石油类污染物在土壤表面光化学转化的研究分析

徐嫚

(安徽省淮北市环境保护监测站, 安徽 淮北 235000)

0 引言

为了对土壤里面石油类污染物的光化学转化过程进行细致的了解，进而对其中的相关内容进行分析和探索，对此，文章通过深入探究，力图为有关单位及工作人员提供一定的借鉴作用。

1 土壤中石油污染物的性质分析

1.1 污染物的化学构成

有烃类一同构成了石油复杂的化合物，按照结构的不同，烃主要有以下类型：芳香烃、烷烃、环烷烃。S、O、N、C、H为石油中的主要元素，其中S、O、N的含量为1%～3%，C的含量为86%，H的含量为13%，同时，还有一些微量金属元素存在于其中，例如，Ni、V、Cu、Fe等。下图为石油污染物的主要成分，石油中，正构烷烃为主要的成分，并且，有非烃化合存在于石油中，这些复杂的有机化合物中会含有很多的分子，并且有多种杂原子会存在于这类物质的分子中，根据它们能够分解于正庚烃中可以分为沥青质和胶质。经常用沥青质、胶质、芳香烃和饱和烃来表示石油的组成。

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1.2 污染物的特性和危害

有很多种类的烃组分存在于石油中，当前，已经将600种烃类鉴定了出来，但是，无法辨认的还有数千种。石油对动物的内分泌系统会带来影响，具有致癌、致突变和致畸的潜在性，中国各大油田所出产油的性质通常为油烃组分的理化特性。

首先，石油里面的芳香烃具有很大的毒性，对人体和动物带来的伤害极大，特别是三环或者双环为代表的毒性更大，有麻痹作用存在于低浓度沸点饱和烃中，浓度高时，会对低等生物和细胞带来损害；其次，油田一般会大面积的污染到周围的土壤，在20厘米左右的表层中，石油对土壤带来的伤害是最大的。这是由于土壤有着较小的密度，乳化能力低且黏着力强。

2 石油类污染物在土壤表面光化学转化行为

2.1 光吸收

这个反应过程成十分的短暂，完成于激发光波的一个振动期间内，光子被有机物发色团的基态分子所吸收，进而演变为电子激发态。在激发了基态分子以后，按照激发态里面轨道中电子不同的自转方向，又可以分为激发三线态和激发单线态，物质分子的本身是不同激发态的主要来源。

2.2 具体的转化机理

在土壤中石油发生了光化学反应之后，在氧气的环境下，用一个自反的自由基链式能够反映描述出这个光化学反应过程，在这个化学反应中会生成乙醛、酮和醛等，进而就会形成低分子量的有机酸，而在聚合作用的影响下，有机酸、醇及其醛、酮的质化作用，将分子量较高的化合物就会生成出来，可以用化学动力学过程来表示石油的光化学反应，并且可以通过三种途径完成反应。

首先，某种分子在石油中吸收了光子之后会得到相应的能量，由激发态取代基态，然而，因为还存在其他分子，这样就会失活激发态分子，之后向着另一个分子传递能量，进而用激发态将这个分子表示出来。分子氧为某种强烈的猝灭剂，它能够同激发分子快速的反应在一起，将单重态氧生成出来。

其次，在光线照射了石油中的某种成分之后，就会产生分解状况，自由基就会出现在其中，氧化分子同这种自由基很容易化合，进而将全新的自由基生成出来，很多化和物同含氧自由基都会产生链反应，反应过后，又会将以前的自由基生成出来，进而就会不断的进行氧化作用。

再次，活性激光物将吸收的能量向着反应体系中传递，这样就会将能量间接的传递到石油烃中，石油烃不同组分各自的性质会决定着到底应用何种方式去接受能量，例如烷基苯、正烷烃等。这些物质在太阳光的照射下吸光的效果不够理想。因此，为了得到引发光反应能量，它们一些时候需要借助光敏剂。在转化石油烃的光敏氧化时，也会应用到这种方式。

生物降解和光降解会将一定的反作用带给石油中的芳香烃和饱和烃，石油的芳香烃组分会严重的受到光化学反应的影响，把它转变为极性成分。

2.3 影响因素分析

在继农药之后，土壤的石油污染又为一种污染非常强烈的污染问题。地表输油管线的泄露和油井四周落地的原油等，都会向着土壤表层中渗入这些石油，光化学品环境归宿的重要过程即为土壤表面有机物的转化过程中。在对土壤表面有机物的光化学反应进行研究时发现，因为光穿透土壤的厚度一般会维持在0.1到0.5毫米之间，所以，很多的试验都会应用土壤的薄层。下面我们就通过实验进行具体的分析。

(1)采集土壤样品

大连阔叶林、大连郊区空地、盘锦稻田土。在采集土样时，应用棋盘式布点的方式，在土壤表层的0-20厘米处进行取土，放入铝制盒子中，避光保存于阴暗处，储藏的温度控制0到4摄氏度左右，然后等着进一步处理。去除掉上述收集来土壤中存在的杂物，在通风阴凉处风干，混匀充分之后，放入特定的盒子中，然后再进行上述方式的保存，留着使用。有着不同的理化性质会存在于这三种不同的土壤中，特别是有着差异较大的有机质含量，所以，对土壤构成石油光化学过程的影响程度就可以用它来进行考察。

(2)实验方式

第一，测定土壤pH值，应用电位法测定土壤pH值，经过几分钟煮沸了蒸馏水之后，将其中的二氧化碳去除掉，之后依据一定的比例，将土和水均匀的混合在一起。完成一分钟的磁力搅拌，进行三十分钟的平衡，之后向着土壤溶液中插入pH计。进而就能够将pH值读取出来。

第二，测定土壤有机质。对重铬酸钾水合热法进行使用，对于土壤中存在的有机碳利用相应浓度的重铬酸钾硫酸溶液进行氧化处理；用硫酸亚来滴定处理剩余的重铬酸钾，这样在计算有机碳含量时就可以通过消耗的重铬酸钾中获取出来。通常认为，平均碳含量在有机质中会达到58%左右。所以，用有机质来取代有机碳含量，应该多乘一个系数。

第三，土壤粒级的合理划分。用SA-CP3型沉降力度分析仪器就能够有效的测定出土壤粒级分布情况。对斯托克斯定理进行应用，在沉降的过程中，颗粒产生颗粒分级，所以，沉降液静止之后产生的粘滞性，就会将一定的摩擦阻力带给沉降颗粒。

3 结语

综上所述，石油中含有很多的有毒物质，对人体带来的伤害是非常巨大的，并且，还会较为严重的影响到周围的生态环境，所以，文章对石油类污染物在土壤表面光化学转化的相关内容进行了分析与阐述，认识到光降解会受到石油污染物的影响，并且，光降解的速率不会受到较低含油量的影响，所以，在具体的工作中，只有充分的研究其中的这些理论，对于提升工作质量才会带来一定的帮助。

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