石油污染土壤的修复治理

魏 样

（1.陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司，陕西西安 710075；2.陕西省土地整治重点实验室，陕西西安 710075；3.陕西省土地工程建设集团有限责任公司，陕西西安 710075；4.自然资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室，陕西西安 710075；5.陕西省土地整治工程技术研究中心，陕西西安 710075）

土壤是人类赖以生存的自然资源，不仅能够种植粮食作物，还能为人类抵御多种不良环境发挥着不可替代的作用，它是生态环境的重要组分，与人类健康乃至生存息息相关[1]。我国是一个拥有14亿人口的农业大国，人多地少，人地矛盾异常尖锐，土地资源对社会经济全面发展的支撑作用尤为突出。可是，人们往往缺乏对土地的敬畏之心，不自觉地使土地受到人为因素的作用而被污染，严重时会丧失其生产力和生态功能，其中土壤的石油污染是常见的污染危害之一。防治包括石油污染在内的一切土壤退化过程，修复已经退化的土地是当今世界范围内面临的艰巨任务之一，也是确保各国粮食安全、生态安全和人体健康的重要任务。

1 土壤石油污染现状

石油是一种黑色或深褐色的易燃、具有挥发性的黏稠液体，是现代工业的“血液”[2]。石油生产作为国家的支柱产业，控制着国家的整个经济命脉[3]。随着人类社会的飞速发展和工业化进程的不断加快，石油作为最重要的能源和化工产品，人们对其及附产品的需求量在日益剧增，在此过程中会对社会造成负面影响。石油在勘探、开采、冶炼、加工以及石油制品运输和使用等各个环节中，不可避免地对周边土壤造成一定程度的污染，从而给生物和人类生活带来不同程度的危害。

有文献报道，全世界平均每年的石油总产量约为40亿t，每生产1 t石油就约有2 kg的石油污染物进入环境中。20世纪80年代，美国就出现了严重的土壤石油污染问题[4]，截至20世纪90年代，超过10万个地下储油罐存在不同程度的石油泄漏问题[5]。有调查显示，墨西哥中部大范围土壤存在较高的石油污染物，最高可达80.19 g/kg，超过当地标准的40倍[6]。作为世界产油大国的俄罗斯，油气管道非常多，每年不同规模的石油泄漏事故超6万起，约1/8的草原土壤受到石油污染[7]。在世界范围内，土壤石油污染案例不胜枚举，土壤石油污染问题极为普遍，在一些问题严重的地区，石油污染的势头仍未完全遏制，相关部门必须给予高度关注。我国勘探开发的油气和油气矿藏已有400多个，分布在25个省市自治区，油区工作范围20 km2的土壤均受到石油勘探、开采、运输以及储存等过程的影响而被污染[8]。目前，我国石油年产量已超1.8亿t，其中有近60万t原油由于无法回收而直接流入环境，造成土壤、水体、大气等污染，每年新增的石油污染土壤约达到了10万t[9-10]。有研究指出，每口井落地原油含量辐射半径为20～30 m，并且因降水还在扩散。2014年，全国土壤污染状况调查公报显示，在调查的13个采油区约500个土壤样点中，超标位点约占近1/4，污染物主要为石油烃和多环芳香烃。在我国北方地区，产油区原油污染土地面积有逐年扩大的趋势，在辽河油田、胜利油田、冀东油田等多个重石油污染区，土壤中的原油含量平均高达10 g/kg，有的甚至超100 g/kg，远超土壤临界值，单井落地原油污染土地面积平均达1.3 m2。以内蒙古阿尔善油田为例，单井落地原油平均1.3 t，影响范围在100 m×150 m[11]，导致采油区及周边数百公顷的土壤受到严重污染[12-13]。有调查估计，目前大庆油田的2万多口油井每年落地原油达到2.1×106～8.4×106kg，大庆油田表层土壤受到普遍污染[14-15]。由此可见，土壤的石油污染作为世界性的环境性问题之一，具有普遍性、不可避免性，必须给予密切关注，亟待深入研究石油污染物对土壤性质及过程的系统性影响，从而有效研发修复技术。

2 土壤石油污染危害

中科院的相关调查表明，我国每年因生态环境污染和破坏，造成的经济损失超过2 000亿元，石油类污染是我国土壤资源破坏的主要形式。石油开采、运输、贮藏和加工过程造成了原油向外泄露而引起土壤与环境污染问题，原油中含有的烃类、酚类、苯类等多环芳烃会污染土壤和水源，直接或间接危害人类生产、生活和健康。另外，原油中含有大量有机物，丰富的氮、磷、硫以及重金属等，处理不当或直接排放都会对环境产生严重的危害。石油污染物的持续扩散，以及污染土壤的风蚀迁移，导致污染范围不断扩大，严重威胁周边生态安全和人体呼吸与健康。石油污染对作物及生态的危害性已是无可置疑的客观事实，污染物对土壤的主要理化性质、微生物群落结构、生物多样性以及土壤的水气热过程等，均产生了不同程度的影响[16]，其危害程度和危害机理直接决定着污染土壤修复工作的方向、难度和效率等。然而土壤的理化性质和生物学性质不同，对石油的响应以及修复效果也存在较大差异，尤其是土壤的质地、结构、土壤水分特性、有机物含量及组成等，是决定污染物在土壤中的存在状态、迁移扩散以及石油污染土壤修复效益的关键因素[17]。然而，综观国内外研究进展，目前仅从认知上明确了石油污染对土壤的危害性，关于石油污染土壤修复研究方面的文献也较多，但针对石油在土壤特性、过程等方面的作用与影响机理研究文献相对较少，依然存在着石油对土壤危害机理不够明晰，对不同类型和性状土壤的危害程度不够明确等亟待研究的科学问题，从而既不利于科学评价石油污染土壤的危害性，也不利于科学选择石油污染土壤修复措施。

3 土壤修复治理的对策

改良退化土地和修复污染土地是世界各国普遍面临的艰巨任务。在污染土壤修复技术研究方面，国际上起步于20世纪70年代后期。在过去的40 a，欧、美、澳、日等多个国家相继制订了土壤修复计划，在研究土壤修复技术与设备方面投入了巨额资金，积累了丰富的现场修复技术与工程化应用经验。我国污染土壤修复技术研究起步较晚，在“十五”期间才逐步得到重视，被列入高技术研究规划发展计划中，其研发水平和应用经验与美、英、德、荷等国家仍存在一定的差距。在石油开采区污染土壤的场地修复技术方面，借鉴国外成熟经验的较多。土壤石油污染的现状不容乐观，土壤石油污染的危害异常严重，因此石油污染土壤修复治理需求迫切并且意义重大。针对我国石油污染土壤修复治理存在的问题，本文提出以下几点建议。

3.1 因地制宜，研发切实可行的修复治理措施尽管我国土壤石油污染的研究起步较晚，但是经过近年来的发展，前人在石油污染土壤修复治理技术方面已经取得了一定的研究成果，然而现有的研究针对性不强，不同区域在气候、油品组成、土壤理化性质等方面存在一定的差异，因此前人的研究结果不能简单的复制和套用，故而需针对特定区域，因地制宜地研发经济高效、切实可行的修复治理措施。

3.2 完善标准，加快地方修复标准的出台2018年，我国家颁布了《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》和《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准》两部标准，对于指导石油污染土壤修复具有重要的意义。但是不同区域因自然环境条件的不同，标准不能完全照搬套用，只有针对不同地区制定相应的修复治理地方标准，才能更加精准有效地指导修复工程的具体实施。

3.3 加强人才培养，助推石油污染土壤修复人才是推动修复治理技术研发及应用的关键因素，面对巨大的污染土壤修复市场，专业的科研及技术人才较为缺乏，由此制约了修复技术的有效实施。同时，为了不断提升修复治理的综合能力，我国必须加快培养石油污染土壤修复领域的研发和工程技术人才。

4 结语

土壤石油污染问题越来越受到人们的普遍关注，解决土壤石油污染问题已成为我国生态环境建设的迫切需求，研发石油污染土壤高效修复技术，并在实践中得到推广应用，对于落实土壤污染防治计划、坚守我国耕地红线、提高农产品质和食品安全水平等具有重要的现实意义。针对典型油田污染土壤系统修复大规模工程应用需求，在系统研究典型油田土壤污染特征的前提下，探索石油污染对土壤物理、化学特性的影响，在此基础上因地制宜优选出相应的修复治理技术，将有助于实现土地快速复垦以及生态系统的健康恢复，对环境保护和石油产业的可持续健康发展意义重大。