浅表温度变化对石油烃在黄土中垂向迁移转化的影响

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1、分类号：P641单位代码：10183研究生学号：2015644006密级：公开吉林大学硕士学位论文（专业学位）浅表温度变化对石油烃在黄土中垂向迁移转化的影响TheEffectofShallowTemperatureVariationontheVerticalMigrationandTransformationofPetroleumHydrocarbonsinLoess作者姓名：颉伟类别：工程硕士领域（方向）：水利工程指导教师：董维红教授合作导师：刘心彪高级工程师培养单位：吉林大学环境与资源学院2018年6月浅表温度变化对石油烃在黄土中垂向迁移转化的影响TheEffectofShall

2、owTemperatureVariationontheVerticalMigrationandTransformationofPetroleumHydrocarbonsinLoess作者姓名：颉伟领域（方向）：水利工程指导教师：董维红教授合作导师：刘心彪高级工程师类别：工程硕士答辩日期：2018年6月3日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士学位论文原创性

3、声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研宄工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年＃月以日摘要石油是一种重要的能源和优质的化工原料，也是关系国计民生的重要战略物资，石油工业是我国国民经济的重要基础产业。近年来，我国西北黄土高原地区石油工业的迅猛发展带来了巨大的经济效益，但同时也不可避免地带来了许多环境问题，其中最突出、最亟待解决的

4、问题之一，就是石油类污染物对黄土地区的土壤与水体污染问题。洒落在地表的石油污染物不仅会挥发而污染空气环境，而且会影响土壤的理化性质，对植物及土壤微生物产生不良影响，并且对地下水构成了长期威胁。西北黄土高原地区石油烃污染土体环境的主要途径是石油开发过程中的落地油和含油废水的入渗。由于黄土地区多为高原且黄土导热率差，在气温影响下导致浅层黄土垂直分层地温值相差较大，存在明显的温度梯度，而温度变化又与有机污染物的迁移转化过程密切相关。基于相关研究现状，本文通过室内吸附、解吸实验、挥发实验以及动态条件下的迁移与降解实验，探讨了浅表温度变化影响下石油烃在黄土介质中的迁移转化规律。研究结果表明：研

5、究区不同月份浅表黄土垂直分层温度的差异会影响石油烃污染物的挥发、吸附、解吸及降解等迁移转化行为。通过测定研究区石油污染黄土的总石油烃含量，查明了研究区黄土中石油烃污染物的垂向分布规律，黄土介质对石油污染物的吸附截留能力较强，有90%以上的石油烃残留在10cm以上的土层内。浅表温度差异通过温度影响原油的粘度而导致不同的石油烃挥发量，黄土介质中石油烃的挥发过程符合抛物线模型，随着温度的增加，挥发速率系数的增长幅度增大；室内静态吸附/解吸实验的结果表明研究区黄土介质对石油烃污染物的吸附/解吸过程符合准二级动力学模式。黄土对石油烃污染物的吸附作用是放热过程，随着温度的升高，黄土对石油烃的平衡

6、吸附量呈对数递减。常温条件下（25℃）研究区黄土介质对石油烃的理论最大吸附量为1111.11mg/kg。浅表温度变化对石油烃迁移过程的影响不仅取决于温差的大小，还与黄土冷热端的温度值以及是否受到淋滤作用有关。在含油废水入渗及水分淋滤黄土原油的过程中，土体温差的存在引起了黄土内水分运动，这一过程促进了石油烃的迁移行为，同时黄土对石油烃的吸附/解吸能力也随不同的温度而发生变化。在研究区温度较高的季节，黄土内温差越大石油烃向黄土深处迁移的越深，迁移速率越大，7月份石油烃在地面以下40cm内的平均迁移速率达到5.17cm/h，而在没有温度变化的黄土内为4.17cm/h。此外，浅表温度变化影响

7、黄土内石油烃的降解率；在7月、8月、6月及4月，黄土温差逐渐减小，石油烃的降解率也减小；研究区地面以下13.3cm深度处7月份（温差15℃）石油烃降解率最大为29%，4月份（温差3℃）降解率仅为3%，而在地面以下26.7cm深度两个月份的石油烃降解率分别为11.76%和1.67%。在长期淋滤作用下，约有2.4%的石油污染物持续向黄土深处迁移，有可能对浅层地下水水质安全造成威胁。论文上述研究结果可为研究区地下水土防治及相关数值模拟模型的优化与污染预测提供依据