油泥砂綜合利用風險評估及控制標準

摘要：隨著石油和天然氣的勘探、開采、輸送及精煉活動的持續增加，生成的油泥砂作為一種特殊固體廢物，對環境和公眾健康構成了顯著威脅。本文綜合分析了油泥砂的定義、組成、危害以及當前處理和資源化利用技術的應用情況。同時，重點討論了油泥砂綜合利用過程中潛在的環境風險評估及控制標準，包括污染物的浸出方法、環境風險評估框架、暴露情景分析、確定暴露途徑及健康風險計算。旨在為油泥砂的安全綜合利用和環境風險管理提供理論基礎和實踐指導。

關鍵詞：油泥砂，綜合利用風險評估，控制標準

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.18.034

0引言

油泥砂作為油氣開采過程中產生的一種頑固固體廢物，其復雜的成分和穩定的懸浮乳液體系給環境治理和資源回收帶來了巨大挑戰。其環境危害不容忽視，包括對空氣、水體、土壤及生態系統的污染，以及對人類健康的潛在威脅。因此，深入研究油泥砂的處理及資源化利用技術，以及進行環境風險評估和控制，對于實現油泥砂的環境友好利用和可持續管理具有重要意義。

1油泥砂的概述

1.1油泥砂的定義及組成

油泥砂，亦稱為含油污泥、油泥或落地油泥等，是石油與天然氣的勘探、輸送、精煉過程及采油廢水處理所產生的污染物。此類物質與原油不同，并無直接使用價值，主要存在于固態、泥態或漿態形式。是一種復雜的穩定懸浮乳液體系，其組成較為復雜，基本可分為水包油（o/w）、油包水（w/o）及懸浮固體三種形態。這些微小顆粒呈絮凝體狀，含水量高，油水比重差小，乳化程度高，黏度較大，沉降性差。隨著時間的推移，油泥砂的流動性逐漸減弱，黏度逐漸增加，這一特性極大地增加了其分離、回收和運輸的難度。此外，油泥砂的顆粒結構極不穩定，容易對空氣環境造成污染，同時散發出難聞的惡臭，給社會生產活動和公眾生活帶來嚴重威脅。

1.2油泥砂處理方法

油泥砂的成分結構復雜，導致其具備多樣化的物理與化學屬性。因此，針對不同性質的油泥砂，需采取相應的處理策略。當前，油泥砂處理技術旨在實現其減量化、資源化及無害化，大致可分為無害化處理技術與資源化利用技術。在無害化處理技術方面，主要包括以下幾種技術：焚燒處理、穩固化技術、高級氧化技術以及安全填埋技術。同時，也涵蓋了生物技術處理，如地面耕作法、生物堆肥化以及利用生物反應器。資源化利用技術則主要聚焦于油泥的成分回收，具體技術包括提取與分離技術、固液分離技術及熱解技術。這些技術旨在從油泥砂中回收有用成分，使之再利用，從而增強油泥砂的經濟價值及環境友好性（如圖1所示）。

2油泥砂的危害

石油天然氣勘探、開采、輸送與精煉過程頻繁產出的固態廢物集，普遍稱之為油泥砂。此類泥砂復雜多變，含污染物質可概括為四大類：有機污染成分、無機污染元素、微生物與細菌污染及微量放射性成分，其中，有機部分以多環芳烴類為主，無機部分則以重金屬及鹽類為顯著成分。油基泥砂的危害于人類社會及生態環境體現在兩大維度：環境危害與生產危害。

2.1環境危害

油泥砂的環境危害是一個多維度、跨領域的議題，會對空氣、水體、土壤及生態系統均構成極大的威脅。這些危害不僅會影響環境的健康和穩定，還會對人類的生存環境造成不可忽視的負面影響。首先，就空氣而言，油泥砂中的揮發性有機化合物（VOCs）和硫化物會在處理、存儲或處置過程中釋放到大氣中。這些物質在空氣中擴散后，不僅會對周邊環境造成污染，也會對人類健康構成威脅，如引起呼吸系統疾病等。更為嚴重的是，VOCs在大氣中參與光化學反應，有可能產生臭氧并促使細顆粒物（PM2.5）的生成，從而加劇大氣污染問題。其次，在水體方面，油泥砂中的有害化合物如重金屬、多環芳烴及其他有機污染物可通過地表徑流、滲漏等途徑進入地下永及地表水體。這不僅直接破壞水質，還會影響到水生生物的健康，進而破壞水體生態平衡。關于土壤方面，油泥砂中的重金屬和有機污染物會通過多種途徑滲入土壤，這不僅直接損害了土壤的質量，還可能通過植物的吸收作用對整個食物鏈的安全造成潛在威脅。長期受到油泥砂污染的土壤會逐漸喪失其肥力，對農作物的生長產生不利影響，進一步導致生物多樣性的減少。最后從生態的角度來看，油泥砂中的毒性物質不僅會在環境中長期積累，還可能通過生物放大作用，對頂端捕食者產生致命影響。此外，這些物質還會抑制生態系統的自凈能力，進而引發生態失衡，對野生動植物的種群和棲息地構成嚴重威脅。總而言之，油泥砂的環境危害是復雜而深遠的，其對空氣、水體、土壤和生態系統的負面影響呈現多維度交織，并隨著時間的推移而加劇。

2.2生產危害

在生產流程中，油泥砂的存在大幅提升了注水系統內懸浮顆粒的濃度，使之嚴重超標，對生產活動及環境造成了顯著的不良影響。同時，油泥砂也是導致地層堵塞、降低儲層吸水性能、提高注水壓力的重要因素。此外，還使污水處理設備、油水分離裝置及污水沉淀池中積累了大量泥砂顆粒，增加了清理設備和沉淀池的頻次，嚴重干擾了正常的生產流程。鑒于其對環境和生產的雙重危害，1998年油泥砂已被列入《國家危險廢物名錄》（HW08項）中。到2003年，國家進一步通過《污染物排放費用管理方法》提高了油泥污染物的收費標準，從原來的0.3元/（噸·月）大幅上調至1000元/（噸·月）。

目前，石油開采區周邊的生態環境已受到大量油泥砂的嚴重影響。隨著石油和天然氣的持續開采，預計將產生更多的油泥砂，對生態環境構成更大的威脅。對于油氣田企業來說，油泥砂不僅污染了周邊生態環境，還增加了處理油泥砂的經濟負擔。此外，新固體廢物管理政策要求支付因油泥砂產生的排放費用。因此，采納一種高效的油泥砂綜合處理技術顯得尤為重要。這種技術需具備解決油泥砂污染難題的能力，同時能夠從污泥中回收油質，并確保處理后的廢泥滿足國家排放標準。對于油氣田企業來說，采用這種技術不僅有助于降低運營成本，還對于實現可持續發展具有重要意義。

3環境風險評估及控制標準

油泥砂的綜合利用技術通常是將有害成分通過化學或物理手段與固化劑及其他輔材結合，制備成工業用磚、路基材料等產品。然而，在實際應用過程中，這些材料可能受到環境老化、降雨侵蝕、水浸及機械損傷等因素的影響，導致其中的污染物質釋放并遷移至周邊環境中，進而可能造成土壤和水體的污染，對公共健康構成威脅。因此，為確保油泥砂的安全綜合利用，開展環境風險評估顯得尤為重要。

3.1環境污染物的浸出方法

浸出方法是評估固體廢棄物再利用產品中污染物釋放對環境風險影響的重要技術手段，同時也是評估回收材料持久性和固化污染物穩定性的關鍵參考依據。基于固廢的具體形態，浸出測試方法可分為粒狀和塊狀兩類。在劉潔關于固廢用于建筑材料中重金屬浸出特性的研究中，比較了不同浸出測試方法，發現在實驗中，重金屬的浸出率高于硫酸硝酸混合溶液浸出測試，但低于上升流柱滲濾測試和有效量浸出測試。這表明連續水槽浸出實驗更能貼近建筑材料實際使用條件下的重金屬釋放行為。對于固體廢物再利用的常規浸出測試方法及其參數，詳見表1。

3.2油泥砂綜合利用的環境風險評估

目前，油泥砂綜合利用的環境風險評估，主要依據的國內外標準包括HJ 25.3-2019《建設用地土壤污染風險評估技術導則》以及國際上廣泛應用的風險評估框架和策略。環境風險評估流程通常涵蓋以下關鍵步驟：構建暴露情景、確定暴露途徑以及執行健康風險量化。這一過程旨在系統地分析和評估油泥砂利用過程中可能對環境及公共健康構成的潛在威脅，其方法步驟如下。

3.2.1暴露情景分析

2019年頒布的HJ 25.3-2019《建設用地土壤污染風險評估技術導則》，針對不同用地方式設定了兩種主要的暴露場景。利用油泥砂轉化為建材，如無燒磚、燒結磚及混凝土等，這些材料主要應用于道路鋪設，同時，經過固化處理的油泥砂亦可作為路基材料使用。這兩種應用場景下，考慮到其較長的暴露期限及較高的暴露頻次，均劃分至第二類用地即工業用地范疇。在此基礎上，針對油泥砂綜合再利用過程巾潛在的環境風險進行評估，特別關注其在實際應用過程中可能釋放的污染物對成人健康的影響。

3.2.2暴露途徑確定

《建設用地土壤污染風險評估技術導則》詳細規定了九種關鍵的暴露途徑，涵蓋了六種因土壤污染及三種因地表水和地下水污染可能導致的健康風險。相較之下，美國的RBCA模型則對地下水和地表水的攝取路徑進行了詳盡的分析。在油泥砂的綜合利用過程中，暴露途徑的確定必須基于具體的暴露環境進行細致考量。對于免燒磚、燒結磚及陶粒等塊狀固體材料，其潛在污染物主要通過皮膚接觸、呼吸系統吸入及消化系統攝取等方式進入人體。當使用經過處理的油泥砂作為路基材料時，盡管其鋪設于道路下層，不與人體皮膚直接接觸，但其內含的污染物仍有可能遷移至上層路面及下層土壤中。因此，油泥砂路基材料的主要潛在暴露途徑包括皮膚接觸、攝入和吸入。這些暴露途徑在實際應用中應得到高度重視和系統評估，以保障公眾的健康與安全。

3.2.3健康風險計算

健康風險計算是一種用于定量分析環境污染物對人類健康潛在影響的方法。健康風險通常被分為致癌風險和非致癌風險兩類。在美國的RBCA（風險基于校正行動）模型及中國《建設用地土壤污染風險評估技術導則》中，存在明確的風險接受標準。對于致癌物，當其風險值超10-6，或者非致癌物質的危害系數超過1時，被視為環境污染物的風險水平不可接受。此外，RBCA模型還規定了致癌風險的可接受上限，即10-5，作為決定需要采取何種風險管理策略的依據。

4結語

油泥砂的環境風險評估和控制是一個系統而復雜的過程，需要綜合考慮油泥砂的性質、利用技術、環境影響和社會經濟因素。通過合理選擇和優化處理技術，以及實施嚴格的環境風險評估和管理措施，可以最大限度地減少油泥砂的環境危害，實現其資源化利用的環境和經濟雙重價值。

作者簡介

趙連法，本科，工程師，研究方向為環境監測與評價分析。

（責任編輯：袁文靜）