張寶民，王霖琳，薄瑞，宋福貴，李樂

(1.東營市國土資源局，山東 東營 257200；2.首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)城市經(jīng)濟(jì)與公共管理學(xué)院，北京 100070； 3.東營市國土資源局東營分局，山東 東營 257100)

土壤為所有污染物的最終承載體，石油污染物進(jìn)入土壤后，會破壞土壤結(jié)構(gòu)，影響土壤的通透性。油污粘著物在植物根系上，阻礙植物根系的呼吸與吸收影響植物生長。被污染的土壤還可能對地表水和地下含水層造成二次污染，石油污染物在糧食中積累，給人類帶來致癌、致畸、致突變的“三致”作用[1]，因此積極探索石油污染土壤的復(fù)墾技術(shù)對工礦廢棄地的復(fù)墾非常關(guān)鍵。

1 勝利油田土壤污染采樣測試分析

為工礦廢棄地復(fù)墾需要，對石油污染土壤的現(xiàn)狀進(jìn)行了實(shí)地調(diào)查與分析，主要分析了勝利油田污染源對土壤的污染，以期確定污染對土壤的影響程度及影響范圍，為污染廢棄地復(fù)墾提供依據(jù)。

油田廢棄地土壤污染研究采用現(xiàn)有研究支持下的土壤取樣分析方法進(jìn)行。油田區(qū)落地石油對土壤的污染多集中與20cm左右的表層，這是因?yàn)槭兔芏缺容^小(829～896kg/m3)，粘著力強(qiáng)且乳化能力低，所以粘附在土壤表層的石油大部分不會隨著土壤上下移動[2]。依據(jù)前人研究的經(jīng)驗(yàn)[3]，在勝利油田隨機(jī)選取了5 個(gè)油井，以放射狀的方式在東、南、西、北 4 個(gè)方位距井口依次為 5，10，20，50，100m 處分別采集 0 ～20 cm 土層土樣，對其基本理化性質(zhì)采用常規(guī)方法分析，分析結(jié)果如表1及圖1所示。

圖1 勝利油田油井周邊土壤中含油量折線圖

表1勝利油田油井周邊土壤中含油量(mg/kg，干土)

距油井距離(m)井1井2井3井4井5平均值51810128601323015230206801276210122070404620114202806010472201243026302605020620053085016201150125023103380194210031002030240223028602092

由表1及圖1可以看出，在勝利油田所調(diào)查的油井周圍土壤中的含油量基本規(guī)律是距油井越遠(yuǎn)土壤中油含量越低。在勝利油田的5 個(gè)油井周圍所采的25 個(gè)土樣中，僅井3 的20 m 和100 m 兩處的土壤中油含量低于臨界值(500 mg/kg)。

2 勝利油田土壤污染輻射范圍分析

由于油井周圍土壤含油量表現(xiàn)出明顯的隨距離油井越遠(yuǎn)，含油量越低的趨勢，且土壤中其他元素也多表現(xiàn)出與含油量正相關(guān)的特征。因此，通過以上實(shí)測數(shù)據(jù)擬合了土壤含油量與距離之間的擬合函數(shù)，通過該擬合函數(shù)可以初步確定距離油井多遠(yuǎn)時(shí)土壤中的含油量即低于臨界值(500 mg/kg)[3]，從而確定油井開采對周圍土壤的影響范圍。

2.1 土壤含油量隨距離變化函數(shù)的構(gòu)建

以上實(shí)測數(shù)據(jù)中井1和井3的數(shù)據(jù)與一般規(guī)律存在不一致性，所以在擬合函數(shù)構(gòu)建時(shí)舍棄了這2組分析數(shù)據(jù)。然后分別就距油井距離和井2、井4、井5、平均值4組數(shù)據(jù)在Excel支持下構(gòu)建了各自擬合函數(shù)關(guān)系。經(jīng)比較，幾種擬合關(guān)系中，指數(shù)函數(shù)是比較符合數(shù)據(jù)分布規(guī)律的，而且也與實(shí)地調(diào)查的情況比較吻合，因此，針對3口井周邊數(shù)據(jù)及平均值數(shù)據(jù)系列均采用了指數(shù)函數(shù)進(jìn)行擬合，分別如圖2至圖5所示：

圖2 井2周邊土壤含油量隨距離擬合函數(shù)

圖3 井4周邊土壤含油量隨距離擬合函數(shù)

圖4 井5周邊土壤含油量隨距離擬合函數(shù)

圖5 以上各井周邊土壤含油量平均值隨距離擬合函數(shù)

2.2 油田污染土壤臨界范圍計(jì)算

為盡可能保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，該文分別以井2，4，5和平均值各自的函數(shù)，計(jì)算當(dāng)含油量達(dá)到臨界值時(shí)距油井的距離x。即根據(jù)以上公式計(jì)算當(dāng)y取值為500時(shí)的x取值。

具體計(jì)算過程以井2公式為例：

已知井2數(shù)據(jù)擬合函數(shù)：y=6615.4e-0.017x

當(dāng)y取值為500時(shí)，e-0.017x=500/6615.4=0.075581

然后在Excel軟件支持下分別對兩側(cè)取以e為底的對數(shù)，則：

-0.017x= -2.58255

x=151.915m

然后依次計(jì)算井4、井5和平均值系列的x值，計(jì)算結(jié)果如表2所示：

表2 依據(jù)擬合函數(shù)計(jì)算的各油井污染輻射范圍

對井2，4，5的x值取平均數(shù)得到3個(gè)井的污染土壤范圍，平均值為159.3247m，與平均值數(shù)據(jù)系列直接計(jì)算出的距離157.566m非常接近，因此，為計(jì)算方便，認(rèn)為對勝利油田來說，油井周邊160m范圍內(nèi)土壤都有受到石油污染的風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)然此范圍可能會因?yàn)橛途車匦纹露取L(fēng)向、周邊地物不同而有所變化，但一般意義上認(rèn)為是可接受的，因此雖然油田對每一油井的征地范圍僅有0.20～0.67hm2(3～10畝)，但實(shí)際上受到影響的區(qū)域不僅這些，因此建議廢棄地復(fù)墾范圍要大于油田征地范圍，建議為油井周邊160m范圍。在此基礎(chǔ)上，對東營市境內(nèi)勝利油田10個(gè)采油廠的廢棄工礦用地周邊的污染輻射范圍進(jìn)行了計(jì)算，結(jié)果顯示總污染輻射面積可達(dá)2025.67hm2(表3)。

表3 勝利油田工礦廢棄地石油污染輻射范圍匯總

3 石油污染土壤復(fù)墾技術(shù)

從以上分析來看，對山東省東營市境內(nèi)因石油開采破壞的大面積廢棄工礦用地進(jìn)行復(fù)墾利用是土地整治中的重要工作。而通過以上計(jì)算可以發(fā)現(xiàn)，大面積污染土壤的修復(fù)又是復(fù)墾工作的難點(diǎn)。當(dāng)前我國治理土壤石油污染的技術(shù)有很多，主要包括物理、化學(xué)和微生物修復(fù)技術(shù)等，但都不同程度地存在一些難以克服的技術(shù)問題或處理成本高的問題[4]。物理修復(fù)技術(shù)是充分利用土壤和石油污染物的各自特性，不外加其他藥劑或生物來進(jìn)行處理，但存在著處理成本高，工作量大，只能處理小面積污染的土壤的局限性。化學(xué)修復(fù)技術(shù)清除效率高，處理時(shí)間短，但處理成本高，可能存在二次污染的風(fēng)險(xiǎn)。微生物修復(fù)技術(shù)主要是利用生物本身對土壤中的石油污染物有降解、吸收作用，或結(jié)合現(xiàn)代基因工程技術(shù)的應(yīng)用，通過育種和基因工程改良生物使其更好地適用于土壤的修復(fù)。

東營市土壤本身存在著土壤年輕、鹽堿化程度高等特點(diǎn)，加之石油污染土壤面積較大，因此大面積的土壤換土、客土以及化學(xué)修復(fù)技術(shù)均不適宜，同時(shí)進(jìn)一步結(jié)合該文依托項(xiàng)目的其他相關(guān)研究及采樣數(shù)據(jù)，初步認(rèn)為采用微生物修復(fù)技術(shù)進(jìn)行石油污染土壤的治理比較合適。當(dāng)然，在具體實(shí)施過程中，一方面要進(jìn)一步完善生物修復(fù)技術(shù)，使其成熟化和系統(tǒng)化；另一方面，也要注意將傳統(tǒng)方法、生物修復(fù)方法和現(xiàn)代基因工程技術(shù)相結(jié)合，發(fā)揮各自優(yōu)點(diǎn)，使環(huán)境修復(fù)的過程成為一個(gè)有機(jī)的整體，達(dá)到系統(tǒng)化和最優(yōu)化，同時(shí)要綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益的和諧統(tǒng)一。

4 結(jié)語

通過實(shí)地采樣和室內(nèi)分析，對石油污染土壤的范圍進(jìn)行了研究。經(jīng)過采樣分析，發(fā)現(xiàn)石油污染土壤的程度具有明顯的隨距離增加而降低的趨勢，因此，在此基礎(chǔ)上，對土壤含油指標(biāo)與距離進(jìn)行指數(shù)函數(shù)的擬合，通過對勝利油田5個(gè)油井周邊土壤含油量隨距離變化的函數(shù)分析，得到距油井周邊160m范圍內(nèi)是受石油污染區(qū)域，160m之外的土壤含油量可以認(rèn)為低于臨界值。根據(jù)該數(shù)值，對東營市勝利油田10個(gè)采油廠的廢棄工礦區(qū)進(jìn)行計(jì)算，周邊污染土壤可達(dá)到2025.67hm2。對石油污染土壤的復(fù)墾技術(shù)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況需要，將多種技術(shù)有機(jī)地結(jié)合在一起，發(fā)揮其各自優(yōu)勢，達(dá)到低成本、無污染、高效率的目的，而這也將成為今后治理土壤石油污染的主要研究方向。

參考文獻(xiàn)：

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