最新消息當今石油工業(yè)蓬勃發(fā)展，油氣開采總量逐年增加，僅2006年全球原油及凝析油產量就達到3.6億噸，2006年我國原油年產量達到18億噸。雖然保證了油氣產量的高速增長，但油氣開發(fā)整體的科學技術水平還很低，油田開發(fā)往往是在無足夠工程、技術和經濟準備的條件下進行的。這種強化開采的政策，導致了石油儲量的極度衰竭和生態(tài)環(huán)境的極大破壞。近年來，石油開采已進入高成本階段，我國乃至世界石油企業(yè)均面臨資金短缺，后備儲量不足，生態(tài)環(huán)境加劇惡化的局面。人們越來越清楚地認識到，當前所面臨的重大問題不僅僅是油田開發(fā)的技術問題，而是如何更有效、合理地開發(fā)和利用資源，以保證石油工業(yè)乃至整個國民經濟的持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展。
1 油田開發(fā)對生態(tài)環(huán)境的影響
1.1油田開發(fā)對水環(huán)境的污染
落地原油通過徑流污染地表水、海水等。地表水是農業(yè)生產的主要灌溉水源，一旦受污染會直接造成土壤及農作物污染，作物的污染又導致家畜、家禽和人體內有毒物質的富集，在整個食物鏈中最終危及人體健康。
地下水是飲用水主要來源之一。我國部分油田區(qū)周圍居民掘井取用地下水為飲用水。如果石油廢物通過各種途徑污染了地下水源，它對人體危害雖然不如細菌或病毒那樣明顯，但在潛移默化地發(fā)生作用，所以應引起足夠的重視。石油對水色、水味和溶解氧有較大的影響，不同國家對飲用水中的含油允許濃度一般限定在0.1～1.00mg／kg之間。
1.2 油田開發(fā)對土壤的污染
石油對土壤的污染主要是在勘探、開采、運輸以及儲存過程中引起的，如石油運輸、加工過程中的偶然事件、不合理的儲油罐以及地下油罐的泄漏等。油田周圍大面積土壤一般都會受到嚴重污染，石油對土壤的污染主要集中在20cm左右的表層，石油進入土壤之后，所產生的危害主要體現(xiàn)在以下幾個方面。
◆ 影響土壤的通透性， 降低土壤質量。
◆ 阻礙植物根系的呼吸與吸收， 引起根系腐爛，影響農作物的根系生長。
◆ 使土壤有效磷、氮的含量減少，影響作物的營養(yǎng)吸收。
◆ 石油中的多環(huán)芳烴具有致癌、致畸、致突變等作用，能通過食物鏈在動植物體內逐級富集，危害人類健康。
◆ 石油烴中不易被土壤吸收的部分能滲入地下并污染地下水。
2 油田生態(tài)環(huán)境的修復技術
2.1 水環(huán)境的修復技術
2.1.1 物理修復法
物理方法主要包括利用清污船清油、圍油、吸油和磁性分離等技術。目前利用物理方法去除水體表面的油污效果較好，但對于厚度小于0.3cm的薄油層和乳化油效果較差。
目前已發(fā)展了幾百種機械除油裝置，通常用于回收厚度為5mm以上的油層。利用吸油材料除油是目前經常采用的一種簡單有效的方法。磁性分離法是利用一種溶于石油而不溶于水的含有粉末狀Fe203。磁性物質的特殊磁性“液體”，磁性微粒直徑約是頭發(fā)直徑的1／lOOO。目前，美國已經研制出親油憎水的磁性微粒，當將它撤播在被污染的海域，迅速溶解于油中，從而使油呈磁性并被磁性回收裝置清除日。
物理法除油的缺點是成本高，除油不徹底，操作條件要求高，而處理效果只停留在降低表觀色度的水平上。
2.1.2 化學修復法
化學方法主要包括燃燒法和投加藥劑法。燃燒法可以在較短時間內清除大量油組份，處理時也不需要復雜的處理裝置。使用該方法時需滿足三個條件：及時，油膜厚度至少有3mm，位置處于遠海地區(qū)。燃燒法在實際應用中的不足為：當大量的油被燃燒后，容易造成大氣污染，有時還會發(fā)生火災，該方法不能大面積使用。
目前投加的化學藥劑主要是消油劑、凝油劑和聚油劑。近年來研究更多的是微生物絮凝劑，即從微生物或其分泌物中提取、純化而獲得的新型化學藥劑。實踐表明，用化學法處理石油水體表面污染，藥劑用量大，費用較高，會產生較多有毒有害物質，有時其副作用比石油污染的直接經濟損失還要大。
2.1.3 生物修復法
根據(jù)修復實施的場所不同，水體生物修復被劃分為原位生物修復、異位生物修復和原位一異位聯(lián)合修復。目前應用較多的是原位生物修復技術。
人工復氧法是根據(jù)受污染水體的缺氧狀況，采用人工方式向水體中注入空氣或氧氣，加速水體的復氧過程，以提高水體的溶解氧濃度，恢復和增強水體中好氧微生物的活力，使水體中的污染物得以凈化的方法。
投加生物表面活性劑法就是往水體中投加生物表面活性劑，促進微生物對石油烴類物質的乳化效果，從而提高微生物對石油污染物降解的能力和效果。生物表面活性劑具有高效、無毒、抗菌、經濟和無二次污染等優(yōu)點。
植物修復是利用植物根系吸收、富集、降解或固定受污染水體中的污染物，以實現(xiàn)消除或降低污染物的污染強度，達到修復水體的目的。但是因為某些水生植物繁殖速度很快，容易引起水體的二次污染。
2.2 土壤的修復技術
2.2.1 物理修復
焚燒法適于小面積被石油烴類嚴重污染土壤的治理，要求溫度在815℃～1200℃之間，而且對焚燒過程中可能產生的有毒物質要進行收集處理，進入焚燒爐的土壤顆粒直徑不得大于25 mm。由于該方法處理成本過高，而不適用于受大面積污染的土壤。
隔離法是采用粘土或其他人工合成的惰性材料，把被石油烴類污染的土壤和周圍環(huán)境隔離開來，這種方法沒有破壞石油烴類，只是防止了污染物向地下水、土壤的遷移。這一方法適用于任何石油烴類污染土壤的控制，尤其適用于滲透性差的地帶。該方法運行費用較低，但對于毒性期長的石油烴類，只是暫時地防止了石油烴類遷移，不能作為永久的治理方法。
換土法是用新鮮未受污染的土壤替換或部分替換原污染土壤，以稀釋原污染物濃度，增加土壤環(huán)境容量。換土法可分為翻土、換土和客土3種方法。
2.2.2 化學修復
萃取法是根據(jù)相似相溶原理，使用有機溶劑對被污染土壤中的原油進行萃取，然后對有機相進行分離，回收其中的原油，實現(xiàn)廢物的資源化。此方法適于油污濃度較高的土壤。處理后的被石油污染的土壤污染物含量可低于5％。
土壤洗滌法是將被污染的土壤破碎，用足夠的水和洗滌劑將脫除污染物的土壤從水相中分離出來，后將表面活性劑與水混合制成洗滌水(表面活性劑為8～15C的直鏈醇與2～8個環(huán)氧乙烷單元的加成物)，用洗滌水洗滌污染的土壤，并除去土中的油，表面活性劑的量應少于0.5％(體積百分比)。
化學氧化法是向被石油烴類污染的土壤中噴撤或注入化學氧化劑，使其與污染物質發(fā)生化學反應來實現(xiàn)凈化的目的，化學氧化劑有臭氧、過氧化氫、高錳酸鉀、二氧化氯等?；瘜W氧化法適合于土壤和地下水同時被石油烴類污染的治理，化學氧化法不會對環(huán)境造成二次污染，但操作比較復雜。
2.2.3 原位生物修復
原位生物修復(In Situ Bioremediation)，即污染土壤不經攪動，在原位和易殘留部位進行處理口羽。原位生物修復包括投菌法、生物培養(yǎng)法、生物通氣法等。
投菌法(Bioangmentation)直接向遭受污染的土壤接入外源的污染降解菌，同時提供這些微生物生長所需要的營養(yǎng)，包括常量的營養(yǎng)元素和微量的營養(yǎng)元素。常量營養(yǎng)元素包括氮、磷、硫、鉀、鈣、鎂、鐵、錳等，其中氮和磷是土壤微生物治理系統(tǒng)中最主要的營養(yǎng)元素，微生物生長所需的碳、氮、磷質量比大約為120：lO：1。
生物培養(yǎng)法(Bioculture)定期向污染土壤中加入營養(yǎng)、氧或H202作為微生物氧化的電子受體，以滿足污染環(huán)境中已經存在的降解菌的需要，提高土著微生物的代謝活性， 將污染物徹底地礦化為CO2和H20。
生物通氣法(Bioventing)是一種強迫氧化的微生物降解方法。該法生物修復系統(tǒng)的主要制約因素是土壤結構，不適合的土壤結構會使氧氣和營養(yǎng)元素在到達污染區(qū)域之前就被消耗掉，而具有多孔結構的土壤污染可以采用生物通氣法來處理。
2.2.4異位生物修復
異位生物修復(On Situ Bioremediation)是將污染土壤挖出，運至場外的專門場地進行處理的方法。主要方法有：土壤耕作法、土壤堆腐法、預制床法、生物反應器法等。
土壤耕作法(Land Farming)是一種被廣泛采用的處理土壤污染的方法，此方法節(jié)約成本，適于處理石油工業(yè)廢物和污泥，可在幾個月時問內使石油濃度從70000 mg／kg降低到100~200 mg／kg。這種方法的不足是：揮發(fā)性有機物會造成空氣污染，難降解物質的緩慢累積會增加土壤的毒性。
土壤堆腐法(Composting Piles)與土壤耕作法相似，但是它加入了土壤調理劑以提供微生物生長和石油生物降解的能量。該過程對去除含高濃度不穩(wěn)定固體的有機復合物最有效，微生物既消耗土壤調理劑又消耗石油產品。
預制床法(Prepared Bed)是在不泄漏的平臺上，鋪上石子和沙子，將受到污染的土壤以15—30cm的厚度平鋪其上，加入營養(yǎng)物和水，必要時也可以加一些表面活性劑，定期翻動土壤補充氧氣供微生物生長。處理過程中流出的滲濾液，回灌于該土層上，以便徹底清除污染物。這一技術可保證理想的工藝條件與處理效果，還可防止處理過程中污染物向環(huán)境轉移，被視為一項具有廣闊應用前景的處理技術 。
生物反應器(Bioreactor)是用于處理污染土壤的特殊反應器，可建在污染現(xiàn)場或異地處理場地，是最靈活的方法。泥漿生物反應器工作的典型流程是：土壤挖出后進行預篩，篩去大塊部分，然后將土壤分散于水中(一般20％～50％重量濃度)送入生物反應器，生物反應器可在好氧或厭氧條件下運轉。當需氧時，經噴嘴導入氧氣或壓縮空氣，或通過加H202產生氧氣，達到處理目標后，將土壤排出脫水 。
2.2.5植物修復
植物修復(Phytoremediati0n)是利用植物對環(huán)境污染物質進行處理的技術。它是利用植物及其微生物與環(huán)境之間的相互作用，對環(huán)境污染物質進行清除、分解、吸收或吸附，使土壤環(huán)境重新得到恢復 。植物修復的方式有：① 植物提取(Phytoextraction)，植物吸收累積的污染物，待收獲后進行處理。收獲后可以進行熱處理、微生物處理和化學處理；② 植物降解(Phytodegradation)，植物及其相關微生物區(qū)系將污染物轉化為無毒物質；③ 植物穩(wěn)定化(Pphytostabilization)，植物在同土壤的共同作用下，將污染物固定，以減少其對生物與環(huán)境的危害。植物修復技術的優(yōu)點是：成本低，對環(huán)境影響小，能使地表長期穩(wěn)定，可在清除土壤污染的同時，清除污染土壤周圍的大氣和水體中的污染物，有利于改善生態(tài)環(huán)境等。
3 結束語
隨著石油工業(yè)的發(fā)展，石油污染的土壤面積將會不斷擴大。對油田生態(tài)環(huán)境進行治理，使其在盡可能短的時問內恢復，是油田生態(tài)環(huán)境治理過程中亟待解決的問題。選擇污染物的處理方法時，除了要考慮污染物所在地點、量的多少、處理效果的好壞、所需時間的長短和處理的難易程度等技術因素外，處理費用也是一個十分重要的因素。應更多地采用低成本、無污染、高效率的生物治理技術。
總之，在油田生態(tài)環(huán)境治理過程中，一方面要進一步完善生物修復技術，使其成熟化和系統(tǒng)化；另一方面，要注意傳統(tǒng)方法與生物修復方法相結合，發(fā)揮各自優(yōu)點，使環(huán)境修復過程成為一個有機的整體，達到系統(tǒng)化和最優(yōu)化，同時要綜合兼顧經濟效益、社會效益和環(huán)境效益。