徐嫚

(安徽省淮北市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站, 安徽 淮北 235000)

0 引言

為了對(duì)土壤里面石油類污染物的光化學(xué)轉(zhuǎn)化過(guò)程進(jìn)行細(xì)致的了解，進(jìn)而對(duì)其中的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析和探索，對(duì)此，文章通過(guò)深入探究，力圖為有關(guān)單位及工作人員提供一定的借鑒作用。

1 土壤中石油污染物的性質(zhì)分析

1.1 污染物的化學(xué)構(gòu)成

有烴類一同構(gòu)成了石油復(fù)雜的化合物，按照結(jié)構(gòu)的不同，烴主要有以下類型：芳香烴、烷烴、環(huán)烷烴。S、O、N、C、H為石油中的主要元素，其中S、O、N的含量為1%～3%，C的含量為86%，H的含量為13%，同時(shí)，還有一些微量金屬元素存在于其中，例如，Ni、V、Cu、Fe等。下圖為石油污染物的主要成分，石油中，正構(gòu)烷烴為主要的成分，并且，有非烴化合存在于石油中，這些復(fù)雜的有機(jī)化合物中會(huì)含有很多的分子，并且有多種雜原子會(huì)存在于這類物質(zhì)的分子中，根據(jù)它們能夠分解于正庚烴中可以分為瀝青質(zhì)和膠質(zhì)。經(jīng)常用瀝青質(zhì)、膠質(zhì)、芳香烴和飽和烴來(lái)表示石油的組成。

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1.2 污染物的特性和危害

有很多種類的烴組分存在于石油中，當(dāng)前，已經(jīng)將600種烴類鑒定了出來(lái)，但是，無(wú)法辨認(rèn)的還有數(shù)千種。石油對(duì)動(dòng)物的內(nèi)分泌系統(tǒng)會(huì)帶來(lái)影響，具有致癌、致突變和致畸的潛在性，中國(guó)各大油田所出產(chǎn)油的性質(zhì)通常為油烴組分的理化特性。

首先，石油里面的芳香烴具有很大的毒性，對(duì)人體和動(dòng)物帶來(lái)的傷害極大，特別是三環(huán)或者雙環(huán)為代表的毒性更大，有麻痹作用存在于低濃度沸點(diǎn)飽和烴中，濃度高時(shí)，會(huì)對(duì)低等生物和細(xì)胞帶來(lái)?yè)p害；其次，油田一般會(huì)大面積的污染到周圍的土壤，在20厘米左右的表層中，石油對(duì)土壤帶來(lái)的傷害是最大的。這是由于土壤有著較小的密度，乳化能力低且黏著力強(qiáng)。

2 石油類污染物在土壤表面光化學(xué)轉(zhuǎn)化行為

2.1 光吸收

這個(gè)反應(yīng)過(guò)程成十分的短暫，完成于激發(fā)光波的一個(gè)振動(dòng)期間內(nèi)，光子被有機(jī)物發(fā)色團(tuán)的基態(tài)分子所吸收，進(jìn)而演變?yōu)殡娮蛹ぐl(fā)態(tài)。在激發(fā)了基態(tài)分子以后，按照激發(fā)態(tài)里面軌道中電子不同的自轉(zhuǎn)方向，又可以分為激發(fā)三線態(tài)和激發(fā)單線態(tài)，物質(zhì)分子的本身是不同激發(fā)態(tài)的主要來(lái)源。

2.2 具體的轉(zhuǎn)化機(jī)理

在土壤中石油發(fā)生了光化學(xué)反應(yīng)之后，在氧氣的環(huán)境下，用一個(gè)自反的自由基鏈?zhǔn)侥軌蚍从趁枋龀鲞@個(gè)光化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，在這個(gè)化學(xué)反應(yīng)中會(huì)生成乙醛、酮和醛等，進(jìn)而就會(huì)形成低分子量的有機(jī)酸，而在聚合作用的影響下，有機(jī)酸、醇及其醛、酮的質(zhì)化作用，將分子量較高的化合物就會(huì)生成出來(lái)，可以用化學(xué)動(dòng)力學(xué)過(guò)程來(lái)表示石油的光化學(xué)反應(yīng)，并且可以通過(guò)三種途徑完成反應(yīng)。

首先，某種分子在石油中吸收了光子之后會(huì)得到相應(yīng)的能量，由激發(fā)態(tài)取代基態(tài)，然而，因?yàn)檫€存在其他分子，這樣就會(huì)失活激發(fā)態(tài)分子，之后向著另一個(gè)分子傳遞能量，進(jìn)而用激發(fā)態(tài)將這個(gè)分子表示出來(lái)。分子氧為某種強(qiáng)烈的猝滅劑，它能夠同激發(fā)分子快速的反應(yīng)在一起，將單重態(tài)氧生成出來(lái)。

其次，在光線照射了石油中的某種成分之后，就會(huì)產(chǎn)生分解狀況，自由基就會(huì)出現(xiàn)在其中，氧化分子同這種自由基很容易化合，進(jìn)而將全新的自由基生成出來(lái)，很多化和物同含氧自由基都會(huì)產(chǎn)生鏈反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)后，又會(huì)將以前的自由基生成出來(lái)，進(jìn)而就會(huì)不斷的進(jìn)行氧化作用。

再次，活性激光物將吸收的能量向著反應(yīng)體系中傳遞，這樣就會(huì)將能量間接的傳遞到石油烴中，石油烴不同組分各自的性質(zhì)會(huì)決定著到底應(yīng)用何種方式去接受能量，例如烷基苯、正烷烴等。這些物質(zhì)在太陽(yáng)光的照射下吸光的效果不夠理想。因此，為了得到引發(fā)光反應(yīng)能量，它們一些時(shí)候需要借助光敏劑。在轉(zhuǎn)化石油烴的光敏氧化時(shí)，也會(huì)應(yīng)用到這種方式。

生物降解和光降解會(huì)將一定的反作用帶給石油中的芳香烴和飽和烴，石油的芳香烴組分會(huì)嚴(yán)重的受到光化學(xué)反應(yīng)的影響，把它轉(zhuǎn)變?yōu)闃O性成分。

2.3 影響因素分析

在繼農(nóng)藥之后，土壤的石油污染又為一種污染非常強(qiáng)烈的污染問(wèn)題。地表輸油管線的泄露和油井四周落地的原油等，都會(huì)向著土壤表層中滲入這些石油，光化學(xué)品環(huán)境歸宿的重要過(guò)程即為土壤表面有機(jī)物的轉(zhuǎn)化過(guò)程中。在對(duì)土壤表面有機(jī)物的光化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，因?yàn)楣獯┩竿寥赖暮穸纫话銜?huì)維持在0.1到0.5毫米之間，所以，很多的試驗(yàn)都會(huì)應(yīng)用土壤的薄層。下面我們就通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行具體的分析。

(1)采集土壤樣品

大連闊葉林、大連郊區(qū)空地、盤錦稻田土。在采集土樣時(shí)，應(yīng)用棋盤式布點(diǎn)的方式，在土壤表層的0-20厘米處進(jìn)行取土，放入鋁制盒子中，避光保存于陰暗處，儲(chǔ)藏的溫度控制0到4攝氏度左右，然后等著進(jìn)一步處理。去除掉上述收集來(lái)土壤中存在的雜物，在通風(fēng)陰涼處風(fēng)干，混勻充分之后，放入特定的盒子中，然后再進(jìn)行上述方式的保存，留著使用。有著不同的理化性質(zhì)會(huì)存在于這三種不同的土壤中，特別是有著差異較大的有機(jī)質(zhì)含量，所以，對(duì)土壤構(gòu)成石油光化學(xué)過(guò)程的影響程度就可以用它來(lái)進(jìn)行考察。

(2)實(shí)驗(yàn)方式

第一，測(cè)定土壤pH值，應(yīng)用電位法測(cè)定土壤pH值，經(jīng)過(guò)幾分鐘煮沸了蒸餾水之后，將其中的二氧化碳去除掉，之后依據(jù)一定的比例，將土和水均勻的混合在一起。完成一分鐘的磁力攪拌，進(jìn)行三十分鐘的平衡，之后向著土壤溶液中插入pH計(jì)。進(jìn)而就能夠?qū)H值讀取出來(lái)。

第二，測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)。對(duì)重鉻酸鉀水合熱法進(jìn)行使用，對(duì)于土壤中存在的有機(jī)碳利用相應(yīng)濃度的重鉻酸鉀硫酸溶液進(jìn)行氧化處理；用硫酸亞來(lái)滴定處理剩余的重鉻酸鉀，這樣在計(jì)算有機(jī)碳含量時(shí)就可以通過(guò)消耗的重鉻酸鉀中獲取出來(lái)。通常認(rèn)為，平均碳含量在有機(jī)質(zhì)中會(huì)達(dá)到58%左右。所以，用有機(jī)質(zhì)來(lái)取代有機(jī)碳含量，應(yīng)該多乘一個(gè)系數(shù)。

第三，土壤粒級(jí)的合理劃分。用SA-CP3型沉降力度分析儀器就能夠有效的測(cè)定出土壤粒級(jí)分布情況。對(duì)斯托克斯定理進(jìn)行應(yīng)用，在沉降的過(guò)程中，顆粒產(chǎn)生顆粒分級(jí)，所以，沉降液靜止之后產(chǎn)生的粘滯性，就會(huì)將一定的摩擦阻力帶給沉降顆粒。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，石油中含有很多的有毒物質(zhì)，對(duì)人體帶來(lái)的傷害是非常巨大的，并且，還會(huì)較為嚴(yán)重的影響到周圍的生態(tài)環(huán)境，所以，文章對(duì)石油類污染物在土壤表面光化學(xué)轉(zhuǎn)化的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了分析與闡述，認(rèn)識(shí)到光降解會(huì)受到石油污染物的影響，并且，光降解的速率不會(huì)受到較低含油量的影響，所以，在具體的工作中，只有充分的研究其中的這些理論，對(duì)于提升工作質(zhì)量才會(huì)帶來(lái)一定的幫助。

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