水体中油类污染物的综述

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1 水体油类污染物来源、分类和危害............................................. 3

1.1 水体油类污染物来源 ................................................... 3 1.2 水体油类污染物的分类 ................................................. 3 1.3 水体油类污染物的危害 ................................................. 4

1.3.1 油类污染物对水体性质的影响 .................................... 4 1.3.2 油类污染物对渔业的影响 ........................................ 4 1.3.3 油类污染物对水生动物的影响 .................................... 5 1.3.4 油类污染物对人体的影响 ........................................ 5

2 水体中含油污水的处理技术.................................................. 5

2.1 物理法 .............................................................. 5 2.2 化学法 .............................................................. 6 2.3 物理化学法 .......................................................... 6 2.4 生物化学法 .......................................................... 7 3 对油类废水治理的展望 ...................................................... 7 参考文献 .................................................................... 7

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水体中油类污染物的综述

摘要：综述了水环境中石油类污染物的来源，分类以及对水体性质、水生动植物以及人体

的危害情况。概述了含石油类污染物废水处理中几种常用技术,并对各类方法的应用进行了分析和评价, 并分析了水中油类污染物物处理技术方法的研究趋势和应用前景。

关键词：水体、油类污染物、危害、处理技术

石油具有“黑色黄金”、“经济血液”之美称,广泛应用于国民经济的各个领域。伴随着我国经济的快速发展和对能源需求的增加,其应用范围还在继续拓展,消耗量也日趋增大。在原油的开采、加工、运输以及各种炼制油的大量使用过程中,由于工艺水平和处理技术的限制,大量含油类物质的废水、废渣不可避免地排入水体,随之产生的环境污染问题也越来越严重。油在水体环境中的大量存在会对水体生态系统造成严重的危害,而水体油污染问题处理的好坏直接关系到自然生态环境及经济的持续发展。社会各界对这一问题的处理极为关注。可见,全面了解石油环境安全性及其废水的处理技术对推动石油工业的持续发展具有重大意义。

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1 水体油类污染物来源、分类和危害 1.1 水体油类污染物来源

油类通过不同途径进入水体环境形成含油污水． 含油污水是一种量大、面广且危害严重的污水． 全世界每年有500 ～ 1 000 万T［1］石油通过各种途径进入水体。按其来源可分为: 自然来源( 约占8%) 和人类活动来源( 约92%) 。 自然来源主要海底、大陆架渗漏，含油沉积岩缺损等。人类活动来源主要有油轮事故和海上石油开采的泄漏与井喷事故，港口和船舶的作业含油污水排放、石油工业的废水及餐饮业、食品加工业、洗车业排放的含油废水等。

1.2 水体油类污染物的分类

油类污染物进入水环境后经过迁移、转化和氧化降解等过程而使得水体中油含量普遍降低。油类产品中一般有30% ～ 40%的可挥发物; 在阳光的照射下，油类污染物会发生不同程度的光氧化分解，特别在低温时，光照对油类污染物的氧化影响更大，分解程度可高达50%; 油类污染物在水体中迁移和转化主要决定于油层的厚度、油水的混合情况、水温和光辐射强度，在强烈的光辐射下可以有小于10% 的油被氧化成可溶性物质溶入水中。此外，微生物的

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作用也是十分重要的，特别是在沉积层中的通气降解更为重要。 留在水面上的油类污染物，因光照条件( 光催化、自动氧化) 、温度、氧化微生物的含量和水文气象条件的不同，在水体中的残留时间可变动到几周至几十年之间。

经过上述风化过程，油类污染物在水体中通常以四种状态存在: 即浮油、乳化油、溶解油和凝聚态的残余物( 包括海面漂浮的焦油球以及在沉积物中的残余物)。油品在水中分散颗粒较大，粒径大于100μm 称为浮油，这种油占水中总含油量的60% － 80%，是水中油类污染物的主要部分，易于从水中分离出来． 油品在水中分散的粒径很小，呈乳化状态，称为乳化油，乳化油比较稳定，不易从水中分离出来。小部分油品在水中呈溶解状态，称为溶解油，溶解度为5 － 15mg /L。石油产品不同于其它溶解性物质，它粘滞性大于水，比重小于水，在水中的溶解度较小。因此工业废水中的矿物油基本上是由两大部分组成，一部分以油膜状态浮于水面，油膜厚度与水中油的含量有关; 另一部分呈乳化状态溶于水中或吸附于悬浮微粒上。

1.3 水体油类污染物的危害

1.3.1 油类污染物对水体性质的影响

水体石油污染指石油进入河流、湖泊或地下水后,其含量超过了水体的自净能力,使水质和底质的物理、化学性质或生物群落组成发生变化,从而降低水体的使用价值和使用功能 。石油类污染物在进入水体后,会在水面上形成厚度不一的油膜。据测定,每滴石油在水面上能形成0.25m的油膜,每吨石油能覆盖5×106m的水面

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。油膜使水面与大气隔绝,使水中溶

解氧减少,从而影响水体的自净作用,致使水底质变黑发臭。油膜、油滴还可贴在水体中的微粒上或水生生物上,不断扩散和下沉,会向水体表面和深处扩展,污染范围愈扩愈大,破坏水体正常生态环境。另外,水面浮油还可萃取分散于水体中的氯烃,如狄氏剂、毒杀芬等农药和聚氯联苯等,并把这些毒物浓集到水体表层毒害水生生物。 1.3.2 油类污染物对渔业的影响

石油污染破坏水体环境给渔业带来的损害是多方面的。首先是石油污染能破坏渔场,沾污鱼网、养殖器材和渔获物,水体污染可直接引起鱼类死亡,造成渔获量的直接减产。其次表现为产值损失,油污染能使鱼虾类生物产生特殊的气味和味道,而且这些气味和味道无论采取怎样的加工方法都无法消除,因此可降低水产品的食用价值,严重影响其经济利用价值。当海水中的石油含量为0.01 mg/L 时,在24 h内即可使鱼、虾、贝类产生异味。人们在食用受石油烃衍生出的致癌物质特别是多环芳烃污染的水产品时,这些致癌物质可通过食物链的传递危及人体的健康和安全。另外,水体石油污染还会造成相当大的社会和经济损失,如影响到

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旅游和娱乐。

1.3.3 油类污染物对水生动物的影响

水体中的石油类污染物主要通过动物呼吸、取食、体表渗透和食物链传输等方式富集于动物体内。水体中石油类污染物含量为0.01～0.10mg/L 时,会对水生动物产生有害影响,导致其中毒。水体中石油类污染物对水生动物的毒性按鱼、贻贝、棘皮类动物、甲壳纲动物依次递增。海洋生物的幼体,对石油污染都十分敏感,这是因为它们的神经中枢和呼吸器都很接近其表皮且表皮都很薄,有毒物质很容易侵入体内,而且幼体运动能力较差,不能及时逃离污染区域。另外,石油中有些烃类与一些海洋动物的化学信息(外激素)相同,或是化学结构类似,从而影响这些海洋动物的行为。 1.3.4 油类污染物对人体的影响

石油一般可以通过呼吸、皮肤接触、食用含污染物的食物等途径进入人体,能影响人体多种器官的正常功能,引发多种疾病。经常受到石油类污染的孩子患急性白血病的风险要高出平均水平4倍,患急性非淋巴细胞白血病的几率是普通孩子的7 倍。石油类污染物污染的附近区域, 儿童皮肤碱抗力明显减弱、白细胞下降、贫血率上升、肺功能受到影响,一般人的肝肿概率显著高于对照区居民,恶性肿瘤尤其是消化系统恶性肿瘤标化死亡率明显高于对照区。石油的浓度是考察其毒性的关键因子,不同组分的石油其毒性效果也不一样,随着石油浓度的升高和暴露时间的延长,其毒性增强。

2 水体中含油污水的处理技术

石油污染物进入水体后,在环境条件等因素的作用下,其组成性质和存在形式都会有所变化。一般来讲,石油类污染物主要以漂浮油、分散油、乳化油、溶解油、油- 固体物等5 种状态存在于水中。水体石油污染的处理既要去除废水中的大量石油类物质,同时也要考虑降低废水的化学需氧量(COD)和生物需氧量(BOD)等,其有效性和经济性应以石油等污染物的去除率或转化率、残留量为比较基准。不同类型的含油污水要采用不同的处理方法,目前国内外含油污水的处理技术按处理原理可分为4 种:物理法、化学法、物理化学法和生物化学法。 2.1 物理法

物理处理法的重点是去除含油污水中的矿物质和大部分固体悬浮物、油等。包括重力分离、离心分离、粗粒化、过滤、膜分离等方法。重力分离法是初级处理方法,它利用油和水的密度差及油和水的不相溶性,在静止或流动状态下实现油珠、悬浮物与水的分离。离心分离法是使装有采油污水的容器高速旋转,形成离心力场,因油粒和污水的性质不同,受到的离

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心力也不同,相对密度大的水受到较大的离心作用被甩到外侧,相对密度小的油珠则被留在内侧,并聚结成大的油珠而上浮达到分离目的。粗粒化法是利用油- 水两相相对于聚结材料亲和力的不同来进行分离,当含油污水流经过一些疏水亲油物质时,油珠在其润湿、聚结、碰撞聚结、截流、附着等联合作用下聚集成较大的油滴。过滤法是将含油污水通过设有孔眼的装置或通过由某种介质组成的滤层,使污水中的悬浮物得以去除,主要是利用颗粒介质的截流、惯性碰撞、筛分、表面黏附、聚并等作用,将水中油分除去。膜分离法是利用膜的选择透过性对采油污水进行分离和提纯的方法,其机理是用1张(或1对)多孔滤膜,利用液- 液分散体系中两相与固体膜表面亲和力不同而达到分离的目的2.2 化学法

化学处理法主要用于处理含油污水中不能单独用物理方法或生物方法去除的一部分胶体和溶解性物质,常用的方法有化学破乳法、化学氧化法等。化学破乳法包括盐析法、酸化法、凝聚法。由于乳化油呈稳定状态,要达到油水分离首先要破乳,即向水中投入化学药剂,药剂在水中水解后形成带正电荷的胶团,与带负电荷的乳化油发生电中和作用,以降低其表面电位,再经过处理使油粒聚集,粒径变大,使浮力随之增大,从而达到油水分离的目的。化学氧化法能将污水中呈溶解态的无机物和有机物转化为微毒、无毒物质或转化成容易与水分离的形态。氧化法又可分为氧化剂氧化法、电解氧化法和光化学催化氧化法。氧化剂氧化法是指利用强氧化剂氧化分解污水中的油和COD 等污染物质以达到净化含油污水的一种方法。电解氧化法是指在污水中插入电极并通过直流电,使污水中的油和COD等污染物质在阳极发生电氧化作用或与电解所产生的氧化性物质发生作用以达到净化含油污水的一种方法。光化学催化氧化法是采用半导体材料利用太阳光能或人造光能以达到净化含油污水的一种方法。 2.3 物理化学法

物理化学法主要包括气浮法、吸附法、电化学法、超声波分离法等,这些方法一般都具有适应性较强、选择性广的优点。气浮法是依靠气泡表面吸附油粒或悬浮物以达到分离的目的,在含油污水中通入空气或其他气体产生微细气泡,使水中的一些细小悬浮油珠及固体颗粒附着在气泡上,形成水- 气- 油粒三相混合体系,随气泡一起上浮到水面形成浮渣,然后使用适当的撇油器将油撇去。吸附法是利用吸附剂的多孔性和大的比表面积,将含油污水中的溶解油和其他溶解性有机物吸附在表面从而实现分离。超声波分离法是当超声波通过含油污水时,会使微小油滴与水一起振动,而由于大小不同的粒子具有不同的相对振动速度,油滴将会相互碰撞、黏合,使其体积增大,随后变大的粒子不能随声波振动,只作无规则运动,最后水中的油滴凝聚并上浮,再用其他设备分离。电化学法包括电凝聚、电气浮和电火花法。电凝

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聚是利用溶解性电极电解含油污水,从溶解性阳极溶解出金属离子,金属离子水解生成氢氧化物,它能吸附和凝聚乳化油与溶解油,沉淀后除去油。电气浮是利用不溶性电极电解采油污水,在电解分解作用和初生态的微小气泡上浮作用下,使乳化油破坏,并使油珠附着在气泡上。电火花法是利用交流电来去除采油污水中的乳化油和溶解油,在电场作用下筒内的导电颗粒间会产生电火花,在电火花和水中均匀分布的氧的作用下,油分被氧化和燃烧分解。 2.4 生物化学法

生物化学(生化)处理法是利用微生物的生化作用,将复杂的有机物分解为简单物质,从而将有毒物质转化为无毒物质,使含油污水得到净化。微生物可将有机物作为营养物质,使其一部分被吸收转化成为微生物体内的有机成分或增殖成新的微生物,其余部分可被微生物氧化分解成简单的有机或无机物质。根据氧气的供应与否,生化法可分为好氧生物处理和厌氧生物处理;从过程形式上可分为污泥法、生物过滤法和氧化塘法。张海针对大庆地区石油类化合物污染湖泊水质的特点和气候条件,分别采用包含砾石床、砾石芦苇床、炉渣芦苇床、炉渣床去除石油, 平均去除率分别为24.7%、28.4%、45.9%、42.9%。

综上所述,含油污水的处理方法较多,各有优缺点。一般情况下单一方法的处理效果均不佳,在实际应用中通常是2或3 种方法联合使用,才能使水质达到标准。处理手段一般是先用物理方法分离、然后用化学法去除、再用生物法降解。

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3 对油类废水治理的展望

油类物质是危害程度大、污染周期长的工业污染物,其污染源具有分布广、排放复杂以及影响的全方位性、综合性与双重性等特点,因此对水体生态环境造成相当大的危害,而且在一定条件下这些污染物会以不同的方式向周围环境迁移,造成“二次污染”。所以,人们在选择和使用石油类产品时,必须要全面掌握其生态毒理效应,考虑其环境容量与自净能力。

为保护自然生态环境与人类健康,保持经济持续发展,应加大对含油废水的治理,构建废水处理过程的生态系统集成化技术,在从根本上强调减少含油废水直接排放的同时,研究高效、经济、清洁、彻底的处理含油废水的新方法,应根据废水的性质、组成、状态以及对水质的要求,因地制宜,在满足水质标准的前提下组成管理方便、运行可靠的最佳工艺流程。

参考文献：

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/61jw.html