收藏本站
《中国海洋大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

石油污染含水介质水动力特性研究

梁春  
【摘要】:随着世界对石油需求的不断增长,石油类已成为地下水-土环境中一类重要的有机污染物。特别是轻质石油制品(如各种燃料油、润滑油等),由于其粘滞系数较低,在土壤中的迁移能力较强,因此轻质石油的泄漏对地下水-土环境具有更大的污染潜力。本文以淄博重大石油化工区为研究背景,以标准石英砂及该区典型砂土、壤土作为代表性含水介质,以CD15W-40机油、0#柴油、93#汽油作为代表性轻质石油制品,系统研究了石油污染含水介质的水动力特性,探讨了石油污染对含水介质表面润湿性、毛细特性和水-盐动力学特性的影响机制,为石油污染场地的治理、修复等提供科学理论依据。通过一系列的试验研究,主要取得了以下几个方面的新认识和结论: (1)改进了石油污染含水介质含水量和含油量的测定方法。通过引入油烘干损失系数,改进了测定含水量的传统烘干法和测定含油量的萃取-紫外分光光度法,并提出了相应的新计算公式,解决了由于油、水相互干扰,难以简单、准确测定石油污染含水介质中油、水含量的难题,为后续理论研究提供了准确的数据支持。采用改进后的方法测定石油污染含水介质中含水量和含油量准确可靠,测定误差均仅为0.5%左右,主要产生于不可避免的仪器误差,且适用范围广,不受石油种类和挥发性的影响。 (2)弄清了石油污染含水介质的表面润湿性变异规律。采用测定土壤斥水性的方法,研究了不同含油量下机油和柴油污染含水介质的湿润性变化规律。结果显示,随着石油污染程度的提高,介质斥水性显著提高。当介质中含油量达到一临界值时,介质表面润湿性开始发生变异,由亲水性变为疏水性。试验测得石英砂和粗砂产生斥水性的临界机油含量分别为0.3%、0.5%左右,临界柴油含量则分别为20%、14%左右;亚粘土产生斥水性的临界机油含量约为8%,而柴油污染对亚粘土斥水性的影响不显著。介质组成和油品组成对含水介质润湿性变化特征具有重要影响。 (3)研究了石油污染含水介质表面的润湿反转特征。当油污介质中的含水量达到某一临界值时,介质表面润湿性可再次发生反转,由疏水表面变回亲水表面,斥水性消失。对于油污砂性土,较低的含水率即能使其润湿性再次发生改变,润湿反转的含水量阈值约为0.4~0.8%;对于机油污染亚粘土,其临界含水量随含油率的升高而增大,且两者在数值上近似相等。 (4)系统研究了毛细水上升动力学和毛细带水分垂向分布规律。随着石油含量的增加,含水介质中毛细水上升高度和赋水能力显著降低,主要是由于石油污染含水介质的表面被油分吸附,使界面润湿接触角增大,表面疏水性增强,且由于油分填充在介质颗粒之间,堵塞了毛细水上升的通道。与柴油污染相比,机油污染对介质毛细性的影响更为强烈,而石油污染对粗砂毛细性的影响远大于对亚粘土的影响 (5)建立了毛细水上升高度和速率的动力学表达式。不同机油、柴油含量下,砂土和亚粘土的毛细水上升高度和时间的对数关系分别可用二次多项式关系和线性关系拟合,据此推导得到毛细水上升速率的动力学表达式。砂性土和粘性土的毛细水稳定高度与石油含量分别成乘幂和二次多项式关系。 (6)系统研究了石油污染含水介质的水-盐动力学特性。通过室内一维水动力弥散试验,得到了不同含油砂土渗透性、有效孔隙度、弥散系数和弥散度的变化规律。柴油污染对砂土有效孔隙度、渗透性的影响比机油更加显著。随着石油含量的增加,石英砂、粗砂和粉砂的有效孔隙度均呈线性减小,而渗透性的降低趋势则逐渐变缓。相同含油率条件下,粉砂的渗透系数比石英砂和粗砂的渗透系数低2至3个数量级,主要是由于粉砂中水的流速较小,使得机械弥散作用相对较弱。相对于石油污染,含水介质的固有性质对其水-盐动力学特性的影响更显著。
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X143

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 Мониин.А,Войтов.В,李若钝;海上石油钻探、采油及其溢油事故的回顾[J];海岸工程;1995年02期
2 朱玫,许嘉琳,田洪海;应用表面活性剂治理包气带石油污染的研究[J];环境科学;1996年04期
3 张建乐,张彦龙,张淑萍,马继承;秦皇岛沿岸海域石油污染状况初探[J];海洋通报;1996年05期
4 赵荫薇,王世明,张建法;微生物处理地下水石油污染的应用研究[J];应用生态学报;1998年02期
5 张殿瑞 ,龚争辉;植物内元素含量变化的相关分析[J];山东环境;2000年04期
6 李晔,陈新才,王焰新;石油污染土壤生物修复的最佳生态条件研究[J];环境科学与技术;2004年04期
7 王允义;秦皇岛港石油污染初探[J];交通环保;1983年05期
8 向兰,熊运实,王绍玲,郑远扬;石油污染生物治理现场实例[J];油气田环境保护;1995年02期
9 席淑琪,刘芳,吴迪;微生物对地表水中石油类污染物的降解研究[J];南京理工大学学报(自然科学版);1998年03期
10 尹海龙,武周虎;石油在水中悬浮物上的吸附研究[J];海洋环境科学;2001年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张立柱;唐谋生;余雷;李开军;;海洋与港口水体环境石油污染与防治对策[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第三卷)[C];2010年
2 齐建超;郭婷;王贺;张清敏;;微生态菌剂联合修复石油污染土壤生态系统[A];微生物实用技术生态环境应用学术研讨会论文集[C];2008年
3 王广才;史浙明;陈睿智;王金维;;汶川地震地下水位同震变化及应变—含水介质参数反演[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
4 王文婷;王云海;赵景联;;有机膨润土在石油污染土壤生物修复中的应用[A];中国化工学会2011年年会暨第四届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛论文集[C];2011年
5 林钦;贾晓平;周国君;甘居利;王小平;吕晓瑜;蔡文贵;;广东沿岸海域近10年污染趋势分析[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
6 夏文香;郑西来;李金成;;海洋石油污染及其生物修复[A];山东环境科学学会2002年度学术论文集[C];2003年
7 马挺;黄磊;李丹;谢玉娟;梁凤来;刘如林;;耐冷解烃菌T7-2的分离鉴定及其降解特性[A];2006中国微生物学会第九次全国会员代表大会暨学术年会论文摘要集[C];2006年
8 史凤红;李舫;;石油污染滨海湿地的微生物修复探讨[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第三卷)[C];2009年
9 史凤红;李舫;;石油污染滨海湿地的微生物修复实验探讨[A];新农村建设与环境保护——华北五省市区环境科学学会第十六届学术年会优秀论文集[C];2009年
10 陈立;张胜;崔晓梅;马彦超;张发旺;;黄土地区土壤中石油污染物的迁移渗透规律研究[A];第十次全国环境微生物学术研讨会论文摘要集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 程刚;新药物可净化受石油污染地区水土[N];科技日报;2010年
2 记者 高原;中美合作发现能“吸食”石油的细菌[N];新华每日电讯;2010年
3 本报评论员 刘敏;从油管爆炸事故看石油污染问题[N];长江日报;2010年
4 张兆康;解读美国《石油污染法案》[N];中国石化报;2006年
5 宣金祥;破坏海洋环境的罪魁——石油污染[N];大众科技报;2009年
6 本报记者 董映璧;用金谷壳“吃”黑石油[N];科技日报;2003年
7 宗合;“雪佛龙”接到石油污染案天价罚单[N];中国国土资源报;2011年
8 贾治堂 张文智;庆阳“割肉疗疮”治理石油污染[N];甘肃经济日报;2007年
9 黄祖标;海口制订溢油应急方案快速清除海岸石油污染[N];中国海洋报;2005年
10 樊曦;革命圣地延安遭遇双重威胁[N];西部时报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 梁春;石油污染含水介质水动力特性研究[D];中国海洋大学;2011年
2 聂明;芦苇及其根围微生物对石油污染响应的生态系统生态学研究[D];复旦大学;2010年
3 童玲;石油污染含水介质的水理和力学特征研究[D];中国海洋大学;2008年
4 唐霞;藻—菌体系降解原油性能及其体系生物多态性的研究[D];华南理工大学;2010年
5 吴作军;微生物分子生态学技术在石油污染土壤修复中的应用研究[D];清华大学;2010年
6 高赞东;东营市油气区水土污染修复治理试验研究[D];中国地质大学(北京);2012年
7 李玉瑛;土—水系统石油污染物挥发和生物降解过程研究[D];中国海洋大学;2005年
8 夏文香;海水—沙滩界面石油污染与净化过程研究[D];中国海洋大学;2005年
9 郭超;西北黄土地区水源水库水—沉积物中石油污染特征及土壤生物修复技术研究[D];西安建筑科技大学;2011年
10 李宝明;石油污染土壤微生物修复的研究[D];中国农业科学院;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 荣亮;石油污染对植物生长毒性效应的影响研究[D];南昌大学;2010年
2 李梅;含水介质中石油的残留及其水理性质研究[D];中国海洋大学;2008年
3 周方;辽河口典型湿地石油污染对微生物活性的影响[D];中国海洋大学;2011年
4 高晶;植物—真菌联合修复石油污染盐碱土壤的效果研究[D];天津理工大学;2011年
5 郑昭贤;石油污染浅层地下水中氯代烷烃降解的微生物响应规律研究[D];吉林大学;2012年
6 陈新才;石油污染土壤生物修复的生态条件研究[D];武汉理工大学;2003年
7 陈勇民;港口水域石油污染生物降解及生物修复技术的基础研究[D];长安大学;2002年
8 刘健;玉米、黄豆、紫花苜蓿和黑麦草对酸性土壤中石油的去除效果研究[D];华南理工大学;2012年
9 祝慧慧;石油降解细菌的降解能力以及降解相关酶活性研究[D];东北林业大学;2011年
10 贾慧;非饱和区石油污染的自然衰减研究[D];清华大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026