原油在模拟沙滩中的纵向迁移及释放规律研究

论文摘要

石油污染物已成为近岸海域最主要的污染物之一，深入研究其在沙质海滩中的迁移渗透和释放规律，对于海滩石油污染物的控制和污染环境修复具有重要的科学价值。本文首先通过锥形瓶试验研究了沙样对原油污染物的静态吸附和释放规律，讨论了不同生物柴油种类、投加量以及投加方式对油污沙样释放油的影响；然后通过沙柱试验，研究了原油在沙质海滩中的纵向迁移和渗透规律，以及油污沙样释放油的动态过程。得到以下结论：（1）沙样吸附原油的动力学曲线符合Lagergren准一级动力学模式，吸附量随粒径和pH的减少、盐度的增大而增大。（2）在沙柱中装入1000mm的干净沙样，用含油水进行淋滤的第1天，渗出液中原油浓度从5.00mg/L下降到0.50mg/L，此后一直很低，这说明原油的下渗迁移速度极慢，主要集中在0-25cm的表层，沙样对原油的截留截留率可以达到90%。（3）在原油渗透试验中，沙柱中沙样表面的原油厚度分别为3cm和10cm，第1天的渗透深度分别是14cm和40cm，随着下渗时间的延长，原油的渗透速度都是越来越慢，原油厚度为3cm的在第2天时就基本不再渗透了，最大渗透距离为19cm，厚度为10cm的在第10天时才不再渗透，最大渗透距离为90cm，可见原油量越多，渗透的越深。（4）通过锥形瓶试验得出，油污沙样释放原油的动力学曲线符合Lagergren准二级动力学模式，释放量随盐度和pH的增大而降低，随振荡频率的增加而增加；生物柴油对油污沙样中原油的释放具有明显的促进作用，种类不同促进原油释放的效果也不同，实验条件下原油释放量由低到高的顺序依次为地沟油生物柴油（5.43mg/g）、棕榈生物柴油（6.56mg/g）和菜籽生物柴油（7.34mg/g），而且沙样上原油的释放量随生物柴油投加量的增加而增加。（5）在沙柱中装入20cm的油污沙样，原油动态连续释放时出水中原油浓度在试验开始时下降的比较快，2h后开始缓慢减小，大约经过65h后趋于平衡，试验结束后不同深度处沙样中的油浓度相差不大，平均释放率为8.78%；污染强度对原油的释放过程影响不大，含油量越多，出水中原油浓度越大；作用水头不影响油类的释放过程，仅释放浓度有所差别，释放浓度随作用水头的增大而增大。（6）生物柴油促进了沙样中原油的释放，使更多的原油从沙样中释放出来，提高了沙柱下部出水中原油浓度，平均释放率为50.5%，大于没有投加生物柴油的实验组；通过实验还得出，生物柴油的最佳投加量是初始污染原油体积的2倍。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 石油污染物的组成和性质
• 1.1.1 石油污染物的组成
• 1.1.2 石油的物理化学性质
• 1.1.3 石油污染物在海洋中的转化
• 1.2 海洋石油污染的概述
• 1.2.1 海洋石油污染的来源
• 1.2.2 海洋石油污染的危害
• 1.2.3 海洋石油污染的处理方法
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 课题研究的目的、意义和内容
• 1.4.1 研究的目的、意义
• 1.4.2 研究的内容
• 第2章 实验材料和方法
• 2.1 实验仪器和材料
• 2.1.1 实验仪器
• 2.1.2 实验材料及性质
• 2.2 测定方法
• 2.2.1 原油测定的方法及原理
• 2.2.2 水中原油浓度的测定
• 2.2.3 沙样上原油浓度的测定
• 第3章 原油在沙质海滩中的纵向迁移与渗透规律研究
• 3.1 沙样吸附海水中原油的研究
• 3.1.1 吸附理论
• 3.1.2 吸附动力学研究
• 3.1.3 沙样吸附海水中原油的影响因素研究
• 3.1.3.1 粒径对吸附的影响
• 3.1.3.2 盐度对吸附的影响
• 3.1.3.3 pH 值对吸附的影响
• 3.2 含油水在沙柱中的淋滤实验
• 3.2.1 试验步骤
• 3.2.2 试验结果与分析
• 3.3 原油在沙样中的渗透规律研究
• 3.3.1 试验步骤
• 3.3.2 试验结果与分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 沙样中原油污染物的静态释放试验
• 4.1 释放动力学研究
• 4.2 沙样释放原油的环境影响因素研究
• 4.2.1 盐度对释放的影响
• 4.2.2 pH 值对释放的影响
• 4.2.3 振荡频率对释放的影响
• 4.3 生物柴油对油污沙样释放油的影响研究
• 4.3.1 生物柴油的概述
• 4.3.1.1 生物柴油的发展
• 4.3.1.2 生物柴油的应用
• 4.3.2 生物柴油的种类对原油释放的影响研究
• 4.3.3 生物柴油的量对原油释放的影响研究
• 4.3.4 生物柴油的投加方式对原油释放的影响研究
• 4.4 本章小结
• 第5章 油污沙样释放油的动态试验
• 5.1 试验装置
• 5.2 油污沙样释放油的动态过程
• 5.3 污染强度不同时原油释放试验
• 5.4 作用水头不同时原油释放试验
• 5.5 生物柴油影响油污沙样释放油的沙柱试验
• 5.5.1 生物柴油作用下原油的动态释放过程
• 5.5.2 研究生物柴油的最佳投加量
• 5.6 本章小结
• 第6章 结论和建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢