅助生产及公用工程区等分布在联合装置区南、西、北两侧，南侧分布有污水处理场、事故池、危废暂存库，西侧分布有中控制、化验室、动力站、循环水场，北侧有办公楼、消防站、总变电等。
2 研究区土壤条件概况研究区地貌类型属于丘陵区，天然包气带的厚度约为5～15 m。
包气带防污性能的好坏不仅对土壤环境的污染程度有影响，而且对地下水环境的污染程度也有直接的影响。
本次研究区的包气带岩性主要为素填土、残积土及风化砂岩泥岩互层等，厚度较大，富水性弱，其综合渗透系数约为2.8×10-5cm/s。
石油类污染物在土壤和地下水中的污染模拟
1、地下水污染模拟在研究某一点处由于污染物泄漏而对地下水造成的污染时，以该点为原点，以该点处水流速V的方向为X轴，建立直角坐标系.由于油污干管的泄漏不容易被发现，所以这里把泄漏点当作连续源来处理。
描述地下水中污染物迁移的对流弥散方程为：1−nðs+ðc=Dð2c2+ð2c2−Vðc−λc+δx−0y−0ε1其中, n 为介质的空隙度；c(x , y , t)为地下水中污染物的浓度；s(x , y , t)为固相中污染物浓度；D 为水动力弥散系数；V 为水流速度；ε为源强。
方程中的吸附采用Henry 平衡模式，即：S=Kc2其中，K 为分配系数。
根据上面的假定可得初、边值条件：c x,y,t|t=0=0, x,y≠0,0x,y≠0,03limx,y→±∞c x,y,t=0, t≥0,上面模型的求解采用下述方法：首先考虑瞬时点源的情况，即在0时刻的瞬时点源对t时刻预测区域各点的贡献量，通过分析可以得出瞬时点源问题的解析解如下：c′x,y,t=εn4Dtexp −x−VtR2+y24DR t−λRt 4式中：R=1+1−nnK5然后考虑到连续源情况下，t时刻预测区域每一点的浓度实际上是在0～t这一时间段内，每时刻的瞬时源对t时刻该点的浓度贡献量的累加。
考虑到这一点，可以得到连续源情况下t时刻预测区域任一点的污染物浓度值为：c x,y,t=εtexp −x−0.02t−τ2+y2−0.002t−τdτ6式(6)即为事故情况下石油类污染物在地下水环境迁移预测的解析式，此式可采用复合抛物线数值积分方法进行计算。
参数的选择：根据该地区的水文地质条件，模型中的参数分别为：空隙度n为0.49；地下水流速度V依据地下水流场监测与模拟预测分析，取0.02m·d-1；弥散系数D取经验值0.5m2·d-1；根据石油类污染物迁移的土柱实验，取分配系数K为1.1ml·g -1，降解参数λ为0.002d-1。
石油开采对地下水的污染及防治对策
石油开采对地下水的污染及防治对策1. 引言1.1 石油开采对地下水的污染现状石油开采是一项重要的经济活动，但同时也对地下水造成了严重的污染。
随着石油需求的不断增加，石油开采规模不断扩大，导致地下水的污染问题日益突出。
石油开采对地下水的污染主要包括以下几个方面：石油开采过程中会产生大量的废水和废渣，其中含有各种有害物质，如石油、重金属、有机溶剂等。
这些有害物质会通过渗漏和排放进入地下水中，造成地下水的污染。
石油开采过程中会产生大量的废气和废弃物，这些废气和废弃物也会对地下水造成污染。
石油开采现场的燃烧排放和泄漏会释放大量的二氧化硫和氮氧化物，对地下水质量造成直接影响。
石油开采导致地下水位下降，有可能引起地下水的流动方向变化，从而导致地下水补给不足或地下水源地遭受重污染。
石油开采对地下水造成了严重的污染，严重影响了地下水资源的可持续利用和环境质量。
必须采取有效的措施加以防治和修复。
1.2 石油开采对地下水的危害石油开采会导致地下水位下降。
在进行石油开采过程中，需要大量地下水用于注水、冲洗井壁等作业，导致地下水位下降，影响地下水资源的补给和供应。
石油开采会导致地下水质受到污染。
石油开采活动中会产生大量废水、废油等有害物质，这些物质可能通过地下水运移扩散，污染地下水质，造成地下水资源的浪费和破坏。
石油开采还可能导致地下水中含有有害物质超标。
石油及其加工产品中含有有机物、重金属等有害物质，如果这些物质进入地下水，就会对地下水资源造成污染和破坏，危害人们的健康和生活生态环境。
石油开采对地下水的危害不容忽视，必须采取有效措施加以防治和修复，保护地下水资源的可持续利用和发展。
1.3 研究石油开采对地下水的重要性研究石油开采对地下水的重要性是至关重要的，因为地下水资源是人类生存和发展所必不可少的重要水源之一，而石油开采活动对地下水造成的污染已经引起了广泛关注。
研究石油开采对地下水的影响可以帮助我们更好地了解石油开采对地下水产生的污染机制，掌握石油开采活动对地下水质量的影响规律以及污染程度，为有效防治和修复地下水污染提供科学依据。
油类污染过程中地下水地球化学环境的变化──以山东省淄博市某地下水水源地为例
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３ 地 下水 油 类 污染 与地 球 化 学环 境 的变 化
关键词 皇上蛮 娄亚 ．些堡些兰 撞
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地 下 水 中有 机 化 合 物 含 量 甚 微 ，多 为 ｌＯｎ９级 ，甚 至 是 １Ｏ－。 级 ，但 就 污 染 物 的种 类 、污 染 范围和普遍性 以及对人类 的危害而言，地 下水有机 污染物 已排 在所 有污染物 的首位，并 已引起水 文地质学者和 环境 学者的极 大关 注”Ｊ。油类 是一种复杂 的多组 分混合物。 由于 各 种 原 因造 成 油 类 渗 漏 进 入 地 下水 中 ，使 得 水 源 地 水 质严 重 恶 化 ，造 成 一 系 列 的 环 境 和 社 会 问题 ，因而 必 须 采 取经 济 有 效 的 措 施 进 行 治 理 。
第一作 者 简舟：刘新 华 男 ２７岁 博 土后 环 境有 机地 球化学 及环 境 工程 同家 八五 攻关 项 ｝Ｉ 收稿 日期 １９９５—０９—１ ８．改 问 日期 １９９６—０１—２６
维普资讯
地 球 化 学
１９９６年
１ 研 究 区 概 况
表 ２ 地 下水 环境 对照值 统计 结果 （样 品数 ：１２个）
项 目
分 布 娄 型 平均值 标准差
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正 惠 【２ ９６ ２ ９６
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浅层地下水中石油烃污染研究的物理模型
第24卷 第4期 桂林工学院学报 Vol.24No.4 2004年10月 JOURNAL OF GUILIN INST ITUTE OF TECHNOLOGY Oct 2004文章编号:1006-544X(2004)04-0492-06浅层地下水中石油烃污染研究的物理模型陈余道,蒋亚萍,黄宗万,程亚平(桂林工学院资源与环境工程系,广西桂林 541004)摘 要:石油烃污染地下水已经是一个普遍的环境水文地质问题.运用砂卵石、中粗砂、细砂、粉砂与粘土等在实验室内,按照自然界沉积物层序制作了一个含水层物理模型,具有给水、排水、监测、抽提、淋滤与注入等功能,开展石油烃污染地下水的研究.模型给水与排水实验分别表明:含水层动态存储水量约1 3m3;含水层平均孔隙度为0 1463和0 1459,其中主要含水层中粗砂层,厚度约40cm,给水度为0 20-0 22.实验初期含水介质的盐分溶滤对模型水化学成分具有显著影响,含水层中硫酸盐、硝酸盐浓度及电导率呈增高趋势,而溶解氧呈下降趋势.在向含水层注入汽油后,连续监测表明含水层中石油烃溶解组分苯、甲苯、二甲苯和乙苯总浓度呈下降趋势,同时溶解氧低值检出,硝酸盐浓度逐步降低,而硫酸盐上升到一定浓度后基本稳定.模型含水层处于兼氧状态,这为继续研究内在生物反硝化降解石油烃的机理和增强生物降解作用的技术提供了重要的研究场地.关键词:地下水;石油烃;污染;物理模型中图分类号:X523 02 文献标识码:A地下水是人类社会生存与发展中不可替代的水资源,由于其具有供水的优越性而普遍为人们偏爱,许多城市和农村以之为饮用水来源.由于地面废物淋滤与地下储藏罐的泄漏,地下水系统常常遭受各种污染.近年来,有机污染物侵害地下水供水源地的事例不断出现,这些污染物能够形成轻型的非溶相液体(light non aqueous phase liquid,LNAPL)[1,2].在许多情况下,这样的污染可能事实存在,只是因为人们不了解其迁移、分布的原理以及缺乏监测而没有被发现.另外,发现与推测地下水系统遭受这类污染也常常依赖于污染物在井中的集聚[3].然而,许多现场调查又常常由于观察井的缺乏、资金的缺乏以及作业许可等因素受到限制,未检测到的这些有机污染物将继续迁移、溶解,对地下水供水源地构成潜在的严重污染源.针对该类有机污染地下水系统的修复研究,已有许多人利用玻璃瓶或玻璃柱盛装含水层物质开展实验室微观研究,取得了较多的机理研究成果[4-6].然而,微元体的制作难免许多人为假设条件,而且多采用单一污染物如苯或甲苯溶剂来开展实验研究,这与实际地下水系统具有相当大的差别[7,8].为尽量做到实验室仿真研究效果,在实验室内构筑了一个较大比例尺的含水层物理模型.本文的目的是在介绍模型构成的基础上,通过实验了解模型的一些水理性质,并通过污染物注入实验,论述利用该物理模型开展地下水中有机污染物去除研究的可行性.1 模型简介模型建成于面积为60m2的实验室内,其外形是一个东西向长5 52m、南北向宽3 04m、高1 30 m的砖混结构槽,槽的墙壁与底部均进行了防渗处收稿日期:2004-02-06基金项目:国家自然科学基金资助项目(40262003);广西区科技攻关项目(桂科攻9920035)作者简介:陈余道(1965-),男,博士,教授,主要从事环境地质与污染水文学方向的教学与科研工作.理.槽内安装了若干不同功能的管线.其中,一根内径4cm 、长3m 的PVC 给水管被安置在槽的东墙内侧,距离槽底60cm 高,给水管壁一侧均等布置了细小的出水孔.通过连通槽外的供水管,槽能够在转子流量计的控制下接受给水.在槽的西墙距离槽底10cm 高的位置,等距离安置了5个长30cm 且带阀门开关的铜质管,连通槽内与槽外,具排水功能.另外,36根长130cm 、内径6cm 的PVC 管被均匀地直立在槽底部,管下部60cm 高的管壁均匀分布细小孔洞,便于水力连通,这些管起监测、取样的作用,称为监测孔(图1).为了模仿实际浅层的地下水系统,从槽底开始自下而上按照自然界通常的沉积层序,均匀地堆积了未筛分的卵砾石、中粗砂、细砂、粉砂与粘土等5种沉积物.其中卵石层厚20cm,中粗砂层厚40cm,细砂层厚15cm ,粉砂层厚15cm,粘土层(耕土)厚30cm,槽内累计土层厚120cm.堆积粘土之前,在粉砂层面上垂直安插了9图1 模型孔位布置平面图Fig 1 Plan view of the model with the locations ofthe monitoring and injecti on wells!监测孔;∀!投注孔根长40cm 、内径3cm 的PVC 管,作为投注孔使用,注入物质将通过投注孔进入粉砂层以下土层.最后,一个环状管线作为淋滤供水管被装置在土槽表面,可以起到模拟降水的作用.图2是模型含水层东西向水文地质剖面.该物理模型南北边界隔水,东西边界分别具有给水与排水功能,可以控制流量大小.2 模型的水理性质经过多次侧面给水、排水以及表面降水淋滤(水源采用市政供水),模型土层得到了进一步压密.为了解模型含水层的水理性质,进行了给水实验和排水实验.2 1给水实验实验开始,关闭排水管,同时对5号和29号监测孔进行水位监测,水位起始值25cm.由给水管定流量进水,流量11 25L/m in,给水历时110min,共进水1 24m 3.水位监测持续到310min 终止.结果表明,2个监测孔的水位动态具有同步性(图3),5号孔水位比29号孔水位略高.以5号孔为例,在实验开始后前90min,水位达到53 8cm,平均上升速率为0 32cm/min;在随后20min 内,水位快速上升,达到94 9cm ,平均上升速率为2 06cm/min;第110min 停止给水,水位开始下降,经过20min,水位下降到78 7cm,平均下降速率为0 82cm/min;到实验结束的这段时间内,水位下降到75 5cm,平均下降速率为0 02cm/min,可认为水位进入稳定阶段.结合模型土层堆积层序,可以得出:图2 实体含水层模型水文地质剖面图Fig 2 Cross section of the pi lot scale aq uifer model from west to east493第24卷 第4期 陈余道等:浅层地下水中石油烃污染研究的物理模型图3 注水试验孔5号和29号监测孔水位动态Fi g 3 Dynamic s of well 5and 29in the period of water s uppl y test(1)给水阶段,前90m in 与随后的20min,水位的上升速率差别明显,水位在中粗砂层上升速率慢,而在细砂层中上升速率快.速率突变时刻的水位值与两种土层的分界面高度可以认为是一致的,距离槽底约为53 8cm 高,主要含水层厚度约40cm.(2)模型主要含水层中粗砂层,其储水能力约为上覆细砂、粉砂层的4 5倍.由于细砂、粉砂层空隙较小,而定流量给水,导致了#滞后储存∃现象,水位上升很快;停止供水后,随着细砂粉砂层逐步储存水分,水位便逐渐下降,直到稳定.这种#滞后储存∃与雨水的#滞后入渗∃是类似的过程.(3)5号孔与29号孔水位动态具有明显的同步特征,具有良好的水力联系,可以假设模型含水层是均质的.(4)按照给水实验初始水位、稳定水位以及给水量,模型含水层的平均孔隙度估算为0 1463.2 2 排水实验排水实验历时48h,分3个时段,时段dt 1、dt 2、dt 3分别为90、410和1470min,中间曾2次停止排水,停止时间分别为240和630min.起始水位为69 2cm,终止水位12 90cm,共下降56 3cm,累计排水1 38m 3.实验过程连续监测6、10、15、20、25、30号监测孔水位降幅变化,因各孔监测水位相差很小,故取平均值反应模型水位降幅动态,同时对应监测排水量,结果见图4.在第1时段d t 1,历时90min,初始水位处于细砂层内,为69 2cm.最初15min 水位下降达图4 排水实验水位降幅(a)、水位下降速率(b)及排水量(c)过程图Fig 4 Curves of variables in the drainage testd t 1,d t 2,d t 3分别为第1,2,3时段达17 61cm,平均下降速率1 17cm/m in,排水量40 6L;随后的75min,水位下降8cm,平均下降速率约0 11cm/min,排水量为111 6L.该阶段水位从细砂层降到中粗砂层,水位降幅与排水量出现了明显的差异,表明2个层位给水能力的差异.该阶段平均给水度为0 0355.因停止排水240min,第2时段d t 2的初始水位较第1时段终水位抬升1 6cm,这是由于水分在重力作用下存在#滞后疏干∃现象导致.该时段排水历时410min,水位下降达16 38cm,平均下降速率为0 04cm/min,排水量559 9L,阶段给水度为0 2037.第3时段在停止排水630min 后开始计时排水,历时1470min,水位下降达18 21cm,排水量为667 5L,阶段给水度为0 2184.该时段后494桂 林 工 学 院 学 报 2004年期,水位下降缓慢,流量小.从3个时段的阶段给水度来看,第1时段小于第2、第3时段,表明:细砂层给水能力较小,与下伏中粗砂层存在明显差别,中粗砂层是模型的主要含水层位;模型主要含水层的给水度为0 20~0 22.该实验的初始水位69 2cm 、终止水位12 87cm,总排水量1 38m 3,计算出含水层的平均孔隙度为0 1459,该值与给水实验的结果非常相近.3 石油烃污染的初步研究3 1 水化学背景特征在模型充分释水后,2002年12月1日由给水管向模型再次给水,水位距离模型底面84.5cm,为注入污染物实验做准备,实验时间(d)记录从此开始.考虑到模型动态存储水量的有限,为减少水动力条件的影响,以静态水体实验为主.为获得进一步实验的水质背景,于第2天对6、10、15、20、25、30号监测孔进行水质检测,检测项目包括pH 值、水温、溶解氧(Dissolve Oxygen,DO)、硫酸盐、硝酸盐、电导率(Electric Conductivity ,EC)等6项.第25天,用现场多功能水质测试仪(意大利Hanna H I9804)对以上孔水样水质再次进行取样检测,2次检测结果如表1.溶解氧、硫酸盐与硝酸盐浓度以及电导率具有明显差别.随着水温下降,氧气溶解度理应增加,但水中溶解氧浓度却降低了;硫酸盐、硝酸盐浓度提高了,尤其是硫酸盐浓度两次结果平均值相差近5倍,电导率则提高到2倍多.通过对上覆粘土取样分析并进行另外的浸泡实验表明,粘土中有机质含量达7%;20g 粘土浸泡于800mL 市政用水中,15d 后,溶液硫酸盐浓度达430mg/L 、硝酸盐浓度达58 9mg/L,明显高于用来给水的市政用水硫酸盐浓度17mg/L 、硝酸盐浓度14 5mg/L.由于模型土层堆积与压密过程中上覆粘土颗粒的下沉、充填,故不难说明,含水介质中硫酸盐与硝酸盐浓度提高与粘土来源(农田耕土,具施用化肥的历史)有关,电导率的提高也说明了盐分溶滤的影响.由于粘土中含有机质,溶解氧的降低是微生物降解有机质消耗所致[9].3 2 石油烃污染物注入根据在山东淄博市石油烃污染现场的研究经历[10-12],利用该物理模型来继续开展相关的实验室研究.在通常的泄漏事件中,芳香烃BTEX 是汽油的主要组分,具有相对较高的溶解能力、毒性与致癌能力.因此,选择注入物质为汽油,模拟地下石油烃有机物的泄漏,为集中研究含水层中溶解相BT EX 组分的生物作用机理及去除技术提供污染场地.注入实验在第4~13天完成,通过注入孔L4向含水层逐步注入4L 汽油.第38天后,对30号监测孔进行每半个月一次的苯系物!!!苯、甲苯、乙苯、二甲苯同分异构体(Benzene,Toluene,Ethylbenzene ,Xylene isomers,简称BTEX)持续监测(气相色谱法),同时监测电子受体溶解氧、硝酸盐、硫酸盐浓度.为促进含水层中水体的流动,在第1次监测后,运行了模型抽注循环系统,即通过30号孔抽水,并直接注入L4注入孔,抽注流量200ml/min.监测结果如图5、图6所示.3 3 注入实验结果分析从图5可以看出,30号孔第1次BTEX 监测浓度较低,其总浓度为0 035mg/L,经抽注循环,第2次监测达到了3 004mg/L,此后便下降,到第100天、第115天,呈未检出状态;为重复这表1 模型水质部分项目检测结果对比表T able 1 Comparison of detected water q ualities of the pilot scale aquifer孔 号pH T/% (DO)/(mg &L -1)(SO 2-4)/(mg &L-1) (NO -3)/(mg &L-1)EC/( S &cm -1)67.37,7.5315.4,13.77.13,4.0631.0,111.017.72,23.04163,370107.55,7.5816.0,13.9 6.41,4.4325.0,123.015.06,25.69141,370157.50,7.5416.1,14.2 6.14,4.1826.0,129.015.94,29.68141,357207.57,7.5816.4,14.3 5.77,3.6124.0,130.015.50,28.35152,384257.55,7.5516.2,14.4 5.50,4.3428.0,122.026.58,24.37164,394307.55,7.5916.1,14.3 5.02,3.3736.0,208.016.39,21.26136,510平均值7.51,7.5616.0,14.16.00,4.0028.3,137.217.87,25.40150,397495第24卷 第4期 陈余道等:浅层地下水中石油烃污染研究的物理模型图5 30号孔BT EX 总浓度监测结果Fig 5 T otal BTEX concentrati ons of well30图6 30号孔电子受体浓度监测结果Fig 6 Concentrations of electric accepters in well 30个过程,在模型表层模拟降水进行淋滤,第131天30号孔BT EX 总浓度又达到3 142mg/L,随后的监测又呈下降趋势.这两个过程表明注入的污染物具有溶解相组分浓度自然衰减的现象,其机理可能存在挥发、吸附与生物降解作用.模型含水层中电子受体浓度变化从图6可以看出,硫酸盐浓度在初期的大幅度上升与淋滤作用有关,但随后的很长时间内便相对稳定,浓度为208~260mg/L,没有下降趋势.与硫酸盐相反的是溶解氧与硝酸盐浓度,具有明显的下降趋势,溶解氧从初期的5 02mg /L 下降到0 60mg/L,已接近于生物难以利用的下限0 5mg/L [9].硝酸盐浓度从初期的最高值27 906mg/L 下降到7 088mg/L,硝酸盐可能成为替代溶解氧的电子受体.这样的变化标识模型水环境从需氧状态进入了兼氧状态.按照电子塔理论[16],在微生物作用下,有机组分作为电子供体,溶解氧与硝酸盐按氧化能力依次作为电子受体,最终产物为二氧化碳、氮气和水.作为电子受体的溶解氧与硝酸盐被逐步消耗,有机烃组分被降解,微生物在这个过程获得碳源与能源来维持生长.用化学反应式表示如下(以甲苯为例):C 6H 5-CH 3+9O 2∋7CO 2+4H 2OC 6H 5-C H 3+7.2H ++7.2NO -3∋7CO 2+7.6H 2O + 3.6N 2Robert C Borden [14]利用污染地下水中电子受体浓度的降低,作为石油烃污染物被自然修复的指示证据.这里,模型含水层中BTEX 溶解组分的降低,与电子受体浓度的降低具有一致性,因此可以表明伴随BTEX 溶解组分的去除,存在内在的生物降解作用.4 结束语(1)该物理模型是浅层地下水系统的室内仿真模型,运用卵砾石、中粗砂、细砂、粉砂与粘土等5种沉积物及不同用途的PVC 管构筑而成,具有给水、排水、监测、抽提、淋滤与注入等实验研究功能.其动态储水量约1 3m 3,含水层平均孔隙度约0 1463~0 1459,主要含水层为中粗砂层,厚度约40cm,水力联系密切,给水度0 20~0 22.(2)模型含水层水化学背景具有硫酸盐、硝酸盐组分浓度及电导率增高的特征,与含水介质盐分溶滤有关,而溶解氧的降低与微生物降解土层中原有的有机质有关.(3)通过汽油注入实验表明,含水层中溶解相组分BTEX 具有自然衰减的现象,同时水体中溶解氧、硝酸盐作为电子受体呈下降趋势,含水层处于兼氧状态,硫酸盐浓度经盐分溶滤上升到一定浓度后基本稳定;含水层存在内在的生物降496桂 林 工 学 院 学 报 2004年解作用,为含水层处于兼氧反硝化状态提供了水化学证据.(4)与实验室微元体(如土柱、玻璃瓶)相比,该物理模型具有更接近于现场含水层的诸多特征,能够用来开展石油烃污染浅层地下水的实验研究,尤其为继续开展内在生物反硝化降解石油烃的机理、影响因素、以及增强降解作用的技术等研究提供了重要的实验研究场地.参考文献[1]Chapelle F H.Groundwater Microbiology &Geochemistry[M ].New York:John Wiley &Sons,Inc.1992.[2]Chapelle F H.Bradley P M,Lovely D R,et al .M easuringrates of biodegradation in a contaminated aquifer using field and laboratory methods [J].Ground Water,1996,34(4):691-698.[3]Sleep B E.A modeling and experimental study of light nonaqueous phase liquid (LNAPL )accumulation in wells and LNAPL recovery from well [J].Water Resources 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soil layers in the tank,medium sand layer is the main aquifer w ith a thickness of 40cm approxi mately and specific yield ranging from 0 20to 0 22.T he salinity leaching of aquifer mediums has an obvious effect on the hydrochemical characteristics in early test period.T he detections including sulfate and nitrate and electric conductivity from monitoring w ells are increased but dissolved ox ygen decreased.After gasoline inject ed to the model,a series of detections involving BT EX and electric accepters are conducted continuously.Re sults indicate that total BTEX concentrations are degraded.In the meantime,concentrations of dissolved ox ygen and nitrate are decreased.But concentration of sulfate has no obvious change.Aquifer of the model is in anaerobic condition.Thus,the physical model provides an important field for study on intrinsic bioremedi ations and enhances bioremediation technologies continuously under the denitrifying condition.Key words:groundw ater;petroleum hydrocarbon;contam ination;physical model497第24卷 第4期 陈余道等:浅层地下水中石油烃污染研究的物理模型。
黄河三角洲湿地地下水石油污染的数值模拟
黄河三角洲湿地地下水石油污染的数值模拟刘世恩;李波海【摘要】以研究区抽水试验的参数作为初值,建立了相应的地下水流值模型;同时结合弥散实验所得参数建立了研究区污染物溶质运移模型,并利用模型数据差值分析对黄河三角洲湿地油气资源开发的生态环境机制进行探讨,通过水质模型预测,得出常规石油作业污染物在潜水含水层表层大量聚集,如不及时治理,污染物会向承压含水层运移.因此为了保护湿地,降低石油对湿地地下水污染及生态环境的破坏,需要地方政府和油田方面配合,加强沟通、协作和监管.【期刊名称】《承德石油高等专科学校学报》【年(卷),期】2014(016)002【总页数】5页(P4-8)【关键词】地下水;黄河三角洲湿地;地下水流数值模型;溶质运移模型【作者】刘世恩;李波海【作者单位】承德石油高等专科学校石油工程系,河北承德067000;承德石油高等专科学校化学工程系,河北承德067000【正文语种】中文【中图分类】TE991.2黄河三角洲湿地位于山东省东北部的渤海之滨，地处黄河入海口，其地理位置优越，生态类型独特，是中国暖温带最完整、最广阔、最年轻的湿地生态系统，同时也是东北亚内陆和环西太平洋鸟类迁徙的重要“中转站、越冬栖息和繁殖地”，成为世界范围内河口湿地生态系统中极具代表性的范例之一。
胜利油田—中国第二大石油生产基地，位于黄河三角洲湿地，以2 700万t的年产量在中国能源供给方面发挥着巨大作用，属于环渤海经济圈和黄河流域经济带中的核心产业支柱。
然而胜利油田的长期开采必然会造成黄河三角洲湿地环境的污染和生态环境的破坏，在开发油气资源的同时，如何保护生态资源，是必须面对的难题。
本文通过模拟与预测胜利油田开发过程中对黄河三角洲湿地可能造成的石油污染的运移情况，为黄河三角洲湿地的可持续发展提供科学的依据。
1 黄河三角洲湿地地下水流数值模型1.1 水文地质的基础模型水文地质基础模型包括相关联的含水层结构和数学表达，还有含水系统特征数据。
石油类污染物在土壤中的环境行为_张学佳
石油类污染物在土壤中的环境行为张学佳1 纪巍2 康志军1 孙大勇1 单伟1 那荣喜1(1.中国石油大庆石化公司炼油厂;2.中国石油大庆石化工程有限公司) 摘 要 土壤中石油类污染物的环境行为一直是环保界研究的重点。
为此,简述了土壤中石油类污染物的来源、危害及存在状态,介绍了其在土壤中的迁移、吸附和降解行为,以及其行为特征和影响因素。
全面了解土壤中石油类污染物的环境行为,对保护生态环境、推动石油工业的持续发展具有重要意义。
关键词 石油类污染物 土壤 吸附 迁移 降解0 引 言 石油作为一种重要的能源,其应用范围还在继续拓展,消耗量也日趋增大,石油的开采、炼制、贮运、使用过程中,由于工艺水平和处理技术的限制,大量含石油类物质的废水、废渣不可避免地排入了土壤,严重影响了土壤生态系统。
全面了解石油类污染物在土壤中的环境行为,弄清其在土壤环境中的分布、净化及迁移途径,将有利于消除和减少石油类污染物在土壤环境中的滞留,对石油类污染物的防治、管理和保护生态环境具有重要意义。
1 石油类污染物在土壤中环境行为及存在状态1.1石油类污染物的吸附、迁移和转化土壤是人类环境的重要组成部分,是固-液-气-生物构成的多介质复杂体系,石油类污染物在土壤中的环境行为主要有迁移、吸附和降解。
撒落在土壤表面上的石油类污染物会向土壤中入渗,并在土壤中残留。
由于土壤中存在着大量的有机和无机胶体、土壤动植物和微生物,使进入土壤中的污染物通过物理、化学和生物等过程,不断地被吸附、分解、迁移和转化。
一般石油类污染物在土壤中的迁移能力很弱,多被吸附聚集在表层土壤中,土壤表面的石油类污染物还可通过挥发进行自净。
污染强度较大且小分子烃类含量较高时,则可以迁移进入地下水含水层中。
1.2在土壤中的不同存在状态石油类污染物进入土壤后,由于其疏水性,土壤中绝大部分石油类污染物被吸附在土壤颗粒表面,呈干态或亚干态的吸附。
除了吸附态以外,石油类污染物在土壤中还有两种存在形式;一是存在于水相中,二是逸散于气态环境中。
石油污染物在土壤中迁移及转化研究
石油污染物在土壤中迁移及转化研究石油工业的发展带来了严重的环境问题，石油污染物在土壤中的迁移及转化是其中的一个重要方面。
石油污染物会通过多种途径进入土壤，如泄漏、废弃物处理等，其在土壤中的迁移和转化过程对生态环境和人类健康构成潜在威胁。
因此，研究石油污染物在土壤中的迁移及转化规律对于环境保护和人类健康具有重要意义。
目前，对于石油污染物在土壤中的迁移及转化研究已经取得了一定的成果。
研究者们通过实验室模拟和实地研究等多种方法，探讨了石油污染物在土壤中的扩散、吸附、降解等过程。
研究发现，石油污染物的迁移主要受土壤类型、有机质含量、土壤含水率等因素影响，而转化则主要与土壤微生物群落的活动密切相关。
然而，目前研究仍存在一些问题，如缺乏长期持续的研究、实验条件的局限性等。
本研究采用实验室模拟和实地研究相结合的方法，探讨石油污染物在土壤中的迁移及转化规律。
采集不同土壤类型的样品，在实验室中模拟不同环境条件下的石油污染物迁移及转化过程。
同时，结合实地研究，对石油污染物在土壤中的分布、迁移路径、转化效应等进行长期持续的观察和测定。
数据处理采用统计分析方法，对实验数据进行整理、分析和可视化。
实验结果表明，石油污染物在土壤中的迁移主要受土壤类型和环境条件的影响。
在实验室模拟中，石油污染物在沙质土壤中的迁移距离较远，而在有机质含量较高的土壤中迁移距离较近。
土壤含水率对石油污染物的迁移也有显著影响，湿度较高的土壤中石油污染物的迁移速度较慢。
实地研究也发现，石油污染物在土壤中的迁移路径受土壤类型、气候条件和人类活动等多种因素的影响。
另一方面，石油污染物在土壤中的转化效应也具有明显的差异。
实验室模拟结果显示，微生物活性较高的土壤中石油污染物的降解速度较快，而微生物活性较低的土壤中降解速度较慢。
同时，土壤类型和环境条件也会影响石油污染物的转化过程，导致不同的转化产物和降解途径。
实地研究也证实了这一结果，并发现长期受石油污染的土壤中微生物群落结构发生变化，进而影响石油污染物的转化过程。
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2、土壤污染模拟
土壤是一个多相的疏松的多孔介质，固相中有大量的有机和无机胶体。
石油是一种天然的粘油状液体，主要成分为烃类化合物( 占8 0% 一9 0% )。
烃类化合物是非极性有机物，其偶极矩< 1，介电常数< 3，在土壤中有一定的吸附作用。
地表的石油可以在重力作用下入渗，也可能随地面水或雨水沿着土壤毛细管孔隙向下渗透污染土壤，甚至进一步向下淋滤污染地下水。
石油类污染物质在土壤入渗过程中，由于土壤中存在着大量的有机和无机的胶体，使得进入土壤中的污染物不断地被吸附。
吸附能力与土壤的质地、石油的性质有密切联系。
通常，石油烃类在土壤介质吸附程度以分配系数Kd来表示。
K d=C s C e
式中: Cs为平衡时固相中的浓度( mg/kg)；Ce为平衡时液相中的浓度(mg/l) 根据土壤中溶质运移模型和石油类污染物质在土壤中的迁移转化过程，考虑吸附作用而忽略石油的挥发，建立石油类污染物质在土壤中迁移转化二维综合模型。
它包括水运动方程和石油运动方程。
土壤中水运动方程:
Cℎðℎ
ðt
=
ð
ðx
K x
ðℎ
ðx
+
ð
ðz
K x
ðℎ
ðz
+
ðK z
ðz
7
土壤中石油类运动方程:
θR d ðc
=
ð
D xx
ðc
+
ð
D zz
ðc
−
ðq x c
−
ðq z c
+
ðθ
−λθR d c8
式中：C( h)为比水容量（cm-1）；K x、K z分别为横向纵向水力传导系数（cm/d）；Dxx、Dzz分别为横向纵向弥散系数（cm2/d）；Rd为滞留因子；c为液相中石油的浓度(mg/l) ；qx、qz分别为x和z方向的达西流速（cm/d）；θ为含水量(% )；λ为降解系数（d-1）；h为土壤中压力水头(cm )。
初始条件和边界条件
根据监测的结果和落地油的分布特征，预测石油类在土壤中迁移过程及石油是否会对地下水造成污染，选择预测范围为：长80 m，深6m剖面区域。
并对部分问题可进行简化处理, 作一些基本假设。
假设土壤水最初不含石油，即未受到污染，但土壤中存在一定的本底值，经取样测定取平均值为40.3mg/kg。
在土壤的预测范围内，土壤被认为是均质的。
对水运动方程上边界确定为Cauchy边界，下边界为Neumann边界。
初始条件：ℎx,z=ℎ0x,z t=0
边界条件：−K zðℎ
ðz
−1=εz=0
式中，ε为降雨-蒸发系数（mm/d）
对于溶质运动方程的边界条件和初始条件确定为：
初始条件：c x,z=c0x,z t=0
边界条件： D xxðc
ðx −q x c n x+ D zzðc
ðz
−q z c n z=q x,z z=0
式中，n x、n z分别为土壤中x、z的外法向向量。
ðy
=0 z=−600。