石油的毒性與無(wú)害化利用課件

環(huán)工0801

2008001872石油的毒性與無(wú)害化利用石油的簡(jiǎn)介

石油，也稱(chēng)原油，是一種粘稠的、深褐色（有時(shí)有點(diǎn)綠色的）液體。地殼上層部分地區(qū)有石油儲(chǔ)存。石油的性質(zhì)因產(chǎn)地而異，密度為0.8~1.0克/厘米3，粘度范圍很寬，凝固點(diǎn)差別很大（30~-60°C），沸點(diǎn)范圍為常溫到500°C以上，可溶于多種有機(jī)溶劑，不溶于水，但可與水形成乳狀液。它由不同的碳?xì)浠衔锘旌辖M成，組成石油的化學(xué)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(lèi)構(gòu)成石油的主要組成部分，約占95%~99%，含硫、氧、氮的化合物對(duì)石油產(chǎn)品有害，在石油加工中應(yīng)盡量除去。不過(guò)不同的油田的石油的成分和外貌可以區(qū)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(xué)工業(yè)產(chǎn)品如溶劑、化肥、殺蟲(chóng)劑和塑料等的原料。今天88%開(kāi)采的石油被用作燃料，其它的12%作為化工業(yè)的原料。由于石油是一種不可更新原料，許多人擔(dān)心石油用盡會(huì)對(duì)人類(lèi)帶來(lái)的后果。

研究表明，石油的生成至少需要200萬(wàn)年的時(shí)間，在現(xiàn)今已發(fā)現(xiàn)的油藏中，時(shí)間最老的可達(dá)到5億年之久。在地球不斷演化的漫長(zhǎng)歷史過(guò)程中，有一些“特殊”時(shí)期，如古生代和中生代，大量的植物和動(dòng)物死亡后，構(gòu)成其身體的有機(jī)物質(zhì)不斷分解，與泥沙或碳酸質(zhì)石油沉淀物等物質(zhì)混合組成沉積層。由于沉積物不斷地堆積加厚，導(dǎo)致溫度和壓力上升，隨著這種過(guò)程的不斷進(jìn)行，沉積層變?yōu)槌练e巖，進(jìn)而形成沉積盆地，這就為石油的生成提供了基本的地質(zhì)環(huán)境。

石油的毒性

石油化學(xué)工業(yè)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(yè)，其生產(chǎn)工藝過(guò)程各不相同“三廢”成分也極為復(fù)雜。

石油的毒性表現(xiàn)在：

（一）石油污染對(duì)環(huán)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(chǎn)物的毒性

（五）煉油環(huán)境污染對(duì)人群健康的影響

（六）石油的無(wú)害化處理二、對(duì)環(huán)境土壤的危害石油污染土壤以后，少量可以通過(guò)生物降解而自?xún)?。如果污染?yán)重，可堵塞土壤空隙，降低土壤滲透性，破壞土質(zhì)，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(duì)水分、養(yǎng)分的吸收，引起根部腐爛，造成大面積植物死亡，從而嚴(yán)重農(nóng)林業(yè)的生產(chǎn)。當(dāng)土壤空隙較大時(shí)，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(fā)、擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移,使空氣質(zhì)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(zhì)能侵蝕中樞神經(jīng)系統(tǒng);一些揮發(fā)性組分在紫外線(xiàn)照射下與氧作用形成有毒性氣體,危害人和動(dòng)物的呼吸系統(tǒng);多環(huán)芳烴類(lèi)物質(zhì)影響肝、腎和心血管系統(tǒng)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(zhǎng),涉及面廣,治理困難,危害日益凸現(xiàn),已成為不容忽視的環(huán)境問(wèn)題。

三、對(duì)大氣環(huán)境的危害

石油煉制過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣、原油及各組分燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣以及附著于水和土壤表層的油膜中的揮發(fā)性物質(zhì)都可污染大氣，尤其是油井大火可造成嚴(yán)重的大氣突發(fā)性污染，因?yàn)闈鉄熤泻写罅坑卸疚镔|(zhì)，如大量的碳粒，硫氧化物、硫化氫、硫醇、氮氧化物、酚類(lèi)、醛類(lèi)和多環(huán)芳烴類(lèi)化合物等。石油煉制過(guò)程中產(chǎn)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(huán)芳烴類(lèi)化合物），它們絕大多數(shù)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(lái)源；NO2、烴類(lèi)化合物及甲醛在紫外線(xiàn)作用下能產(chǎn)生光化學(xué)煙霧；CO2大量排放能引起溫室效應(yīng)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(yīng)。一、原油的毒性原油含烷烴較高，其蒸氣具有麻醉黑人痙攣?zhàn)饔?；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(zhǎng)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(guò)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(guò)呼吸道和消化道進(jìn)入體內(nèi)，易引起中毒。而其他形式的硫也是通過(guò)各種反應(yīng)轉(zhuǎn)化成硫化氫，繼而產(chǎn)生毒性。石油餾分及毒性

石油是許多烴類(lèi)化合物的混合物，在石油加熱煉制過(guò)程中，不同沸點(diǎn)的組分會(huì)在不同的溫度范圍內(nèi)蒸餾出來(lái)，這就是餾分，俗稱(chēng)油品。煉油環(huán)境污染對(duì)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(zhì)也不完全相同，因此對(duì)人群的健康影響類(lèi)型也不一致。日本四月市是著名的石油城，主要生產(chǎn)汽油和石油化工產(chǎn)品。該市1955年以來(lái)，相繼興建了三座石油化工聯(lián)合企業(yè)，在其周?chē)謹(jǐn)D滿(mǎn)了三菱石化等十余個(gè)大廠和一百余個(gè)中小企業(yè)。石油冶煉和工業(yè)燃油產(chǎn)生的廢氣，嚴(yán)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(dá)13萬(wàn)噸，大氣中二氧化硫濃度超出容許標(biāo)準(zhǔn)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(tǒng)疾病，這些病統(tǒng)稱(chēng)為“四日市哮喘”。1961年四日市哮喘大發(fā)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(tǒng)疾病占5%。1964年連續(xù)三天煙霧不散，氣喘病患者開(kāi)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(dá)817人，死亡超過(guò)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(guó)。

四日市某煉油廠物理法物理處理法的重點(diǎn)是去除含油污水中的礦物質(zhì)和大部分固體懸浮物、油類(lèi)等。包括重力分離、離心分離、粗?；?、過(guò)濾、膜分離等方法”。重力分離法是初級(jí)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(dòng)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)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(zhuǎn)，形成離心力場(chǎng)，因油粒和污水的性質(zhì)不同，受到的離心力也不同，相對(duì)密度大的水受到較大的離心作用被甩到外側(cè)，相對(duì)密度小的油珠則被留在內(nèi)側(cè)，并聚結(jié)成大的油珠而上浮達(dá)到分離目的。粗?；ㄊ抢糜鸵凰畠上嘞鄬?duì)于聚結(jié)材料親和力的不同來(lái)進(jìn)行分離，當(dāng)含油污水流經(jīng)過(guò)一些疏水親油物質(zhì)時(shí)，油珠在其潤(rùn)濕、聚結(jié)、碰撞聚結(jié)、截流、附著等聯(lián)合作用下聚集成較大的油滴。過(guò)濾法是將含油污水通過(guò)設(shè)有孔眼的裝置或通過(guò)由某種介質(zhì)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(zhì)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(guò)性對(duì)采油污水進(jìn)行分離和提純的方法，其機(jī)理是用1張(或1對(duì))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(dá)到分離的目的?；瘜W(xué)法

化學(xué)處理法主要用于處理含油污水中不能單獨(dú)用物理方法或生物方法去除的一部分膠體和溶解性物質(zhì)，常用的方法有化學(xué)破乳法、化學(xué)氧化法等。化學(xué)破乳法包括鹽析法、酸化法、凝聚法。由于乳化油呈穩(wěn)定狀態(tài)，要達(dá)到油水分離首先要破乳，即向水中投入化學(xué)藥劑，藥劑在水中水解后形成帶正電荷的膠團(tuán)，與帶負(fù)電荷的乳化油發(fā)生電中和作用，以降低其表面電位，再經(jīng)過(guò)處理使油粒聚集，粒徑變大，使浮力隨之增大，從而達(dá)到油水分離的目的¨”?；瘜W(xué)氧化法能將污水中呈溶解態(tài)的無(wú)機(jī)物和有機(jī)物轉(zhuǎn)化為微毒、無(wú)毒物質(zhì)或轉(zhuǎn)化成容易與水分離的形態(tài)。氧化法又可分為氧化劑氧化法、電解氧化法和光化學(xué)催化氧化法。氧化劑氧化法是指利用強(qiáng)氧化劑氧化分解污水中的油和COD等污染物質(zhì)以達(dá)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(guò)直流電，使污水中的油和COD等污染物質(zhì)在陽(yáng)極發(fā)生電氧化作用或與電解所產(chǎn)生的氧化性物質(zhì)發(fā)生作用以達(dá)到凈化含油污水的一種方法。光化學(xué)催化氧化法是采用半導(dǎo)體材料利用太陽(yáng)光能或人造光能以達(dá)到凈化含油污水的一種方法。物理化學(xué)法

物理化學(xué)法主要包括氣浮法、吸附法、電化學(xué)法、超聲波分離法等，這些方法一般都具有適應(yīng)性較強(qiáng)、選擇性廣的優(yōu)點(diǎn)”。氣浮法是依靠氣泡表面吸附油?；驊腋∥镆赃_(dá)到分離的目的，在含油污水中通入空氣或其他氣體產(chǎn)生微細(xì)氣泡，使水中的一些細(xì)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(dāng)?shù)钠灿推鲗⒂推踩?。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(jī)物吸附在表面從而實(shí)現(xiàn)分離。超聲波分離法是當(dāng)超聲波通過(guò)含油污水時(shí)，會(huì)使微小油滴與水一起振動(dòng)，而由于大小不同的粒子具有不同的相對(duì)振動(dòng)速度，油滴將會(huì)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(dòng)，只作無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，最后水中的油滴凝聚并上浮，再用其他設(shè)備分離。電化學(xué)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(yáng)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(tài)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(lái)去除采油污水中的乳化油和溶解油，在電場(chǎng)作用下筒內(nèi)的導(dǎo)電顆粒間會(huì)產(chǎn)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(xué)法

生物化學(xué)(生化)處理法是利用微生物的生化作用，將復(fù)雜的有機(jī)物分解為簡(jiǎn)單物質(zhì)，從而將有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒物質(zhì)，使含油污水得到凈化。微生物可將有機(jī)物作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，使其一部分被吸收轉(zhuǎn)化成為微生物體內(nèi)的有機(jī)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(jiǎn)單的有機(jī)或無(wú)機(jī)物質(zhì)。根據(jù)氧氣的供應(yīng)與否，生化法可分為好氧生物處理和厭氧生物處理；從過(guò)程形式上可分為污泥法、生物過(guò)濾法和氧化塘法。張海針對(duì)大慶地區(qū)石油類(lèi)化合物污染湖泊水質(zhì)的特點(diǎn)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(fù),即直接在污染物殘留部位進(jìn)行修復(fù)處理。其工藝相對(duì)簡(jiǎn)單,成本較低,但受環(huán)境影響大,處理時(shí)間較長(zhǎng),易使污染物擴(kuò)散。原位修復(fù)適用于污染情況較為穩(wěn)定或者需要長(zhǎng)期治理及不易進(jìn)行異位修復(fù)的污染區(qū)域,主要包括生物通