石油類污染物在土壤表面光化學轉化的研究分析

徐嫚

(安徽省淮北市環境保護監測站, 安徽 淮北 235000)

0 引言

為了對土壤里面石油類污染物的光化學轉化過程進行細致的了解，進而對其中的相關內容進行分析和探索，對此，文章通過深入探究，力圖為有關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分析

1.1 污染物的化學構成

有烴類一同構成了石油復雜的化合物，按照結構的不同，烴主要有以下類型：芳香烴、烷烴、環烷烴。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，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，正構烷烴為主要的成分，并且，有非烴化合存在于石油中，這些復雜的有機化合物中會含有很多的分子，并且有多種雜原子會存在于這類物質的分子中，根據它們能夠分解于正庚烴中可以分為瀝青質和膠質。經常用瀝青質、膠質、芳香烴和飽和烴來表示石油的組成。

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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，當前，已經將600種烴類鑒定了出來，但是，無法辨認的還有數千種。石油對動物的內分泌系統會帶來影響，具有致癌、致突變和致畸的潛在性，中國各大油田所出產油的性質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，對人體和動物帶來的傷害極大，特別是三環或者雙環為代表的毒性更大，有麻痹作用存在于低濃度沸點飽和烴中，濃度高時，會對低等生物和細胞帶來損害；其次，油田一般會大面積的污染到周圍的土壤，在20厘米左右的表層中，石油對土壤帶來的傷害是最大的。這是由于土壤有著較小的密度，乳化能力低且黏著力強。

2 石油類污染物在土壤表面光化學轉化行為

2.1 光吸收

這個反應過程成十分的短暫，完成于激發光波的一個振動期間內，光子被有機物發色團的基態分子所吸收，進而演變為電子激發態。在激發了基態分子以后，按照激發態里面軌道中電子不同的自轉方向，又可以分為激發三線態和激發單線態，物質分子的本身是不同激發態的主要來源。

2.2 具體的轉化機理

在土壤中石油發生了光化學反應之后，在氧氣的環境下，用一個自反的自由基鏈式能夠反映描述出這個光化學反應過程，在這個化學反應中會生成乙醛、酮和醛等，進而就會形成低分子量的有機酸，而在聚合作用的影響下，有機酸、醇及其醛、酮的質化作用，將分子量較高的化合物就會生成出來，可以用化學動力學過程來表示石油的光化學反應，并且可以通過三種途徑完成反應。

首先，某種分子在石油中吸收了光子之后會得到相應的能量，由激發態取代基態，然而，因為還存在其他分子，這樣就會失活激發態分子，之后向著另一個分子傳遞能量，進而用激發態將這個分子表示出來。分子氧為某種強烈的猝滅劑，它能夠同激發分子快速的反應在一起，將單重態氧生成出來。

其次，在光線照射了石油中的某種成分之后，就會產生分解狀況，自由基就會出現在其中，氧化分子同這種自由基很容易化合，進而將全新的自由基生成出來，很多化和物同含氧自由基都會產生鏈反應，反應過后，又會將以前的自由基生成出來，進而就會不斷的進行氧化作用。

再次，活性激光物將吸收的能量向著反應體系中傳遞，這樣就會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會決定著到底應用何種方式去接受能量，例如烷基苯、正烷烴等。這些物質在太陽光的照射下吸光的效果不夠理想。因此，為了得到引發光反應能量，它們一些時候需要借助光敏劑。在轉化石油烴的光敏氧化時，也會應用到這種方式。

生物降解和光降解會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嚴重的受到光化學反應的影響，把它轉變為極性成分。

2.3 影響因素分析

在繼農藥之后，土壤的石油污染又為一種污染非常強烈的污染問題。地表輸油管線的泄露和油井四周落地的原油等，都會向著土壤表層中滲入這些石油，光化學品環境歸宿的重要過程即為土壤表面有機物的轉化過程中。在對土壤表面有機物的光化學反應進行研究時發現，因為光穿透土壤的厚度一般會維持在0.1到0.5毫米之間，所以，很多的試驗都會應用土壤的薄層。下面我們就通過實驗進行具體的分析。

(1)采集土壤樣品

大連闊葉林、大連郊區空地、盤錦稻田土。在采集土樣時，應用棋盤式布點的方式，在土壤表層的0-20厘米處進行取土，放入鋁制盒子中，避光保存于陰暗處，儲藏的溫度控制0到4攝氏度左右，然后等著進一步處理。去除掉上述收集來土壤中存在的雜物，在通風陰涼處風干，混勻充分之后，放入特定的盒子中，然后再進行上述方式的保存，留著使用。有著不同的理化性質會存在于這三種不同的土壤中，特別是有著差異較大的有機質含量，所以，對土壤構成石油光化學過程的影響程度就可以用它來進行考察。

(2)實驗方式

第一，測定土壤pH值，應用電位法測定土壤pH值，經過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，進行三十分鐘的平衡，之后向著土壤溶液中插入pH計。進而就能夠將pH值讀取出來。

第二，測定土壤有機質。對重鉻酸鉀水合熱法進行使用，對于土壤中存在的有機碳利用相應濃度的重鉻酸鉀硫酸溶液進行氧化處理；用硫酸亞來滴定處理剩余的重鉻酸鉀，這樣在計算有機碳含量時就可以通過消耗的重鉻酸鉀中獲取出來。通常認為，平均碳含量在有機質中會達到58%左右。所以，用有機質來取代有機碳含量，應該多乘一個系數。

第三，土壤粒級的合理劃分。用SA-CP3型沉降力度分析儀器就能夠有效的測定出土壤粒級分布情況。對斯托克斯定理進行應用，在沉降的過程中，顆粒產生顆粒分級，所以，沉降液靜止之后產生的粘滯性，就會將一定的摩擦阻力帶給沉降顆粒。

3 結語

綜上所述，石油中含有很多的有毒物質，對人體帶來的傷害是非常巨大的，并且，還會較為嚴重的影響到周圍的生態環境，所以，文章對石油類污染物在土壤表面光化學轉化的相關內容進行了分析與闡述，認識到光降解會受到石油污染物的影響，并且，光降解的速率不會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，對于提升工作質量才會帶來一定的幫助。

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