環工0801

2008001872石油的毒性與無害化利用石油的簡介

石油，也稱原油，是一種粘稠的、深褐色（有時有點綠色的）液體。地殼上層部分地區有石油儲存。石油的性質因產地而異，密度為0.8~1.0克/厘米3，粘度范圍很寬，凝固點差別很大（30~-60°C），沸點范圍為常溫到500°C以上，可溶于多種有機溶劑，不溶于水，但可與水形成乳狀液。它由不同的碳氫化合物混合組成，組成石油的化學元素主要是碳（83%~87%）、氫（11%~14%），其余為硫（0.06%~0.8%）、氮（0.02%~1.7%）、氧（0.08%~1.82%）及微量金屬元素（鎳、釩、鐵、銻等）。由碳和氫化合形成的烴類構成石油的主要組成部分，約占95%~99%，含硫、氧、氮的化合物對石油產品有害，在石油加工中應盡量除去。不過不同的油田的石油的成分和外貌可以區分很大。石油主要被用作燃油和汽油，燃料油和汽油組成目前世界上最重要的一次能源之一。石油也是許多化學工業產品如溶劑、化肥、殺蟲劑和塑料等的原料。今天88%開采的石油被用作燃料，其它的12%作為化工業的原料。由于石油是一種不可更新原料，許多人擔心石油用盡會對人類帶來的后果。

研究表明，石油的生成至少需要200萬年的時間，在現今已發現的油藏中，時間最老的可達到5億年之久。在地球不斷演化的漫長歷史過程中，有一些“特殊”時期，如古生代和中生代，大量的植物和動物死亡后，構成其身體的有機物質不斷分解，與泥沙或碳酸質石油沉淀物等物質混合組成沉積層。由于沉積物不斷地堆積加厚，導致溫度和壓力上升，隨著這種過程的不斷進行，沉積層變為沉積巖，進而形成沉積盆地，這就為石油的生成提供了基本的地質環境。

石油的毒性

石油化學工業大致分成石油煉制、石油化工、合成纖維、石油化肥等四大行業，其生產工藝過程各不相同“三廢”成分也極為復雜。

石油的毒性表現在：

（一）石油污染對環境的危害

（二）原油及含硫化合物的毒性

（三）石油餾分及毒性

（四）石油燃燒產物的毒性

（五）煉油環境污染對人群健康的影響

（六）石油的無害化處理二、對環境土壤的危害石油污染土壤以后，少量可以通過生物降解而自凈。如果污染嚴重，可堵塞土壤空隙，降低土壤滲透性，破壞土質，還能粘附在植物的根部形成一層粘膜，阻礙根部的呼吸和根對水分、養分的吸收，引起根部腐爛，造成大面積植物死亡，從而嚴重農林業的生產。當土壤空隙較大時，石油廢水可滲透到土壤深層，甚至污染地下水。土壤中的石油向空氣中揮發、擴散和轉移,使空氣質量下降,直接影響人體健康、生命安危和后代繁衍。某些脂溶性物質能侵蝕中樞神經系統;一些揮發性組分在紫外線照射下與氧作用形成有毒性氣體,危害人和動物的呼吸系統;多環芳烴類物質影響肝、腎和心血管系統等的正常功能,甚至引起癌變。土壤石油污染的隱弊性大,潛伏期長,涉及面廣,治理困難,危害日益凸現,已成為不容忽視的環境問題。

三、對大氣環境的危害

石油煉制過程中產生的廢氣、原油及各組分燃燒過程中產生的廢氣以及附著于水和土壤表層的油膜中的揮發性物質都可污染大氣，尤其是油井大火可造成嚴重的大氣突發性污染，因為濃煙中含有大量有毒物質，如大量的碳粒，硫氧化物、硫化氫、硫醇、氮氧化物、酚類、醛類和多環芳烴類化合物等。石油煉制過程中產生的廢氣主要有SO2，NOx，CO，CO2，顆粒物，HS，氮，硫醇，硫醚，酚，總烴（包括苯并[a]芘等多環芳烴類化合物），它們絕大多數是大氣中的主要污染物。其中SO2和NO2是大氣中酸雨的主要來源；NO2、烴類化合物及甲醛在紫外線作用下能產生光化學煙霧；CO2大量排放能引起溫室效應等。原油及含硫化合物的毒性

原油的毒性取決于其自身的組成成分及各組分的配比和理化特性。因此，原油的毒性是各組分毒性的綜合效應。一、原油的毒性原油含烷烴較高，其蒸氣具有麻醉黑人痙攣作用；芳香烴含量最高的原油易引起慢性中毒，有的還具有致癌作用。高濃度的原油蒸氣能引起急性中毒；低濃度長期接觸原油可引起慢性中毒。二、含硫化合物的毒性硫在石油中有多種存在形式，主要有硫化氫、元素硫、硫醇、硫醚、二硫化合物等。石油在煉制過程中，在高溫作用下，二硫化物可熱解成硫醇、硫醚，由此引起毒性作用。硫化氫為物色氣體，有臭雞蛋味，易溶于水，在油田天然氣中含量很高，可通過呼吸道和消化道進入體內，易引起中毒。而其他形式的硫也是通過各種反應轉化成硫化氫，繼而產生毒性。石油餾分及毒性

石油是許多烴類化合物的混合物，在石油加熱煉制過程中，不同沸點的組分會在不同的溫度范圍內蒸餾出來，這就是餾分，俗稱油品。煉油環境污染對人群健康的影響

由于各地石油的成分和組分有很大差別，使得排入大氣的有害物質也不完全相同，因此對人群的健康影響類型也不一致。日本四月市是著名的石油城，主要生產汽油和石油化工產品。該市1955年以來，相繼興建了三座石油化工聯合企業，在其周圍又擠滿了三菱石化等十余個大廠和一百余個中小企業。石油冶煉和工業燃油產生的廢氣，嚴重污染了城市空氣，全市工廠年排出二氧化硫和粉塵總量達13萬噸，大氣中二氧化硫濃度超出容許標準的5-6倍。在四日市上空500米厚的煙霧中還漂浮著許多種毒氣和有毒金屬粉塵。重金屬微粒與二氧化硫形成硫酸煙霧。由于大氣污染，形成支氣管哮喘、慢性支氣管炎、哮喘性支氣管炎和肺氣腫等呼吸系統疾病，這些病統稱為“四日市哮喘”。1961年四日市哮喘大發作，患者中慢性支氣管炎占25%，支氣管哮喘占30%，哮喘支氣管炎占40%，肺氣腫和其他呼吸系統疾病占5%。1964年連續三天煙霧不散，氣喘病患者開始死亡。1967年一些患者不堪忍受痛苦而自殺。1972年，四日市哮喘患者達817人，死亡超過10人。由于日本各大城市普遍使用高硫重油，致使四日市哮喘已蔓延全國。

四日市某煉油廠物理法物理處理法的重點是去除含油污水中的礦物質和大部分固體懸浮物、油類等。包括重力分離、離心分離、粗粒化、過濾、膜分離等方法”。重力分離法是初級處理方法，它利用油和水的密度差及油和水的不相溶性，在靜止或流動狀態下實現油珠、懸浮物與水的分離。離心分離法是使裝有采油污水的容器高速旋轉，形成離心力場，因油粒和污水的性質不同，受到的離心力也不同，相對密度大的水受到較大的離心作用被甩到外側，相對密度小的油珠則被留在內側，并聚結成大的油珠而上浮達到分離目的。粗粒化法是利用油一水兩相相對于聚結材料親和力的不同來進行分離，當含油污水流經過一些疏水親油物質時，油珠在其潤濕、聚結、碰撞聚結、截流、附著等聯合作用下聚集成較大的油滴。過濾法是將含油污水通過設有孔眼的裝置或通過由某種介質組成的濾層，使污水中的懸浮物得以去除，主要是利用顆粒介質的截流、慣性碰撞、篩分、表面黏附、聚并等作用，將水中油分除去。膜分離法是利用膜的選擇透過性對采油污水進行分離和提純的方法，其機理是用1張(或1對)多孔濾膜，利用液一液分散體系中兩相與固體膜表面親和力不同而達到分離的目的。化學法

化學處理法主要用于處理含油污水中不能單獨用物理方法或生物方法去除的一部分膠體和溶解性物質，常用的方法有化學破乳法、化學氧化法等。化學破乳法包括鹽析法、酸化法、凝聚法。由于乳化油呈穩定狀態，要達到油水分離首先要破乳，即向水中投入化學藥劑，藥劑在水中水解后形成帶正電荷的膠團，與帶負電荷的乳化油發生電中和作用，以降低其表面電位，再經過處理使油粒聚集，粒徑變大，使浮力隨之增大，從而達到油水分離的目的¨”。化學氧化法能將污水中呈溶解態的無機物和有機物轉化為微毒、無毒物質或轉化成容易與水分離的形態。氧化法又可分為氧化劑氧化法、電解氧化法和光化學催化氧化法。氧化劑氧化法是指利用強氧化劑氧化分解污水中的油和COD等污染物質以達到凈化含油污水的一種方法。電解氧化法是指在污水中插入電極并通過直流電，使污水中的油和COD等污染物質在陽極發生電氧化作用或與電解所產生的氧化性物質發生作用以達到凈化含油污水的一種方法。光化學催化氧化法是采用半導體材料利用太陽光能或人造光能以達到凈化含油污水的一種方法。物理化學法

物理化學法主要包括氣浮法、吸附法、電化學法、超聲波分離法等，這些方法一般都具有適應性較強、選擇性廣的優點”。氣浮法是依靠氣泡表面吸附油粒或懸浮物以達到分離的目的，在含油污水中通入空氣或其他氣體產生微細氣泡，使水中的一些細小懸浮油珠及固體顆粒附著在氣泡上，形成水一氣一油粒三相混合體系，隨氣泡一起上浮到水面形成浮渣，然后使用適當的撇油器將油撇去。吸附法是利用吸附劑的多孔性和大的比表面積，將含油污水中的溶解油和其他溶解性有機物吸附在表面從而實現分離。超聲波分離法是當超聲波通過含油污水時，會使微小油滴與水一起振動，而由于大小不同的粒子具有不同的相對振動速度，油滴將會相互碰撞、黏合，使其體積增大，隨后變大的粒子不能隨聲波振動，只作無規則運動，最后水中的油滴凝聚并上浮，再用其他設備分離。電化學法包括電凝聚、電氣浮和電火花法。電凝聚是利用溶解性電極電解含油污水，從溶解性陽極溶解出金屬離子，金屬離子水解生成氫氧化物，它能吸附和凝聚乳化油與溶解油，沉淀后除去油。電氣浮是利用不溶性電極電解采油污水，在電解分解作用和初生態的微小氣泡上浮作用下，使乳化油破壞，并使油珠附著在氣泡上。電火花法是利用交流電來去除采油污水中的乳化油和溶解油，在電場作用下筒內的導電顆粒間會產生電火花，在電火花和水中均勻分布的氧的作用下，油分被氧化和燃燒分解。生物化學法

生物化學(生化)處理法是利用微生物的生化作用，將復雜的有機物分解為簡單物質，從而將有毒物質轉化為無毒物質，使含油污水得到凈化。微生物可將有機物作為營養物質，使其一部分被吸收轉化成為微生物體內的有機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簡單的有機或無機物質。根據氧氣的供應與否，生化法可分為好氧生物處理和厭氧生物處理；從過程形式上可分為污泥法、生物過濾法和氧化塘法。張海針對大慶地區石油類化合物污染湖泊水質的特點和氣候條件，分別采用包含礫石床、礫石蘆葦床、爐渣蘆葦床、爐渣床去除石油，平均去除率分別為24．7％，28．4％，45．9％，42．9％。原位修復,即直接在污染物殘留部位進行修復處理。其工藝相對簡單,成本較低,但受環境影響大,處理時間較長,易使污染物擴散。原位修復適用于污染情況較為穩定或者需要長期治理及不易進行異位修復的污染區域,主要包括生物通