紫外光(UV)光解油田采出水中多環(huán)芳烴如何處理

摘要：為了探討紫外光光解人工模擬油田采出水中多環(huán)芳烴的降解效率，利用自制反應(yīng)裝置對油田采出水中多環(huán)芳烴（PAHs）的紫外光光解做了一個初步研究。

研究結(jié)果證明，紫外光光解對油田采出水中的多環(huán)芳烴萘和芴有顯著的降解能力。實驗室的測試表明，與紫外UVA（365 nm）、UVB（308 nm）的光照相比，紫外UVC（254 nm）在光照60 min的條件下，2種多環(huán)芳烴各自的去除率都近似達到了99%�？梢�，在光解效力和暴露時間兩方面，紫外UVC對采出水中萘和芴的去除具有相對穩(wěn)定和比較高的效率。

石油在開采、生產(chǎn)、加工過程中產(chǎn)生大量的污水，如果這些污水不加以處理就排放到自然界中，將會給環(huán)境造成巨大的破壞。它不僅污染海水，甚至使石油類污染物在海底底泥中富集，嚴重污染海洋生態(tài)環(huán)境，間接或直接地危及人類健康。我國油田采出液的含水率逐年上升，1995-1996年，外排量從2688萬ｔ增加到3959萬ｔ，外排采出水平均高達８０％以上，而且我國每年處理回注水就達１０多億ｍ３。

目前，我國油田已經(jīng)進入到注水開采的中后期，采出水占采出液的６０％～７０％，甚至有的高達９０％以上。采油廢水中主要含有油脂、烷烴、環(huán)烷烴、苯酚類、多環(huán)芳烴類等有機物。多環(huán)芳烴（pahs）是指分子中含有２個或２個以上苯環(huán)的碳氫化合物，是一種持久性有機污染物，廣泛存在于各種環(huán)境介質(zhì)中。pahs具有強烈的致癌、致畸及致突變性。

美國國家環(huán)境保護局（usepa）規(guī)定了１６種pahs為環(huán)境監(jiān)測優(yōu)先檢測物。其中包括萘苊烯、苊、芴、菲、蒽、熒蒽、芘、苯并（ａ）、蒽、屈、苯并（ｂ）熒蒽、苯并（ｋ）熒蒽、苯并（ａ）芘、茚并（１，２，３�玻悖洌┸�、二苯并（ａ，ｎ）蒽、苯并（ｇ，ｈ，ｉ）芘。近年來，國內(nèi)外對pahs的污染處理主要采取了物理和化學(xué)氧化法。

物理方法不僅處理時間長，降解效果差，而且降解產(chǎn)物也不徹底，而紫外光光解水中的多環(huán)芳烴是在光誘發(fā)所產(chǎn)生的單線態(tài)氧、臭氧或羥基游離基的作用下發(fā)生氧化降解的，弱反應(yīng)選擇性的羥基自由基一旦形成，就會誘導(dǎo)一系列自由基鏈反應(yīng)，攻擊水體中的各種污染物，直至完全礦化為Ｈ２Ｏ、ＣＯ２和其他礦物鹽。所以，ＵＶ光解效率高，降解快，能把有機污染物完全礦化成二氧化碳和水，和無機小分子，且不會造成二次污染。

基于多環(huán)芳烴在石油采出水中的高度富集，本文以２種典型的多環(huán)芳烴萘、芴為研究對象。研究在２５４、３０８和３６５ｎｍ波長紫外光照射下，經(jīng)過固相萃取（ＳＰＥ）�矚庀嗌�譜／質(zhì)譜聯(lián)（ＧＣ／ＭＳ）方法處理pahs中的萘和芴的過程和效果，從而得知在２５４ｎｍ的情況下，萘和芴的降解率是最好的，也為相應(yīng)的控制技術(shù)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。具體參見http://www.yiban123.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

1實驗部分

1.1實驗裝置

反應(yīng)裝置由紫外光輻照室和反應(yīng)器主體組成。輻照室主體由不銹鋼材料建成，內(nèi)徑約３０ｃｍ，壁厚約０．５ｍｍ，壁高約３８ｃｍ，室內(nèi)壁安裝有紫外燈套。反應(yīng)器主體是石英圓柱形小罐，內(nèi)徑２０ｃｍ，壁厚約４ｍｍ，壁高２５ｃｍ，反應(yīng)器頂蓋安裝有攪拌電機，臭氧氣體進出口裝置，采樣口以及各類傳感器插孔。
反應(yīng)器內(nèi)部安裝雙層六葉槳式聚四氟乙烯材料葉輪以實現(xiàn)對水樣的充分攪拌，反應(yīng)器內(nèi)部與水接觸的連接部件均采用聚四氟乙烯（teflon）。

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