非饱和区石油污染的自然衰减研究

论文摘要

近年来发生在我国的石油泄漏事故日益增加，对土壤及地下水造成了潜在的威胁，油类污染治理的研究工作引起了越来越多的关注。由于我国北方地区地下水埋深较深，污染物在非饱和区内运移路径长，自然降解可望发挥较为显著的清除污染物的作用，因此研究非饱和区污染物的自然降解能力具有重要的应用价值。本研究利用自行设计制作的一套土壤气体取样监测装置，针对北京市某加油站已发生的石油污染开展了油类污染物自然衰减的现场监测试验研究。本研究可为污染场地的土壤修复技术方案与措施提供有效的参考依据。本研究分析了导致油类污染的主要原因，对国内油类污染的状况进行了全面的调研，对我国截至目前已被报道的污染事故及已开展的修复治理工作进行了资料搜集和整理工作；并就油类污染问题提出有针对性的预防及治理措施。本研究通过对自然衰减法（Monitored NaturalAttenuation，MNA）基本理论的分析研究，自行设计制作了一套土壤气体取样监测装置，通过在加油站污染点及参考点进行土壤气的采集并对土壤气样本进行检测分析，对非饱和土层中油污染物浓度随时间的变化以及土层中O2、CO2含量的垂向分布规律进行了分析研究；在此基础上对加油站自然衰减的发生情况进行了初步评价，同时对造成该点污染的原因进行推断。本研究为进一步对降解方式进行判断，对现场试验的结果进行更加深入的理论分析。对污染物的气相浓度进行了多相平衡浓度计算，对污染物的自然衰减状况进行分析；通过氧平衡和碳平衡计算对加油站土壤中自然衰减的方式进行评价；本研究还计算了该污染现场土壤中油污染物的降解速率和半衰期，在此基础上对该加油站包气带土壤的自然衰减能力和环境质量进行评价分析。本研究为对前述试验的准确性及所得结论的可靠性进行验证，再次在该加油站污染点附近及参考点进行了土壤气的采集及检测分析。该验证试验得到的VOCs变化趋势及O2、CO2含量沿土壤分布规律和前期试验呈现相同的规律。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 研究背景及意义
• 1.1.1 石油污染的来源及其危害
• 1.1.2 BTEX 的组成及危害性
• 1.1.3 主动治理方法的优缺点
• 1.1.4 自然衰减法的应用价值及发展潜力
• 1.1.5 判断生物降解是否发生的标准
• 1.1.6 项目背景
• 1.2 国内外研究进展
• 1.2.1 MNA 方法研究进展
• 1.2.2 研究的发展趋势
• 1.3 本文研究内容
• 1.4 技术路线
• 第2章 国内石油污染及治理情况调研
• 2.1 石油污染发生的主要原因
• 2.1.1 交通事故
• 2.1.2 油罐及输油管线泄漏
• 2.1.3 油田以及炼油厂的落地原油
• 2.1.4 工业污水排放
• 2.2 污染事例及治理项目调研
• 2.2.1 油类污染事例
• 2.2.2 已开展的治理项目
• 2.3 措施及建议
• 2.3.1 针对储油设施和输油管线泄漏的措施
• 2.3.2 针对落地原油的措施
• 2.3.3 针对工业废水排放的措施
• 2.4 本章小结
• 第3章 石油污染物自然衰减的现场试验研究
• 3.1 试验概述
• 3.1.1 方法概述
• 3.1.2 试验点选择
• 3.1.3 检测方法
• 3.2 加油站自然衰减能力监测试验设计与实施
• 3.2.1 加油站自然衰减能力监测试验设计
• 3.2.2 加油站自然衰减能力监测试验现场实施
• 3.3 加油站自然衰减能力监测取样结果分析
• 3.3.1 土壤气相取样 VOC 含量分析
• 3.3.2 土壤气相取样 O2、CO2含量分析
• 3.4 加油站自然衰减能力初步评价
• 3.5 本章小结
• 第4章 自然衰减方式及能力评价
• 4.1 加油站 BTEX 多相平衡浓度分析
• 4.1.1 BTEX 气相浓度分析结果
• 4.1.2 BTEX 多相平衡浓度计算原理
• 4.1.3 BTEX 多相平衡浓度计算分析
• 4.2 BTEX 多相平衡浓度变化情况分析
• 4.3 加油站土壤环境质量评价
• 4.4 加油站自然衰减能力计算分析
• 4.4.1 加油站自然衰减方式评价
• 4.4.2 加油站自然衰减能力评价
• 4.5 本章小结
• 第5章 自然衰减能力的验证研究
• 5.1 加油站自然衰减能力的验证试验实施
• 5.1.1 试验过程
• 5.1.2 环境条件
• 5.2 加油站自然衰减能力验证试验取样结果
• 5.2.1 土壤气相取样 VOC 含量分析
• 5.2.2 土壤气相取样 O2、CO2含量分析
• 5.3 加油站自然衰减能力验证分析
• 5.3.1 自然衰减方式验证
• 5.3.2 自然衰减能力验证评价
• 5.4 土壤环境质量评价
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 研究区土壤气相 O2、CO2及 VOCs 谱图
• 附录 B 研究区土壤气相取样点位 VOCs 检测结果
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果