土壤中石油污染物的脱附过程
摘要：采用有机溶剂萃取法（OSE）对高浓度石油污染土壤进行修复，经过精馏回收绝大部分原油，有机溶剂经分离后循环使用。采用批实验法，以土壤-有机溶剂体系为研究对象，模拟物理化学修复过程，建立了脱附等温曲线并确定了脱附类型；研究了石油污染物在土壤-有机溶剂两相间的迁移规律。考查了液固比SSR对萃取的影响。结果表明，复合溶剂可以使土壤中约80%的石油污染物在4~5 min内得到脱附，20 min达到脱附平衡; Freundlich模型可以很好地描述石油污染物在土壤中的脱附行为，并计算出复合溶剂和乙酸乙酯的脱附平衡常数K分别为：0.000 9和0.001 5，结果显示复合溶剂对石油污染物的迁移效果高于乙酸乙酯，符合相似相溶原理。液固比SSR对脱附等温线影响明显，平衡常数随液固比增大而减小，即SSR 越大脱附效果越好。当 SSR 由 6∶1 提高到 8∶1 时，平衡常数变化很小。综上所述，复合溶剂对土壤中石油污染物的脱附行为符合Freundlich模型，常温下液固比为6∶1时，5 min脱油率达80%，20 min达90%~95%。考虑后期溶剂回收成本建议液固比在3∶1到5∶1之间为宜。
关键词：石油污染物；土壤；脱附；液固比
石油污染通常是在勘探、开采、运输及储存过程中引起，尤其在油田区周围土壤中含油量达到 10 000 mg·kg-1 ，远远超过临界值 500 mg·kg-1 [1] 。石油进入土壤后随之发生一系列物理、化学和生化作用[2] ，其中吸附-脱附作用直接影响着污染物在土壤中的运移和降解过程。国内外学者通过各种实验研究了迁移规律、迁移机理和传质数学模型[3-7] 。研究大多以石油污染物在土壤中的自然吸附与脱附过程为研究对象，大部分是基于含水介质下的理论模型。Fergus [7] 研究了含水介质中多环芳烃（PAH）吸附-脱附动力学模型，很多学者[8-9] 也是以“土壤-水体”系为研究对象，考察石油污染物的吸附和迁移特性和污染特性。研究结果显示，石油污染物在含水介质中的恢复是一个极其缓慢的释放过程，常需几年甚至几十年。人类认识污染并掌握其规律的目的是治理和控制污染给环境造成的危害。笔者针对我国油田区高浓度石油污染，采用有机溶剂萃取法可在短时间内将石油污染物提取出来，经过精馏回收绝大部分原油，有机溶剂经分离后循环使用。该法相对表面活性剂-水体系修复法， 对环境基本无二次污染。本文以土壤-有机溶剂体系为研究对象，模拟物化修复过程，建立了脱附等温曲线并确定了脱附类型； 以期预测石油污染物在土壤-有机溶剂界面的迁移规律，为物化法修复技术提供理论依据。目前国内对土壤-水介质中吸附机理研究较多而脱附机理研究较少， 土壤-有机溶剂体系中的脱附过程尚未见报导。
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