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【摘要】长期危害是指介质长时间对环境造成的危害,文中建立了原油泄漏到水面后的危害程度评价模型,并给出了三个阶段的扩展半径计算公式。分析了原油泄漏对土壤的长期危害,提出用清理效率来综合评估残留在土壤中的介质。
【关键词】原油泄漏 惯性扩展 粘性扩展 清理效率
有许多泄漏是破坏环境的长期危害,长期危害与急剧危害的主要不同在于时间因素,急剧危害在事故产生的瞬间几分钟内达到最高点。天然气的泄漏基本上是急剧危害,文中所考虑的长期危害主要指的是原油泄漏后对水体和土壤造成的危害[1]。
1 原油泄漏水面扩展危害程度评价
长输管道发生泄漏事故,输送介质在一段时间内从岸边流入河流,在水面形成油污,并向外扩展。影响油污扩展的主要因素是水流速度、水面风速和油品的物理性质。鉴于油品密度小于水,认为泄漏到河流和湖泊内的油品都在水面扩散。水流是油污的载体,涨潮和落潮会加速扩展,使大范围的水域被污染。油污在表面张力、油水界面张力等作用力的推动下可以发生静水表面扩展。
水面油膜静态扩散大体分为三个阶段,即由重力控制的惯性扩展阶段,由油—水界面间摩擦力控制的粘性扩展阶段和油—水表面张力控制的表面张力扩展阶段。
原油进入土壤后,对地下水构成一定的威胁,对其在土壤中分布起决定作用的是迁移过程、被吸附过程和自身的衰减作用。土壤是一个多相的疏松的多孔介质,固相中有大量的无机和有机胶体。石油是一种天然的粘油状液体,主要成分为烃类化合物(80%~90%)。烃类化合物是非极性有机物,其偶极矩〈1,介电常数〈3,在土壤中有一定的吸附作用,地表的石油可以在重力的作用下入渗,也可能随地面水和雨水沿着土壤毛细管孔隙向下渗透污染土壤,甚至进一步向下淋滤污染地下水。石油类污染物质在土壤入渗过程中不断的被吸附。吸附能力与土壤的质地、石油的性质有密切的关系。土壤中存在大量细菌、真菌等。它们对石油有较强的降解能力,这也是土壤中石油得以净化的重要途径之一。降解能力的大小与土壤中微生物的类型、数量和其他因素有关。
土壤中石油含量随深度迅速减小,从0—20cm变化最大,100cm以下含量甚微,其渗透能力与土质的粗细有很大关系,质地越粗,渗透能力越强。土壤污染集中在0—40cm的表层,对于油池底下的土壤剖面,石油可渗透到100cm以下,原油凝固点低,常温时粘度高,在土体中基本不会随土壤水上下运动。
要准确的分析石油泄漏对土壤的危害,须考虑众多的影响因素。这些因素主要有介质的粘度、土壤的渗透率、植被的影响、地面的坡度、介质的溶解性、土壤水分的蒸发率、地下水的流动模型、临近地表水的距离及介质的可溶性。把这些影响因素综合在一起,用清理效率来表示。清理效率表示目前可用的清理技术和回收技术的有效性,并不能反应长期的补救措施对剩余泄漏体积的减少所产生的效果。清理效率越高,污染程度越低。介质的粘度和地表的渗透性又直接影响清理效率的大小。粘度越大,清理难度增大,清理效率就越低;地表的渗透性越强,清理难度也会增加,效率降低。把与清理效率相关的因素各自组合起来,可以得到在不同情况下的清理效率[3]。
3 扩展危害实例计算
4 结论
文中分析了油品泄漏到水中的扩散过程,并以实例计算了油品的扩散范围。结果表明,在假定情况下油品的扩散范围最终向上游扩展到5234m,向下游扩展到18220m,其影响范围很大。分析了油品泄漏对土壤污染过程及主要因素,提出用清理效率来综合评估残留在土壤中的介质。
作者简介
孙丽(1986-),女,江苏徐州人,华东管道设计院助理工程师,研究方向:长输管道设计与管理。
【关键词】原油泄漏 惯性扩展 粘性扩展 清理效率
有许多泄漏是破坏环境的长期危害,长期危害与急剧危害的主要不同在于时间因素,急剧危害在事故产生的瞬间几分钟内达到最高点。天然气的泄漏基本上是急剧危害,文中所考虑的长期危害主要指的是原油泄漏后对水体和土壤造成的危害[1]。
1 原油泄漏水面扩展危害程度评价
长输管道发生泄漏事故,输送介质在一段时间内从岸边流入河流,在水面形成油污,并向外扩展。影响油污扩展的主要因素是水流速度、水面风速和油品的物理性质。鉴于油品密度小于水,认为泄漏到河流和湖泊内的油品都在水面扩散。水流是油污的载体,涨潮和落潮会加速扩展,使大范围的水域被污染。油污在表面张力、油水界面张力等作用力的推动下可以发生静水表面扩展。
水面油膜静态扩散大体分为三个阶段,即由重力控制的惯性扩展阶段,由油—水界面间摩擦力控制的粘性扩展阶段和油—水表面张力控制的表面张力扩展阶段。
原油进入土壤后,对地下水构成一定的威胁,对其在土壤中分布起决定作用的是迁移过程、被吸附过程和自身的衰减作用。土壤是一个多相的疏松的多孔介质,固相中有大量的无机和有机胶体。石油是一种天然的粘油状液体,主要成分为烃类化合物(80%~90%)。烃类化合物是非极性有机物,其偶极矩〈1,介电常数〈3,在土壤中有一定的吸附作用,地表的石油可以在重力的作用下入渗,也可能随地面水和雨水沿着土壤毛细管孔隙向下渗透污染土壤,甚至进一步向下淋滤污染地下水。石油类污染物质在土壤入渗过程中不断的被吸附。吸附能力与土壤的质地、石油的性质有密切的关系。土壤中存在大量细菌、真菌等。它们对石油有较强的降解能力,这也是土壤中石油得以净化的重要途径之一。降解能力的大小与土壤中微生物的类型、数量和其他因素有关。
土壤中石油含量随深度迅速减小,从0—20cm变化最大,100cm以下含量甚微,其渗透能力与土质的粗细有很大关系,质地越粗,渗透能力越强。土壤污染集中在0—40cm的表层,对于油池底下的土壤剖面,石油可渗透到100cm以下,原油凝固点低,常温时粘度高,在土体中基本不会随土壤水上下运动。
要准确的分析石油泄漏对土壤的危害,须考虑众多的影响因素。这些因素主要有介质的粘度、土壤的渗透率、植被的影响、地面的坡度、介质的溶解性、土壤水分的蒸发率、地下水的流动模型、临近地表水的距离及介质的可溶性。把这些影响因素综合在一起,用清理效率来表示。清理效率表示目前可用的清理技术和回收技术的有效性,并不能反应长期的补救措施对剩余泄漏体积的减少所产生的效果。清理效率越高,污染程度越低。介质的粘度和地表的渗透性又直接影响清理效率的大小。粘度越大,清理难度增大,清理效率就越低;地表的渗透性越强,清理难度也会增加,效率降低。把与清理效率相关的因素各自组合起来,可以得到在不同情况下的清理效率[3]。
3 扩展危害实例计算
4 结论
文中分析了油品泄漏到水中的扩散过程,并以实例计算了油品的扩散范围。结果表明,在假定情况下油品的扩散范围最终向上游扩展到5234m,向下游扩展到18220m,其影响范围很大。分析了油品泄漏对土壤污染过程及主要因素,提出用清理效率来综合评估残留在土壤中的介质。
作者简介
孙丽(1986-),女,江苏徐州人,华东管道设计院助理工程师,研究方向:长输管道设计与管理。