土壤石油类污染物迁移与修复技术模拟实验

4.1.1　迁移模拟方法

在对大庆地区土壤中石油类有机污染物迁移室内模拟研究过程中，选取了大庆地区具有代表性的典型黑钙土样品5和典型盐碱土样品4这两个系列土壤样品作为模拟研究样品，通过分别施加不同污染强度的石油类有机污染物，并根据自然土壤剖面中的分层特点装填土柱的方式进行了分层模拟研究。

图4－1　实验模拟土柱示意图

以内径为41mm的无色透明玻璃管作为实验模拟土柱的容器，根据自然土壤 的实际地层数、地层厚度和加水淋滤的需要，玻璃管的长度设为40cm，60cm，80cm和100cm，使用万能夹和对拧丝将装配好的玻璃管土柱固定在铁架台上。

模拟土柱应能做到尽量保持地层的真实情况，上下表面应是平整的，按土壤的自然分层进行设计装柱，装好的土柱应达到均匀密实、类似于自然土柱，然后使用淋滤水润湿整个土柱，再将称好的有机污染物混匀后加到模拟土柱的上端，用正己烷将污染物全部冲洗进入土柱内，保证污染物均匀地平铺在土壤表面。土柱上下各加20g在560℃恒温1h除去有机质的100目石英砂垫层。具体的实验模拟土柱如图4－1所示。待正己烷完全挥发后，模拟自然状态下的间歇性降雨过程，进行间歇式加水淋滤，进行土壤中石油类有机污染物的迁移过程模拟研究。因为，如果采用连续的长时间进水方式，就会使土壤系统一直处于还原状态，容易造成微生物胞外聚合物的积累而逐渐导致堵塞；间歇式淋水则会使土壤得到“休息”，对保持土壤处于一定的好氧状态、避免微生物胞外聚合物的过度积累和防止土壤堵塞是有利的。

实验模拟中对于每个施加污染物的样品土柱，还按照与模拟污染土柱完全一样地装好另一根空白土柱，所有其他实验条件相同，只是不加任何污染物，作为土壤中污染物迁移实验模拟的对照背景值。整个实验过程是在平均室温为20℃、湿度为30%的避光、通风的室内环境下进行的。在实验过程中应尽量保证模拟自然过程，避免其他人为因素的干扰。

4.1.2　实验样品配制(www.xing528.com)

根据大庆油田产出原油的实际特征，具体的模拟土柱中石油类有机污染物的施加强度和组分详细情况见表4－1中所列。单体土柱群中施加的石油类有机污染物为不同分子量与不同环数的优级纯烷烃及芳香烃样品作为模拟配比污染源，其中正构烷烃有C17，C22，C24，C28四种，芳烃为联苯、萘、蒽三种。模拟实验中每根土柱的淋滤水量应根据大庆市年均降雨量、土柱直径和实验模拟期限而换算得到，依据模拟实验中加入的实际淋水量换算相当于实际条件下的时间年限列于表4－1。

表4－1　模拟土柱实验条件表

4.1.3　模拟土柱取样

当模拟土柱的淋滤量达到计划要求的模拟年限后，就可以将模拟土柱打开解剖，进行模拟土柱的取样。为准确获得实验数据，进一步掌握实验的动向，取样环节非常重要，一方面要保证取得的样品具有代表性，另一方面还要保证在准确的目的位置取样。解剖室内模拟土柱时，首先应注意保持土柱原状不变形，即解剖后与在玻璃柱内部时柱形保持一致。其次，要在土柱纵向上相同间隔取样，以此较准确地获得污染物的纵向迁移规律。在土柱横剖面的中心和贴近玻璃柱内壁的边缘同时取样，以了解是否存在内壁效应。还有，取出的样品要在干净的滤纸上阴干，防止有机质在光照条件下挥发；之后，研磨装入样品袋填好标号，研磨过程要慢，防止摩擦生热造成有机质挥发；最后，准备好的样品尽快进行检测，避免放置过程中由于外界条件变化带来的成分损失。

对达到预期淋滤年限的土柱进行解剖，从土柱中采集待检测的土壤样品。解剖土柱时要尽量保证其与淋滤时一样不变形。根据不同的土柱在纵向上以2～4cm的间隔进行采样，同一深度上，分别在土柱的中心和一侧贴着玻璃内壁的边部取两个样品。采出土壤样品要在避光的条件下，自然干燥，待全部干透时，再常温研细，从中取少量样品利用GHM烃分析仪进行检测分析。