石油产品对环境的污染

石油产品对环境的污染（精选九篇）

石油产品对环境的污染 篇1

石油被称为经济乃至整个社会的“黑色黄金”、“经济血液”,作为一种重要的能源,其应用范围还在继续拓展,消耗量也日趋增大,在石油的开采、炼制、贮运、使用过程中,由于工艺水平和处理技术的限制,大量含石油类物质的废水、废渣不可避免地排入了水体,随之而来的环境污染问题也越来越严重,石油在水体中的大量存在严重影响整个水体生态系统。有关石油类污染物对水体生态环境危害的一些特例在相关文献中均有不同程度的涉及,但将其在水体中的环境危害性进行系统归纳和研究目前还很少见。全面了解石油污染物对水体环境的危害,对石油类污染物的防治和管理具有重要的理论意义。

1. 石油类污染物在水体环境中的存在状态及其环境行为

1.1 石油类污染物在水体中的存在状态

水体的石油污染源主要来自两个方面,一是石油的泄漏,二是来自工业废水和生活污水。石油污染物进入水体后,在环境条件等因素的作用下,其组成性质和存在形式都会有所变化。一般来讲,石油类主要以漂浮油、分散油、乳化油、溶解油、油-固体物五种状态存在于水中。油膜是石油污染物进入水体的初始状态,通过物理、化学、生物过程使之发生变化。油膜的寿命取决于当时当地的气候因素及地理状况、水体环境的化学和生物因素、石油的物理和化学性质以及石油的数量等。一般轻油油膜在水面的残留时间为十天左右,轻组分(C13以下烃质量分数为25%～30%)在几十小时甚至几小时内即可挥发进入大气,大规模事故性溢油(特别是重油)的油膜在水面停留的时间较长[1]。

1.2 石油类污染物在水体中的环境行为

石油类污染物进入到水体环境中,由于物理、化学和生物作用是综合效应,其行为变化是十分复杂的,受到其本身的结构和性质以及水体的环境条件等多方面影响。石油类污染物在水体环境中的环境行为主要包括:扩散、挥发、溶解、分解、乳化、氧化、沉降、吸附与吸收、生物降解、分配与富集等。石油刚进入水体时密度比水轻,在水面上漂着,然后在水面上分散出去,变成很薄的薄膜,通常是0.1cm厚,接着变得越来越薄,这时通常是原厚度的十分之一或百分之一,然后较重的油品将进入水底,并覆盖水底,它将损害被影响地区的动植物。赵东风[2]研究了石油类污染物在河流、湖泊的环境行为特征,得出挥发是主要迁移途径之一,约占20%～40%,岸边有强烈的吸附作用,约占2%～30%,大量的污染物通过河流进入海洋,约占20%～30%,其次,水中也会溶解一部分污染物;沉降和降解作用不明显(<10%)。水体中的石油在一定条件下还可能再次释放进入降雨径流或下渗污染地下水[1],如某油田由于开采时间较长,其地下水2/3都受到了石油的污染[3],石油类污染物进入地下水系统要经过三个阶段:通过包气带的渗漏;由包气带进一步向包水带扩散;进入包水带中污染地下水。

另外,有研究指出,几乎有百分之八十五的海洋石油类污染物是由陆地排向海洋的,石油进入海洋后,石油中的一些成分可直接挥发而进入空气;一小部分海洋表面的石油受紫外线作用可发生光化学分解,但速度极慢,而绝大部分石油要通过微生物的降解作用得到净化。据估计,若泄漏到海面的初始石油量为100单位,则在10天后有25单位离开海面进入大气,30单位漂浮在水面上或随潮贴岸,40单位将分散在水体中,另有约5单位发生了化学转化,溶解的占0.3单位,进入底部沉积物的占0.1单位[4]。

2. 石油类污染物对水体性质的影响

水体石油污染指石油进入河流、湖泊或地下水后,其含量超过了水体的自净能力,使水质和底质的物理、化学性质或生物群落组成发生变化,从而降低了水体的使用价值和使用功能。石油类污染物在排入水体后,会在水面上形成厚度不一的油膜。据测定,每滴石油在水面上能形成0.25m2的油膜,每吨石油能覆盖5×106m2的水面[5]。油膜使水面与大气隔绝,使水中溶解氧减少,影响水体的自净作用,致使水底质变黑发臭。油膜、油滴还可贴在水体中的微粒上或水生生物上,不断下沉和扩散,会向水体表面和深处扩展,污染范围愈扩愈大,破坏水体正常生态环境。另外,水面浮油还可萃取分散于水体中的氯烃,如DDT、狄氏剂、毒杀芬等农药和聚氯联苯等,并把这些毒物浓集到水体表层毒害水生生物[6]。石油类污染物对水体性质的影响具体可以分为以下五个方面:

2.1 石油对水体能量的影响

石油在水面上形成的油膜将严重使水体环境因素发生变化,使水体生态遭到破坏。油膜覆盖水面会阻碍水的蒸发,影响大气和水体的热交换,水面上散布着石油使阳光会更多的被反射回去,改变水面的反射率和减少进入水体表层的日光辐射,对局部地区的水文气象条件产生一定的影响。同时,石油薄膜还能增加海水的温度,特别是海洋的最表面。这取决于许多因素,首先取决于石油薄膜的厚度。试验表明,石油薄膜厚度小于1毫米时,22℃的海面温度经过10小时大约可增加1℃[7]。

2.2 石油对水体水气交换的影响

石油薄膜能破坏了水体和大气的气体交换,水汽交换和盐分(物质)交换,并且还影响到水体与大气相互作用的每一个过程[8]。海面上分散着石油薄膜能平滑掉风传递给海水的动量,减弱大气和海洋之间的动量交换,但是这些动量是会不断消耗掉的,它会传递给风压流,使海面风压流不断增大。此外,石油薄膜还能影响由风传给海水的动量在风压流和波浪之间的再分配,风速不同,其对水气交换的影响程度也不相同。需要着重指出的是,石油薄膜抑制了波浪的破碎过程,即阻止了海水中盐分向大气中扩散的飞沫的形成,这不利于把海水中所含的有机物质向大气中释放(盐分及其它物质是形成云的凝结核的重要来源)。石油对海洋的大规模的污染能够足以破坏海洋与大气界面上的碳酸气的全球尺度的平衡[7]。

2.3 石油对饮用水的影响

不同国家对饮用水中油的允许界限均在0.1μg/L～1.0μg/L之间,饮用水中含有石油对水色、水味和溶解氧均有较大影响。另外,当进入污水处理厂污水中的石油类污染物达到一定浓度时,水中存在石油类污染物将会对常规的水处理工艺(混凝、沉淀、过滤、消毒)产生一系列不利的影响,如妨碍已经形成的絮体沉降,阻止沙滤过程的正常进行,产生三卤甲烷类副产物,导致管网水的生物不稳定性等,进而影响出水水质。

2.4 含油污水外排对土壤生态环境的影响

用含石油的水灌溉农田,石油会穿透植物体内部,在细胞间隙和维管束系统中运行。根部会从土壤中吸收的石油能向叶子和果实移动,并不断积累,对植物产生毒性作用,破坏植物体细胞,阻碍呼吸、蒸腾作用,破坏叶绿素的合成,抑制营养物质吸收和转移,造成植物黄化、死亡,农作物的产量受到严重影响。此外,石油排入土壤后,会破坏土壤结构,影响土壤的通透性,致使土壤的渗水量和透水性均下降。积聚在土壤中的石油烃,绝大部分是高相对分子质量的有机化合物,水溶性都很小,粘着在植物的根系上形成一种粘膜,阻碍根系的呼吸和吸收,引起根系的腐烂。另外,石油富含的反应基能与土壤中的无机氮、磷结合并限制硝化作用和脱磷作用,从而使土壤肥力降低,对作物的产量性状、农艺性状、品质性状及抗病虫能力、抗倒伏性能等可产生不同程度的影响[9,10,11]

2.5 石油的降解对水体的影响

石油大量排入水体环境中,为使其生物降解还会导致水中溶解氧和矿物质的耗竭,延迟了其它污染物的降解,其降解产生的代谢中间产物的毒性可能比原有的毒性更大。1千克石油形成的浮在水面上的油膜完全氧化需要消耗40×104L水体中的溶解氧,且降解速度缓慢,对毒性强的组分还不能降解。石油不仅对降解菌有毒害作用,而且会抑制降解菌在污染物表面的吸附,减小其对污染物的吸收转化速率[12]。

3. 石油类污染物对渔业的影响

石油污染破坏水体环境给渔业带来的损害是多方面的。首先是石油污染能破坏渔场,沾污鱼网、养殖器材和渔获物,水体污染直接引起鱼类死亡,造成捕捞渔获量的直接减产。其次表现为产值损失,油污染能使鱼虾类等生物产生特殊的气味和味道,而且这些气味和味道无论采取怎样的加工都无法消除,降低了水产品的食用价值,严重影响了经济利用价值。在海水中的石油含量为0.01mg/L时,在24小时内即可使鱼、虾、贝类产生异味,鱼类、虾类和贝类的石油烃含量理论值范围仅为5mg/L-100mg/L。被石油污染过的水产品有一股浓浓的石油味,虽然它们有的能在油污染中存活,可是它们将长时间不能食用,因为有机物已经储存在它们的脂肪层,其中有些化合物有很强的抗生物分解、排泄能力,即使将它们在清水中放置6个月,也不能除尽体内的油类物质。而且水体石油污染还会造成相当大的社会和经济损失,如旅游和娱乐。人们在食用受石油烃衍生出的致癌物质特别是多环芳烃污染的水产品类时,这些致癌物质可通过食物链的传递危及人体的健康和安全[13]。

另外,溢油发生的时间和位置不同,渔业损失相差悬殊。如果石油污染发生在产卵盛期和污染区正位于产卵中心,则危害相对较大,因早期生命发育阶段是整个生命周期中对各种污染物最为敏感的阶段。

4. 石油类污染物对水生植物的影响

水体上的石油污染物能影响水生植物的光合作用及其生理生化功能,油膜使大气与水面隔绝,降低了光的通透性,破坏正常的复氧条件,使受污染水域植物的光合作用受到严重影响。其结果一方面使水体产氧量减少(水体浮游植物光合作用所放出的氧气占全球产氧量的70%左右);另一方面水体藻类和浮游植物停止或减缓了生长和繁殖速度也影响和制约了水体其它动物的生长和繁殖,从而大大减少了水体动物的最基本的食物供给量,波及到水体动物的生存,最终结果将导致海洋生态平衡的失调。

石油在植物体内吸收和积累的量随时间的延长而增大,并与时间成指数相关,植物抵抗力逐渐减弱,最后导致死亡。石油中的一些污染物,如苯并芘,有较强的致癌作用,它可以通过植物体的富集作用残留在食物中,再通过食物链传给人类。一些岸边植物也难逃水体石油污染的影响,如红树,它们有十分强大的根系系统能捕捉水体环境中的石油污染物,但它们对石油污染十分脆弱、敏感,沾染石油的岸边植物会发生脱叶现象,其恢复需要数年时间。沾染石油后新根和新幼树可能立即被杀死,还可能发生严重的岸边侵蚀[14]。

还要指出的是,观察和实验室的实验结果表明,石油污染物对水生植物的损伤程度与其浓度有关,甘居利[15]研究表明大多数浮游藻类在0.1mg/L～1mg/L石油的海水中就会死亡。但当浓度不超过一定值时,对水生植物的生长不但没有损害,甚至起到促进作用,随着石油浓度的增加,毒害作用才能表现出来。

5. 石油类污染物对水生动物的影响

水体中石油类污染物主要通过动物呼吸、取食、体表渗透和食物链传输等方式富集于动物体内。水体中含油0.1ml/L～0.01ml/L时对水生动物就会产生有害影响,导致其中毒,中毒类型表现为急性、亚急性和慢性。急性和亚急性中毒是指大剂量、高浓度下的中毒反应,其症状主要表现为致死性、神经性、对造血功能的损伤和对酶活性的抑制;慢性中毒是在小剂量、低浓度之下,但仍可表现出代谢毒性、生活毒性以及三致毒理效应。

水中石油类污染物对水生动物的急性毒性按鱼、贻贝、棘皮类动物、甲壳纲动物依次递增,而鱼的敏感性小一些;多毛纲环节动物的敏感性各不相同,一些感染上石油后迅速死去,而另外一些对石油沉积物极具忍耐力。海洋生物的幼体,对石油污染都十分敏感,这是因为它们的神经中枢和呼吸器宜都很接近其表皮且表皮都很薄,有毒物质很容易侵入体内,而且幼体运动能力较差,不能及时逃离污染区域。另外,石油中有些烃类与一些海洋动物的化学信息(外激素)相同,或是化学结构类似,从而影响这些海洋动物的行为。许多鱼、虾、蟹、龟的行为,例如觅食、归巢、交配、迁徙等,均靠某些烃类传递信息[7]。通过查看阅读大量文献,总结列举水体石油污染对不同水生动物的影响:

5.1 石油对鱼类的影响

石油污染对幼鱼和鱼卵的危害最大,在石油污染的水域中孵化出来的幼鱼存活率极低。覆盖着大面积石油薄膜的水面,防止鱼类幼苗第一次给鱼漂充气,阻碍小鱼吸足氧气,或者吸进石油分子,可直接杀死鱼卵和幼鱼,更使破壳出来的幼鱼畸形,并使其丧失生活能力。被石油污染后的仔鱼急躁不安,并有狂游、冲撞现象,尤以高浓度污染仔鱼的症状最为明显,经过一段时间后,仔鱼游动趋于缓慢,身体失去平衡,翻转打旋,抽搐痉挛,逐渐麻痹昏迷致死。水体石油污染短期内对成鱼危害不明显,石油会粘到鱼鳃上,慢慢使其窒息死亡,对鱼类性腺及胚胎发育的危害很大,直接影响到鱼的洄游行为,尤其对溯河性或降河性鱼类的性腺及胚胎发育的危害更大[16]。

5.2 石油对蟹类的影响

石油污染地区存活的螃蟹会出现运动器官衰退、挖穴能力降低、逃难反应迟钝、脱皮次数增加、在非交配季节展示交配色泽等异常行为,污染区沉积物中石油的浓度超过2000×10-6Mg/kg时,幼蟹一般熬不过冬季,这主要是由于这些地区中螃蟹挖穴深度没有正常情况时候那么深,幼蟹呆在浅穴中通常会被冻死[17]。一次中等程度的石油泛滥事件后,存4～5年内,在蟹类生物细胞组织中,仍发现遗存着石油衍生物质的痕迹,并且7年后蟹总数量还没有恢复到以前的水平。而且石油污染对蟹类幸存者的危害有种种表现,例如动作滞缓、发育畸形、生长缓慢等。

5.3 石油对扇贝的影响

扇贝幼虫在摄食饵料时,几乎无选择地也同时摄食海水中的悬浊油分,进胃中的油滴破乳后互相结合成大油滴,终由于充满胃中不能排泄体外而导致幼贝死亡。成贝与幼体具有相同的摄食方式,也会导致胃中油粒的大量积累,最终导致成贝的死亡。当贝体中石油烃浓度达30mg/kg左右时,蒸煮贝体的蒸汽中可嗅到轻微的异味;当贝体中石油烃浓度超50mg/kg时,则贝体出现明显的石油烃异味[18]。

5.4 石油对牡蛎的影响

牡蛎能吸收大量的石油在它们的鳃部和肠子内,当海水中油含量达0.01mg/L时,就会导致牡蛎组织部分坏死。石油污染牡牡蛎的不同组织的细胞都有一定的毒害作用,可造成细胞核肿胀,核染色质边际化,线粒体肿胀,内织网泡等亚显微结构的病理变化;严重时核膜消失,核降解,细胞膜系统空泡化,溶酶体初期增多,后期减少,直至细胞枯萎死亡[19]。

5.5 石油对虾类的影响

仔虾的毒性效应主要表现在水中微小的乳化油粒,伴随虾的呼吸破乳后粘附在鳃上形成“黑鳃”,轻者影响呼吸以及由于呼吸机能障碍而引起的其他病变,重者可导致窒息死亡。根据计算结果,导致浮游小虾死亡的浓度,只相当于在满满的一盆水中,滴进两滴石油时的浓度。仔虾曝油24h后,活动能力和摄食能力明显下降,此后,身体逐渐失去平衡,不停地翻转打旋,逐渐昏迷而死亡[20]。成虾由于鳃部有污染油粒,使氧的代谢受影响,并且在积累了油水中有毒成分后导致虾体素下降;虾较长时间生活在污染环境中容易感染疾病,出现虾蜕皮后或蜕皮中易死亡效应。

5.6 石油对珊瑚的影响

珊瑚既不能逃跑来摆脱石油污染,也不能隐藏于任何一个“安全”的角落里,就连居住在岩礁之间的蝴蝶鱼也休想幸免遇难。石油对珊瑚繁殖的各方面都有影响,减缓了珊瑚礁定殖和再定殖进程,对其觅食和触觉也有相当大的影响[7]。

5.7 石油对蚤类的影响

石油可导致蚤的产前发育期延长,每胎产幼数减少,产幼间隔也稍有延长,有的甚至不能第二次产卵,且产出的幼体一般不能正常生长。在高浓度含石油水体的实验中,大部分蚤有向液面或杯壁冲撞的行为,趋光性也不明显,随着测试时间的延长,裸腹蚤跳动强度逐渐减弱,最后呈昏迷状态[21]。

5.8 石油对一些大型水生动物的影响

石油污染对大型水生动物影响极大,大量污染能引起急性中毒,使大批动物死亡,即使急性污染解除后,动物种群数量可渐渐恢复,但也不可忽视,轻度污染虽杀不死动物,但能引起慢性中毒,影响动物的生长和繁殖能力。大型石油泄漏造成水体污染后,在岸边可发现大量幼海豹遗体;海狗的眼睛由于石油微粒强烈的刺激迷失方向而丧生;被海浪抛到岸边的死海豚,其呼吸道、鼻子上粘满了石油斑粒;鲸类因吸食了被石油污染的鱼、虾而中毒,也有的鲸因发现石油泛滥,作非季节性迁游,丧生于逃亡途中。海豹幼息和海豹妈妈们依靠气味的伪装来互相辨认,由于石油气味的影响,海豹妈妈们无法正确地辨识自己的幼患,这样很多小海豹会被遗弃最终饿死。如果海面上有浮油,大多数海洋哺乳动物毛就会被粘住而丧失其防水性能与保温能力,石油会很轻易地将它们的鳍状肢粘在他们的身体上,很容易被食肉动物捕食。例如海獭、海豹等都是如此。而对于鲸、海豚等体表无毛的海洋哺乳动物来说,石油虽不能直接将其致死,但是油块却能堵塞它们的呼吸器官,妨碍其呼吸,严重者甚至窒息而死[7]。

5.9 石油对鸟类的影响

石油污染会对大批巢居于沿岸或峭壁上的鸟有影响,鸟类由于觅食,羽毛会沾上水体中的石油,致使一部分鸟类会因其调温能力受损而死去,其实质是又饿又冻致死,因为石油破坏了羽毛的保温性能,降低其游泳潜水和飞翔能力;另一部分则是因鸟类羽毛被石油粘住,会惊慌失措,失去浮力坠入水中而死亡。另外,鸟类还常把石油生吞进肚里,这会有直接的毒性,使其内部功能(神经系统)受到致命损伤,会导致胃部出血和溃烂,破坏和抑制免疫系统,无法维持自己的正常血压;减少蛋壳的厚度,残留在身体中的石油成分还可能对下一代造成影响,引起鸟群活力降低、体重和产卵力下降。据统计,每年死于石油污染的海鸟多达数十万只。如油轮“海上女王号”触礁,约6.5×104t原油泄漏,导致约2万只海鸟死亡,生态环境遭到的破坏估计10年后才能消除[8]。

5.1 0 石油对其它一些水生动物的影响

世界各地的刀嘴鸟和秋沙鸭的数量在日趋减少,其首要原因就是石油污染[7]。水体石油污染对企鹅有生命威胁,使企鹅数量日趋减少,眼睛企鹅正面临着被灭绝的灾难。水体中的石油能伤害海龟的眼睛,引起眼部溃疡、结膜炎等疾病,这样动物们就难以觅食,常常会饿死,被海龟吃掉的石油,会影响其肺和呼吸道,破坏血液中的红细胞。当油浓度达到1×10-9mg/L数量级时,蜗牛对食物的趋化性感知能力就会下降[22]。当油浓度为0.001mg/L～0.004mg/L时,纺织螺对食物的趋化能力降低[23]。原来生存着大量海星和海胆的海区,遭受石油污染后的6年以内,没有发现海星、海胆重新活动[7]。另外,石油对浮游生物和甲壳类动物产生有害影响,或直接触杀,或影响其生理、繁殖与行为。

6. 石油类污染物对人体的影响

石油一般可以通过呼吸、皮肤接触、食用含污染物的食物等途径引入人体,能影响人体多种器官的正常功能,引发多种疾病,引起的症状包括:皮肤、肺、膀胱、阴囊癌症、接触性皮炎、皮肤过敏、色素沉着、痤疮、视听错觉、引发抑郁、胃肠障碍、甚至知觉丧失和记忆力丧失等多种疾病[24],石油污染物中一些组分对人健康的危害见表1。经常受到石油类污染的孩子患急性白血病的风险要高出平均水平的4倍,患急性非淋巴细胞白血病的几率是普通孩子的7倍[25]。石油类污染物所污染的附近区域,儿童皮肤碱抗力明显减弱、白细胞下降[26]、贫血率上升[27]、肺功能受到影响[28],人的肝肿概率显著高于对照区居民(P<0.01),恶性肿瘤和消化系统恶性肿瘤标化死亡率明显高于对照区[27]。石油的浓度是考察其毒性的关键因子,不同组分的石油的毒性效果也不一样,随着石油浓度的升高和暴露时间的延长,其毒性增强。

结语

日本石油企业的环境管理及污染防治 篇2

日本石油企业的环境管理及污染防治

8月22日至28日,由集团公司质量安全与环保部、新疆独山子石化、集团公司环境监测总站、中加中心的有关技术人员组团一行10人,对日石三菱公司进行了ISO14000和环境污染防治专题考察访问.日本炼油企业的ISO14000的认证、环境管理体系、污染治理等方面的.一些经验做法,值得国内石油、炼化企业学习借鉴.

作 者：姜冠戎 Jiang Guanrong  作者单位： 刊 名：油气田环境保护  ISTIC英文刊名：ENVIRONMENTAL PROTECTION OF OIL & GAS FIELDS 年，卷(期)： 9(4) 分类号：F4 关键词： 

石油产品对环境的污染 篇3

1 土壤环境污染现状

目前, 国内土壤环境污染的总体形势较为严峻, 2007年, 我国土壤环境污染严重的耕地在2 000万hm2以上, 占耕地面积的比例超过1/5[4]。受到工业“三废”污染的农田、固体废弃物堆存占地和毁田、污水灌溉耕地、有机污染物污染农田分别为近700万hm2、近13万hm2、超过220万hm2、3 600万hm2, 主要农产品的农药残留超标率达16%~20%。每年因土壤环境污染造成的减产在1 000万t以上, 形成的各种经济损失为200亿元[5]左右。

2 土壤环境污染的主要途径

2.1 不合理使用有机肥

随着消费需求的不断增长, 养殖业快速发展。据报道, 我国每年畜禽粪便排泄量超过20万亿t, 达到了工业废弃物的3倍, 若未经无害化处理即投入使用, 其中的大量残留重金属、抗生素和有毒有害微生物将引起土壤环境污染, 某些地方畜禽废弃物污染甚至成为土壤主要的污染源。

2.2 过量使用化肥

我国耕地占全球耕地的比例在10%以下, 但氮肥使用量却占全世界的33.3%[6]。长期大量使用氮、磷等速效化学肥料, 会导致土壤板结、地力减退, 在不断推升农业生产成本的同时, 也影响了农作物的产量与质量。在发生地面径流或土壤风蚀时, 未被土壤吸附固定的多余的养分物质会转移至其他地方, 土壤环境污染范围进一步扩大。

2.3 农药污染

农药是不可或缺的农业生产资料, 在稳定产量方面发挥了巨大作用。据统计, 全国每年使用的农药量近60万t, 农药平均施用量为13.9 kg/hm2, 是发达国家的2倍[7]。与此同时, 滥用农药致使农药在水土中残留, 土壤中As、Hg等重金属元素大量富集。

2.4 污水、污泥的使用

据统计, 我国农田污水灌溉面积在330万hm2以上。若生活和工业污水未经妥善处理进行灌溉, 其中多种有害物质 (重金属、有机物和病原菌等) 会导致土壤中的重金属富集。此外, 长期灌溉养殖污水存在重金属积累的潜在风险[8]。污泥的重金属含量较高 (Zn、Cd、Hg等) , 随着其在农田培肥中的广泛应用, 必然导致土壤中重金属含量增加[1,2,3,4,5,6]。

2.5 污染大气的干湿沉降

油漆工业、冶金工业、化石燃料的使用等产生的金属氧化物粉尘、废气、交通扬尘及尾气等进人大气后沉降进入土壤[2], 其中的致酸污染物随雨水进入土壤会致其酸化, 造成土壤环境污染。

3 土壤环境污染对农产品质量安全的影响

过量使用农药会造成农产品中农药残留超标, 降低农产品的品质与安全性[2,3], 严重降低了出口农产品的国际竞争力, 是目前制约我国农产品质量的重要因素之一。

重金属经农作物根系吸收并在体内积累, 某些酶的活性会受到抑制, 蛋白质合成受到影响, 细胞膜系统遭到破坏, 光合作用和呼吸作用降低, 从而使植物生长发育受到影响[2]。同时, 由于重金属的影响, 农作物体内的营养成分都有相应的变化, 从而影响农产品的品质[8]。

研究表明, 氮肥过量施用会导致植物体内硝酸盐或亚硝酸盐积累;过量使用磷肥, 会导致Cd、Pb等重金属严重超标, 对植物产生毒害作用, 严重时甚至绝收。饲料作物过量使用化肥, 会导致硝酸盐过多, 妨碍牲畜体内氧气输送, 使牲畜患病, 甚至死亡[9]。

4 防治对策

4.1 加强土壤环境整治力度

坚持“防重于治”的基本方针, 从污染源头上杜绝污染。严禁污染物直接进入农田, 控制灌溉污水、污泥施用量;严格执行排放标准, 对城市生活垃圾、污泥等作有效技术处理后方可用作肥料, 防止其二次污染环境[10]。

4.2 强化对农户的技术培训和宣传教育

为提高农户的环保意识和生产技术素质, 应强化对农户和农民的宣传教育和技术培训指导, 进行长期的环保意识宣传[2]。

4.3 建立健全污染防控制度体系

环保部门要对农田土壤环境进行监测, 密切关注污染物排放及处理方式, 严防疏漏。发现污染必须及时报告当地政府, 采取强制措施消除污染。完善相关法律制度, 建立各个环节 (从农业生产投入品到食品加工、储运等) 的法律法规及配套制度[1,2]。

4.4 加大农业技术推广和科研投入力度

大力推广科学施肥, 合理使用化肥、有机肥 (经过充分腐熟发酵处理达到无害化要求) 、农药, 充分利用天敌生物, 推广绿色防控技术。

参考文献

[1]梁尧, 李刚, 仇建飞, 等.土壤重金属污染对农产品质量安全的影响及其防治措施[J].农产品质量与安全, 2013 (3) :9-13.

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[9]王大江.公路环境保护与环境影响评价[J].山西建筑, 2007, 33 (3) :329-330.

石油产品对环境的污染 篇4

农业环境和农产品污染现状、原因及预防对策

近年来,我国农业环境和农产品污染问题日趋严重,耕地环境质量不断下降,农产品有毒有害物质残留问题突出,已成为制约农业和农村经济发展的`重要因素.文章就我国目前农业生态环境和农产品污染的现状、原因进行分析,并提出预防、治理农业环境和农产品污染的对策措施.

作 者：朱方林 施金元 陈和平作者单位：江苏省农科院,南京,210014刊 名：农业科技管理英文刊名：MANAGEMENT OF AGRICULTURE SCIENCE AND TECHNOLOGY年，卷(期)：20(4)分类号：F3关键词：农业环境 农产品 污染 预防对策

石油产品对环境的污染 篇5

1 石油开采造成的环境地质问题现状分析

在石油的整个开采、加工周期中的各个环节或多或少都会对环境造成不同的影响, 以下将就各个环节所产生的环境影响进行分析介绍。

1.1 石油开采阶段所产生的环境地质影响。

在石油的开采阶段, 在进行油井的钻探时首先需要在钻井位置的周边开辟出一块较为平整的空地, 这一过程中会对地表植被造成一定的影响。同时在开动钻机进行钻探的过程中, 会造成地下土层与岩石等的结构发生改变, 使得原本较为紧致的土层发生松动, 加之风力的作用, 导致地表的土壤被吹走, 形成裸露的土层, 不利于植物的再次生长。如果未对环境采取措施而是任由其发展下去将会导致土壤风蚀、沙化。由于地表植被的缺失导致植被对于土壤的保持能力的下降, 一旦遇到暴雨等天气, 在雨水的冲刷下会导致水土流失。使得地表的沙漠化更为严重。同时, 在采油的过程中, 由于地下的石油被开采, 同时未能有其他物质进行补充, 使得地下形成空洞, 从而导致地陷的发生, 导致地表植被大面积死亡, 从而扩大了沙化面积与沙化的程度。同时在进行油井位置测定时需要采用爆破回声定位的方式来确定, 这种爆破行为会对测定区的植被造成极大的影响.在油井开采过程中, 对于开采出来的大量污泥与含油废水如果处理不当会导致其深入到地下水中, 会对人畜饮水造成严重的影响。原油开采是石油工业的第一步也是相当重要的一步, 在这一过程中需要对环境保护引起足够的重视, 做好采油过程中的环境地质保护, 将影响降到最低.

1.2 石油运输程中所产生的环境影响。

在原油开采完成后需要对其进行运输, 将其输送到炼油厂中炼制成各种化工产品, 现今, 大量的原油是通过输油管道进行输送的, 输油管道具有线路长、工程量等特点, 在石油管道建设过程中会对沿线周围的植被造成严重的破坏, 使沿线周边呈现沙化现象。由于管线周边植被的缺失会使得土壤之间缺乏吸附力, 在流水的作用下会产生水土流失现象。

1.3 石油炼制过程中对环境造成的影响。

石油经过开采、运输的环节后, 进入到炼制厂中进行各种化工产品的炼制, 原油炼制厂需要占有大量的土地, 在工厂的建设过程中会对环境造成极大的影响, 同时在原油炼制的过程中, 会产生大量的废气、废水和废渣, 石油炼制所产生的“三废”问题非常严重, 这些物质如不经过处理直接排入环境中所产生的危害非常巨大。

2 石油开采后对环境地质问题所造成的长期危害

2.1 石油开采后对于水资源的污染。

在石油开采的过程中会产生大量的含油废水, 这些废水如果没有经过有效的处理而是直接排放到自然环境中, 其不论是排入到地表水或者是渗入到地下水之中都会使含油废水中所含有的大量的杂质对水资源造成污染, 这些被污染的水资源通过食物链被动植物所吸收, 经过长时期的沉积, 会对人体与动植物造成严重的破坏, 影响人体健康, 影响作物的产量。一旦使用污染水源灌溉农作物, 将会造成农作物的大面积死亡, 同时还会使水中的废油等渗入到土壤中, 是耕地无法进行耕种。

2.2 石油开采后对土壤造成的污染。

石油开采后对于周边土壤的污染主要是由于钻探以及开采过程中所排出的原油或井喷及固体废弃物等造成的。由于原油具有降解困难且粘性较大, 原油主要是由石油烃这种高分子化合物组成的, 其渗入到土壤中阻碍土壤的通透能力, 使得植被无法进行氧气交换, 进而死亡, 所以, 需要在采油区种植大量的植被, 用其来吸收土壤中的原油污染物。同时, 对于受污染的土地需要先期种植一些植物来吸收污染物, 经过几年的吸收净化后才能继续进行农作物的种植, 同时需要对落地原油和泥浆等要回收处理, 既保护了环境又能废油回收。而原油开采除了对土壤造成污染外还会在施工的过程中使得地表植被遭到破坏, 降低了表层土壤的抗蚀, 抗冲性降低, 从而容易形成风蚀和水土流失。表层的土壤一旦流失将会将下层的贫瘠土层裸露出来, 不利于后期的植被的成活。同时在施工过程中挖取的土方随意堆放, 在大风天会形成扬尘从而影响环境, 同时在雨天会增加崩塌、滑坡的几率, 从而使得加剧了水土流失。

2.3 石油开采后对地表植被所产生的影响。

由于对于石油需求量的不断增加, 一些人类原先不愿或者是不能进入的区域现今也活跃着大量的原油勘探和开采队伍, 而一些生态环境较为脆弱的地区其地表植被生长较为缓慢, 一旦遭到破坏将很难恢复, 例如:对黄土丘陵沟壑区和戈壁风沙区来说, 由于本身植被覆盖率较低, 各种植被都是在长期自然演变的过程中所形成的, 对于确保本地区的生态平衡有着巨大的作用, 一旦在油井施工过程中造成破坏, 恢复的速度极为缓慢甚至是无法恢复。如果采用人工种植进行恢复, 但有可能造成遗传均化, 生态系统功能减弱。

结语

现今, 我国的环境保护形势刻不容缓, 尤其是原油造成的污染更是会对环境造成致命的危害, 因此, 在进行石油开采以及后续加工等一系列活动中需要做好对于环境的保护工作, 实现经济、环境和谐发展。

摘要：石油是一个国家工业发展的重要资源, 近些年来, 在我国的经济建设过程中对于石油的需求量逐年增加, 从20世纪80年代能够自给自足发展到现在每年需要大量的进口。石油是一种降解速度很慢的物质, 因此, 如果在石油的开采、运输加工与储存的过程中未能做好保护措施将会对周边环境造成极大的污染。本文将就石油开采过程中对周边环境所造成的地质影响进行介绍。

关键词：石油开采,环境污染,地质问题

参考文献

[1]刘舸.浅析油库环境影响评价中工程分析的要点[J].中国环境管理, 2003 (22) .

石油产品对环境的污染 篇6

1 油库区施工中采取的“振冲碎石桩”技术简介

振冲碎石桩是在振冲器水平振动和高压水的共同作用下,使松散土层振密或在软弱土层中成孔,然后回填碎石等粗粒料形成密实的桩体,并和原状土组成复合地基的地基处理方法。振冲碎石桩的适用范围较为广泛,主要适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。经许多实际工程的检验,对于处理不排水抗剪强度不小于20 kPa的饱和粘性土和饱和黄土地基的适用性也非常有效。

振冲碎石桩复合地基的处理对地基承载力的提高幅度与原状土有着直接的关系;对消除地基液化也有很好的效果。尤其是振冲器的选择对地基处理的效果更加明显。一般情况下振冲器的功率在30～75 kW,由于近阶段大型建、构筑物的建设,对场地的要求越来越高,则在施工中逐渐使用功率更大的振冲器,振冲器的功率也由75 kW逐渐用到100～130 kW。这样对场地的处理效果及施工的安排更加有效;采用大功率的振冲器,相应的布桩间距加大,减少了桩的数量;对桩体材料的要求也有所改变,可采用更大粒径的填料;一般常用填料的粒径组合:30 kW振冲器20～80 mm;55 kW振冲器30～100 mm;75 kW振冲器40～150 mm。使桩体材料的选择余地加大。另外大功率的振冲器由于水平振动力的加大,使桩体的密实度得到很大的提高,对应于复合地基处理效果也相应提高。但该工法是由水冲成孔,成孔时将产生大量泥浆。若对泥浆的排放无组织或组织不好,将使施工现场出现泥泞场面,尤如泥塘。使得泥浆既影响施工质量和人员安全,还将污染周围环境。文中论述的就是在振冲碎石桩施工中,如何采取措施,使泥浆排放有序进行并减少环境污染。

2 振冲碎石桩施工的主要工序

振冲碎石桩的施工是根据设计荷载的大小、原土强度的高低、设计桩长等条件选用不同功率的振冲器。施工前应在场地进行试验以确定水压、振密电流和留振时间等各种施工参数。振冲碎石桩的施工按以下步骤进行:

(1)清理平整施工场地,布置桩位;

(2)施工机具就位,使振冲器对准桩位;

(3)启动供水泵和振冲器,水压可用200～600 kPa,水量可用200～400 L/min,将振冲器徐徐沉入土中,造孔速度宜为0.5～2.0 m/min,直至达到设计深度。记录振冲器经各深度的水压、振密电流和留振时间;

(4)造孔后边提升振冲器边冲水直至孔口,再放至孔底,重复两三次扩大孔径并使孔内泥浆变稀,开始填料制桩;

(5)大功率振冲器投料可不提出孔口,小功率振冲器下料困难时,可将振冲器提出孔口填料,每次填料厚度不宜大于50 cm。将振冲器沉入填料中进行振密制桩,当电流达到规定的密实电流和规定的留振时间后,将振冲器提升30～50 cm;

(6)重复以上步骤,自下而上逐段制作桩体直至孔口,记录各段深度的填料量、最终电流值和留振时间,并均应符合设计规定;

(7)关闭振冲器和水泵。

从以上振冲碎石桩的施工步骤来看,对用电、用水的量要求较高。尤其是新建场地,附属设施不具备提供用电、用水时,施工难度将加大。有时施工过程中施工单位自备发电,就地取水才能进行施工。对已有建设场地来说,施工环境的要求也越来越严格。

3 泥浆排放的几种方法

泥浆量产生的原因很多,根据工艺要求泥浆产生于“振冲器造孔、扩孔、填料”等各阶段。泥浆量的大小与以上各阶段的时间成正比,与场地土的构成有很大的关系,即能像砂土一样将水迅速排出并不产生泥浆,若遇粘性土(软弱土层)则不然,要产生大量的泥浆随制桩过程排出,一般情况下产生的泥浆量约为15 m3/h,根据土层的情,况泥浆排放量与碎石桩体积的比值一般为1∶1.5～2.0,极特殊的情况下泥浆排放量与碎石桩体积的比值为1∶3.0,这种情况的原因很多也很复杂,像土层情况、振冲机具、制桩时间等等,都是过量产生泥浆的原因。因此对场地土的了解,振冲机具的选择等在设计与施工过程中都较为重要。

近年来随着社会的发展进步,人们的环保意识进一步提高。因此对振冲碎石桩施工的要求越来越严格。一方面要保证供应施工所需的水量,另一方面也要把施工中产生的泥水开沟引走。因此首先要求在施工现场应事先开设泥水排放系统,或组织好运浆车辆将泥浆运至预先安排的存放地点,应尽可能设置沉淀池重复使用上部清水。

振冲法在粘性土中施工时,由于排污泥量较大,因而在人口稠密的市中心和没有排污泥场地时使用受到了一定的限制。因此要在现场施工过程中设置好排水沟,快速排走泥浆到指定位置,并在施工区域周围设置集水坑,泥浆与水用排污泵及时排出,安排足够的人工及时清淤,减少泥浆在场地内的淤积量,以减少泥浆和施工用水对地表土的影响,并保持施工场地的整洁。

由于振冲碎石桩施工工法的限制,现场需配备足够的电源和水源,而在振冲碎石桩施工过程中,产生大量的泥浆也是不可避免的,对场地环境造成很大的影响,给人们的感觉就是振冲碎石桩施工场地泥浆遍地,环境极差。但由于该工法对地基处理效果及相对的经济性的良好表现,在很多工程中广为采用,但它的致命弱点也是泥浆的排放问题。

过去小型施工现场中的泥浆排放均为自由排放,由此造成对施工场地产生很大的影响,不利于施工,也不利于管理。现在一般处理泥浆排放均为有组织排放,通过严格仔细的施工组织设计,有效控制泥浆量的产生,并将产生的泥浆迅速地通过有效的渠道排放到合适的地点,使施工场地干净、整洁。由此产生的泥浆通过沉淀,使水、土分离后分别使用。水继续可作为振冲水使用,沉淀后的土经过晾晒后可作为回填土使用,但时间比较长,需要的人工时也较多。

另一种处理泥浆的方法是在施工场地内设置一套处理设备,将泥浆收集后通过设备处理,使水和泥迅速分离,并将水送到振冲水源处使用,分离后的泥加适量的外添加剂对泥进行处理,迅速改变土体性能,以尽快将泥改变成可利用的土,免除了将泥运输的费用和时间成本等。该方法的缺点是一次性投入较大,处理效果还需进一步检验。

对于施工场地过紧过密,施工环境狭小的施工场地来说,以上的方法均不太适用。一是无场地安置泥浆,二是无场地安置处理设备。只能将泥浆先储存,再将泥浆运出施工场地,到环保允许排放的场地排放。这样运输泥浆的费用是相当可观的,每立方米泥浆的排污费(运输和排放)近二三十元左右,这样排污费用的增加无形中也就增加了碎石桩的立方成本,使其经济性比较其它处理方法的优势丧失。

4 原油库区工程实例

该工程建设为原油库区,共建设一些10×104m3的原油储罐。10×104m3原油储罐的规格为直径80 m,高21.8 m,罐基础底面处平均压力设计值为260 kPa。根据场地的岩土工程勘察报告,场地的地层为上部素填土,下为第四系滨海相淤泥质粉质粘土、淤泥质粉土及冲洪积相粉质粘土、粉土、中粗砂、粗砾砂。基岩为中生代白垩系泥岩。从整个场地的全～强风化泥岩顶面等高线来看,由南向北覆盖土层越来越厚,从9.0 m到近20 m,并向西北部倾斜。而覆盖土层中上部的土层较差,承载力低,是本场地的软弱层。

根据地层情况,该建设场地表层素填土需清除以外,其它层强度较低,不能满足10×104m3储罐基础的要求。设计采用振冲碎石桩复合地基。该建筑场地内平整后局部地区的填土深度也有0.7～1.6 m,因此振冲碎石桩处理地基土层为填土层和上部软土层,深度约为10 m左右。振冲碎石桩复合地基的储罐基础设计采用75 kW的振冲器施工,加密电流80 A,留振时间8 s,振冲碎石桩长度至砂土层顶面,整个桩长范围内有“素填土、淤泥质粉质粘土、淤泥质粉土及冲洪积相粉质粘土、粉土等土层。每根碎石桩的设计体积为12 m3左右,按一般情况来说,每根碎石桩产生的泥浆量 约为18 m3(按1:1.5考虑)。单罐的碎石量为 16 000 m3,会产生泥浆量大约为24 000 m3,这样对施工中的泥浆排放尤为重要。

对该项工程的施工组织设计进行审查,特别要求“要做泥浆排放措施”。在与施工单位充分沟通并结合现场实际情况和以往的经验提出“三池”不冻不溢,“二管”、“一沟”畅通的措施。采用自然沉淀分离技术处理泥浆,确保振冲施工现场干净整洁,减少泥浆对现场的污染。(所谓“三池”是指:集水池、泥浆沉淀池、泥浆排放池;“二管”是指:清水管、污泥管;“一沟”是指泥浆沟。)

具体的做法就是在现场选一不影响施工的场地,采取堆土围池的办法做成泥浆沉淀池,不开挖,四周围土夯实,这样施工后的泥浆沉淀池便于处理,而且泥浆沉淀快、干燥快,无污染。沉淀后的水通过回水系统输送到集水池循环再利用,而泥浆则通过排污泥管排到工程场地外做回填用,可确保泥浆不造成现场污染。

在施工过程中,为保证人员和设备的安全,围筑土堰应分层夯实。防止进入施工现场的人员或物体掉入泥浆集水池或泥浆沉淀池,在泥浆池的周围设警示标志和灯光,设置护栏。设专人24h昼夜巡视集水池、排浆管道和泥浆池,发现管道、围堰隐患险情及时采取补救、堵漏或加固措施,防止泥浆漫流。

图1为振冲碎石桩施工场地的照片。从图1可以看出,现场环境保持良好,无泥浆漫流的现象,对施工中各部门的检查、验收提供方便,更能保证施工质量。

5 结 语

综上所述,在施工现场合理的安排泥浆排放并不是很困难的,且在施工中的费用比泥浆外运和泥浆处理要少很多,对振冲碎石桩的费用增加有限,只要做到“三池”、“二管”、“一沟”等几项工作,解决振冲碎石桩工法的泥浆排放问题,施工中的泥浆排放有序,使得现场环境良好,无通常工地出现的泥浆漫流的现象,节约用水、减少泥浆对农田、水体及环境的污染,使振冲碎石桩处理软土地基得以更加广泛应用。

摘要：在石油库区项目施工现场,振冲碎石桩在软土地基处理上是一种有效、经济的方法,但振冲碎石桩施工时产生的泥浆会对环境造成污染。为了节约用水、减少泥浆对农田、水体及环境的污染,对泥浆进行合理处理和处置,提出了施工中具体的对策及处理措施,并对泥浆沉淀后进入集水池的清水做再循环利用。

石油污染对土壤细菌结构特征的影响 篇7

土壤微生物是土壤中细菌、真菌和放线菌的总称,其中细菌所占比例最大,高达70% ~ 90%[4],土壤微生物是土壤中物质循环和能量流动的主要推动力,在土壤有机质分解转化、腐殖质形成转化等过程中起着非常重要作用[5]。各种土壤微生物的作用使得土壤生态系统功能维持相对稳定的状态,土壤中的物种丰富度和均一度是衡量土壤微生物多样性的重要指标[6]。微生物的群落结构多样性是指在特定生态系统中微生物物种组成多样性、数量及相互关系多样性,对此生态系统功能的强弱和特性起着决定性作用[7]。土壤微生物数量多、体积小,加上设备和条件限制,其筛选、鉴定受到限制[8],到目前为止,也仅有约10% 的土壤微生物得到分离鉴定[9],土壤微生物的研究越来越受到广泛关注[10]。因此,作者通过准东油田的背景土壤和不同污染年限的石油污染土壤中的细菌DNA组的提取和PCR扩增,利用Illumina Miseq二代测序平台[11]对其16SrRNA进行测序鉴定,在短时间内精确地得到土样中土壤微生物基因组的优势序列、OTU分布数据以及样品土壤中的细菌结构组成,并探讨石油污染对土壤细菌的影响[12],判断出能利用石油污染物为碳源、能源的细菌,为石油降解菌资源的开发利用提供参考,为石油污染土壤的微生物修复研究提供理论基础[13]。

1 材料与方法

1. 1 材料

1. 1. 1 实验材料

准东油田采油区位于新疆阜康市吉木萨尔县,东经88°40' ~ 89°22',北纬43°40' ~ 44°20',通过实地考察油田区,采集多份石油污染程度分别为2 年、3 年和5 年左右的不同沙质土样及同地区内未被污染的背景土样,采集时去除表层5 cm的表层土壤,采集深度5 ~ 30 cm,采集后土样立即装入无菌封袋中,车载冰箱带回实验室- 4℃低温保存。实验使用3 种污染土样标号,污染5 年的为1A,污染3 年的为2A,污染2 年的为3A,3 种相应的背景土样标号为1B、2B、3B。

1. 1. 2 试剂

土壤基因组DNA抽提试剂盒( Power SoilDNA Isolation Kit) 购自MOBIO Laboratories有限公司; 琼脂糖凝胶试剂盒购自BIO - RAD MINI - SUBCELL GT公司; Axy Prep DNA凝胶回收试剂盒购自美国axygen公司; EP101 - 01PCR扩增体系试剂盒购自TIANGEN有限公司。

1. 1. 3 仪器设备

9700 型的PCR仪购自ABI Gene Amp公司;SIGMA 3 - 18K离心机购自Sartorius AG公司; DYCP- 31DN型琼脂糖水平电泳仪购自MINI - SUBCell GT公司; 凝胶成像仪购自美国UVP公司。

1. 2 方法

1. 2. 1 提取土壤样本DNA基因组

由于提供土壤基因组DNA抽提试剂盒的MOBIO Laboratories公司要求对其试剂成分保密,因此方法中使用溶剂C1 ~ C6 描述。分别提取6 个样本中的DNA基因组。

从样本中取出0. 25 mg土壤,加入熔珠管中,轻度离心; 60℃ 加热溶剂C1 使其中沉淀溶解; 向熔珠管中加入60 μl溶剂C1,轻度离心; 放入相应的细胞破碎仪中,最大转速下漩涡10 min; 将离心机转速调制10 000r/min,以下步骤中离心转速均为10 000 r/min; 取出熔珠管离心30 s后,将上清液转移到2 ml收集管中,并加入250μl试剂C2,离心5s,4℃ 下放置5 min后离心60 s; 取清澈的上清液到另一2 ml收集管中,加入200 μl溶剂C3 并离心5s,在4℃ 下放置5 min后离心60 s,取清澈的上清液到干净的2ml收集管中,加入1 200μl溶剂C4 并离心5s; 取大约675μl液体于吸附柱中,离心60 s,倒掉溶液,再向吸附柱中加入675 μl上清液,离心60 s,将溶液倒掉,再将收集管中剩下的上清液也移到吸附柱中,离心60 s,每个样品都分3 次加入; 向吸附柱中加入500 μl溶剂C5,离心30 s,倒掉溶液,再次离心60 s;小心地将吸附柱取出放入干净的2 ml收集管中,在白色滤膜的中心滴加100 μl溶剂C6 后离心30 s; 将吸附柱取出丢弃,将收集管中所提取出的DNA,放入- 20℃低温冰箱中保存备用。

1. 2. 2 样品微生物基因组DNA的PCR扩增

对抽提的土壤细菌16S rRNA进行PCR扩增,所用引物序列如表1[14]。PCR反应体系( 100 μl) :10 μl的10 × PCR buffer,4 μl的d NTPs( 10 mmol / L) ,4 μl的up ( 10 mmol / L) ,4 μl的down( 10 mmol / L) ,4 μl的模板0. 8 μl Taq,74 μl的H2O。PCR仪设置为: 94℃下5 min预变性,然后是94℃ 下30 s变性、54℃ 下30 s退火、72℃ 下30 s延伸的共30 个循环,然后是72℃下延伸7 min,最后保存在4℃ 冰箱中。每个样本重复3 次。最后将同一样本的PCR产物均匀混合并用2% 的琼脂糖凝胶电泳检测,电压设置为10 v /cm,电泳35 min[15]。用过EB染色后,在紫外灯下将所需要的电泳DNA条带切下,使用Axy Prep DNA凝胶回收试剂盒回收,再用Tris - HCl洗脱[16]。

1. 2. 3 优化序列统计及OUT划分

将洗脱后的PCR产物,使用Illumina Miseq平台进行优化序列统计和分析。

利用Trimmomatic、FLASH软件进行优化序列统计。利用Usearch ( vsesion 7. 1 http: / /drive5. com/uparse / ) 软件将样品DNA序列划分为特定的操作分类单元OTUs( Operational Taxonomic Units)[17]。利用mothur[18]、cluster[19]命令对OTUs进行序列归类。

1. 2. 4 多样性分析

利用R语言工具,选取相似度在97% 以上的OTUs,进行生物信息统计分析[20]。通过一系列统计学分析指数,包括丰度指数Chao、多样性Simpson指数及多样性Shannon指数、覆盖度指数Coverage等,进而估计环境群落的物种丰度和多样性。利用Fast Uni Frac软件、Qiime软件对各样本进行差异性和相似度分析。

2 结果与分析

2. 1 细菌16S r DNA的序列统计数据

对样品土样中细菌DNA基因组进行整体测序,共得到212 948 个Raw reads,总Total bases长度为53 449 948 bp,对其进行修剪优化后,得到93 033 个优化序列,序列平均长度为396. 5 bp。各样品的序列统计如表2 所示,扩增产物片段基本集中在300 ~500 bp之间,优势序列数量较多,说明此测序实验非常成功,这为准确鉴别样品中的细菌种类提供良好的前提条件。

2. 2 样本中的物种多样性统计

利用Usearch软件,对样品细菌16S rRNA中所有优化序列与OTU代表序列进行匹配,选出与其相似性在97% 以上的序列,共获得了371 个OTUs,其中样本2A中包含254 个,是数量最多的样本,其次是样本1A和3A,分别为含了220 和219 个OTUs,数量最少的样本是样本3B,含有121 个,如表3 所示,总体而言,石油污染土样中的OUT数较多。

利用mothur和version软件,通过单样品OTUs的多样性分析,计算出了每个样本中的丰度指数和多样性指数,见表3,样本2A的Chao丰度指数最大,为273,其次是1A,为251,样本3B的丰度最小,这说明石油污染物对土壤细菌丰度有积极影响,但影响程度与污染程度呈负相关; 样本3B的Simpson指数最大,为0. 1833,样本3A的最小,为0. 0367,其余的依次为1B > 2A > 2B > 1,样本3A的Shannon指数最大,为3. 91,其余的依次为1A > 2B > 2A > 1B >3B,这表明样本3A的细菌多样性最高,样本3B的多样性最低; 6 个样本的覆盖度指数Coverage都在99% 以上,这说明所有样本的取样深度都非常合理,测序结果能够代表样本中细菌分布的真实情况。

2. 3 土壤样品中的细菌群落结构组成

将OTUs中的所有序列在最新版的SILVA数据库中进行比对,找出其所包含的最近祖先的种属信息,可将这些生物学信息,分别以门、纲、目、科、属、种6 个不同的分类水平进行统计,得出各样品在各分类水平上的菌群组成和特征。6 个样本中共检测出了14 门、31 纲、72 目、134 科、230 属共310 种细菌,3 个污染土样中的细菌总数分别是13 346、13 762和11 591 个,3 个背景土样中的细菌总数分别为10 997、14 466 和16 391 个。

由表4 可知,14 种不同门水平上的细菌中,厚壁菌门、放线菌门及变形菌门为样本中的优势菌群,说明这些菌对环境具有较好的适应性,对石油污染具有较强的耐受性; 厚壁菌门[22]在背景土样数量最大,为29 732 个,在石油污染土样中的数目剧减73% ,这可能是因为石油污染对其有一定的毒害抑制作用,在很大程度上影响了其生长繁殖; 放线菌门和变形菌门在石油污染土样中数目剧增,变形菌门在背景土样中含5 010 个,在污染土样中增加到16224 个,放线菌增幅也较大,为46% ,可能因为石油污染对这两类细菌的生长繁殖具有积极影响。

图1 为不同样品中的群落结构组分图,选取了样本中含量最多、最具代表性的前12 种不同属的细菌作图。图中用不同颜色代表不同菌属,通过不同样本相同颜色的宽度变化,能清晰看出样本中菌群的变化情况,图中乳球菌属( Lactococcus) 、芽孢杆菌属( Bacillus) 、产碱杆菌( Solibacillus) 在背景土样中相对丰度大,在染土样中丰度比例减小; 而有些菌属则刚好相反,如小棒杆菌( parvum ) 和Alkanindiges等。

2. 3 样品中的细菌群落结构差异性

通过Fast Uni Frac软件对背景土样和污染土样进行分析,结果显示两种样本之间存在显著差异( P< 0. 05) ,这表明污染土样与背景土样中的细菌群落结构存在明显差异性。利用Qiime软件,基于群落结构和系统进化信息的数量距离矩阵作NMDS图,通过各样本在二维坐标轴上的距离能更加直观地比对样本组之间的差异性,如图2,3 个背景土样1B、2B、3B的差异性较小,可以分为一类; 3 个污染土样1A、2A和3A不只与背景土样的差异性较大,3 个样本间的差异性也较大,尤其是污染程度最大的样本1A特异性也最大,这说不同浓度的石油污染物对环境中细菌群落结构的影响程度也不同。

通过Qiime软件计算并制作多样本聚类相似度树状图,可以直观地看出样本间的细菌群落结构相似性,如图3,红色、绿色和蓝色分布代表1、2、3 组,树枝长度代表样本的距离,图例显示0. 01 所代表的长度,由图可知,样本1B与3B首先在0. 14 处聚为一类,并与样本2B在0. 17 处聚为一类; 而样本2A和3A在0. 22 处聚为一类,再与样本1B、2B和3B聚为一类,最后和样本1A在0. 37 处聚集; 样本1B、3B及样本2A、3A之间的距离差均为0,其次是1B和2B,距离为0. 03,再次是样本3A和3B,距离为0. 08,距离最远的是样本1A和样本1B /3B,距离均为0. 23。背景样本1B和3B以及污染样本2A和3A间的相似度最高,样本1A和1B之间的相似度最低。

3 讨论

细菌是土壤中物质转化和能量流动的主要作用者,在维持和恢复生态系统平衡方面起着重要作用,土壤中细菌群落结构多样性是评价环境土壤质量的重要指标之一[21]。然而由于土壤成分复杂,微生物个体小、数量大、种类多等原因,使得传统研究技术在研究土壤微生物群落结构特征时不仅费时费钱,准确性也不高[22]。现代微生物技术的使用能在较短时间内精确地完成大量检测工作,例如本实验中利用Miseq平台二代高通量测序技术等,检测出了一些石油污染土样中独有的菌种,通过分析知道石油污染对土壤中微生物的群落结构有显著影响,且不同石油污染程度对其结构特征的影响不同。宋兆齐[23]等采用高通量测序等技术研究了不同热泉中的厚壁菌门的分布和差异性,实验非常成功。

本研究利用Miseq平台测序统计,发现样本中厚壁菌门共37 829 个,占总数的47% ,放线菌门及变形菌门分别为18 260 个和21 234 个,占总数的22. 7% 和26. 4% ,为环境中的优势菌群; 放线菌门和变形菌门在石油污染样本中比在背景土样中多46% 和70% ,而厚壁菌门在石油污染土样中数目比背景土样中少73% 。这可能是因为石油污染物对有些细菌存在毒害抑制作用,而对另一些细菌的生长繁殖具有积极影响,石油烃类可以为土壤降解菌提供碳源和能源,随着时间推移,降解菌逐步成为该区域的优势菌,这些菌群是石油降解中的主力军。试验中的厌氧绳菌纲( Anaerolineae) 、暖绳菌纲( Caldilineae) 和梭菌纲( Clostridia) 几乎是污染土样中独有,这说明它们可能以石油烃为唯一碳源和能源,因此对这些菌群应多加关注,能为石油污染的微生物降解研究提供参考。杜滢鑫[24]等利用了变性梯度凝胶电泳法分析了大庆地区的植物根际微生物群落结构,也发现一种只存在于石油污染环境下的细菌。

石油污染样本中的细菌平均chao丰度为253,比背景土样高96,这说明一定程度的石油污染能提高土壤细菌的丰度。多样性Shannon指数和Simpson指数的检测表明,样本3A的多样性最高,3B的多样性最低,整体而言,石油污染土样中的细菌多样性比背景土样中高。这说明,在较稳定的环境中,一定浓度的石油污染有助于环境降解菌的生长繁殖,石油污染物对环境细菌的长期定向性选择和富集作用较明显。孙会梅[25]等在研究石油污染对湿地芦苇根际微生物系统结构的影响中也证实了一定浓度的石油污染能提高微生物结构多样性,石油烃的组分及石油污染物浓度对根际微生物结构影响较大。

污染土样和背景土样之间的群落结构和进化程度差异显著,不同污染程度的土样中的细菌结构存在较大差异。通过对相似性的研究发现,石油污染程度越接近的样本,相似度越高,污染样本2A和3A,与1A的距离较大,可能因为样本1A与另外两个样本中的石油浓度差异较大,石油浓度对土壤中细菌结构和多样性的影响较大。刘健[26]等对石油开采区不同污染浓度的土壤进行实验分析,结果也发现污染浓度高的土样中的优势菌数量多,污染浓度越接近的土样中的微生物群落结构相似性越高。

总之,通过实验统计和分析,证明了准东油田地区的石油污染物对环境中的细菌结构影响显著,且污染土样中的细菌种类更加丰富,菌群结构多样性比背景土样更高,其中包含降解能力较强的石油降解菌,还可能存在几种能以石油烃为唯一碳源、能源的菌种,开发潜力较大。

摘要：[目的]探究准东油田地区石油污染对土壤细菌结构特征的影响。[方法]提取准东油田的背景土和油污土中的细菌DNA并进行PCR扩增,利用Miseq平台对其16S r DNA进行测序统计。[结果]总共得到93 033个细菌16S rRNA有效序列,划分为371个OTU单元;样品中优势菌群是放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)及变形菌门(Proteobacteria),厚壁菌门在背景样本中总数为29 732个,污染样本中为8 097个,数量剧减;变形菌门和放线菌门在石油污染土样中数目分别增长70%和47%;污染样品中多样性shannon指数平均为3.77,高于背景样品的2.77。[结论]证明了石油污染物对环境中的细菌结构影响显著,石油污染土壤中细菌结构多样性高于背景土壤,环境中能降解利用石油烃的菌种可能属于放线菌门和变形菌门。

减少农机作业对环境的污染 篇8

一、 农业机械对环境的污染

1.油料泄漏

农业机械存放和使用中, 油料 (柴油、汽油、机油、液压油、齿轮油等) 泄漏的现象普遍存在, 这不仅影响了农机设备的正常使用, 浪费了石油资源, 还污染土地和水源, 严重危害生态环境。在每年一度的农机具技术状态检查中测算:柴油机如果漏油10滴/min, 24h损失柴油1.2kg;每滴柴油在水面上产生油迹扩散圈污染面积为3.14cm2, 每公斤柴油污染为3.7m2。据了解, 农村中柴油机底盘漏油现象约占总数的20%以上。

2.废油的污染

废油是指农机维修保养时清洗零配件的废柴油、更换的废机油、废齿轮油等。目前有少量废油被集中回收, 而多数则是随意抛洒, 有的被雨水冲入水沟、河, 污染水源;有的则被土地吸收, 污染土地。据测算, 农机维修保养时, 用于清洗零配件的柴油占主燃油的0.5%, 润滑油用量占主燃油的0.15%

3.排放废气

农业机械95%以上的配套动力都是柴油机。柴油机工作时可燃混合气燃烧做功后形成的废气, 经排气管排出。主要成分是二氧化碳 (CO2) 、一氧化碳 (CO) 、碳氢化合物 (HC) 、氮氧化合物 (NOX) 、碳烟颗粒物 (PM) 等。二氧化碳对人的直接危害不大, 但会使大气环境产生温室效应, 使地球逐渐变暖。一氧化碳会降低人和动物的血液输氧能力, 危害健康。碳氢化合物是由许多化合物混合而成的毒性很强的化合物, 对人的健康造成危害, 氮氧化合物在加热和阳光照射时会形成臭氧 (O3) 。在地表上的臭氧以烟雾的形式出现, 会导致人呼吸系统的疾病, 并抑制植物的生长和繁殖, 是引起人们肺心病和环境烟雾的主要原因。碳烟颗粒中含有许多致癌性的物质, 如苯并芘颗粒物的粒径为0.01～1.00μm, 这一粒径范围最容易被人体吸入而沉积在肺部, 从而对人体健康产生长期的危害。

二、 减少农机作业对环境污染的措施

农机对环境的污染, 必须引起全社会的重视, 因为这一问题涉及到机械设计制造及使用维修等多方面。应从源头抓起, 各环节都要有切实可行的防治措施, 达到节能减排的目的。

1.提高农机产品的技术含量, 生产环保型农机产品

农机生产企业要引进先进技术, 设计和生产更多的环境污染少的农机产品。研究表明, 通过改变柴油机燃烧室形状、压缩比、喷油时间、喷油嘴位置以及喷射角度等技术参数, 增加柴油机排气后系统可以有效降低有害气体颗粒物的排放。

2.推广使用清洁柴油

据考证, 瑞典等先进环保国家使用的清洁柴油与普通柴油相比, 一氧化碳排放可减少54%, 碳氢化合物 (HC) 和氢氧化合物可减少10%, 颗粒物可减少47%。因此, 推广使用清洁柴油可以有效降低柴油机有害废气和颗粒物的排放。清洁柴油是指含硫量低的柴油。专业人士测算, 如果哈尔滨区域的车辆 (以柴油机为动力的车辆) 都推广使用清洁柴油, 每年可减少有害气体和颗粒物排放400多t, 减少二氧化碳排放34万t, 减少柴油消耗1130多万t。如果全国的农业机械都推广使用清洁柴油, 可以减少环境污染, 保护人们的身体健康, 是一项利国利民的大好事。

3.加强专业技术培训, 提高操作技术水平

近几年来, 《农机化促进法》的实施, 农机装备量成倍增长, 但由于操驾人员操作使用技术水平偏低, 尤其是农业机械超负荷作业, 多装快跑, 不及时维护保养, 拖拉机带病作业, 增加了农业机械有害气体的排放。农业管理部门要加强对农机操作人员的技术培训, 提高操驾使用技术水平, 这也是减少农业机械有害气体和颗粒物排放的重要措施之一。

4.严格执行农业机械使用报废标准

警惕跨国公司对环境的污染 篇9

去年11月以来, 环保总局对2004~2007年间存在环境违法行为的跨国公司进行专项后督察。此次后督察涉及到河北、吉林、黑龙江、江苏、浙江、上海等19个省、市、自治区的130家跨国公司。这些跨国公司多数来自欧、美、日等发达国家, 既有世界知名品牌, 也有“世界500强”, 但是近年来它们却在中国发生了一系列环境违法行为。

此次后督察的130家跨国公司已全部查处到位, 未发现新的环境违法行为。但又有三家跨国公司存在其他环境违法行为, 主要情况是:欧诺法装饰材料 (上海) 有限公司重油炉烟尘和二氧化硫超标, 清洗废水未经处理直接排放;上海中远川崎重工钢结构有限公司噪声超标;今麦郎食品 (成都) 有限公司“三同时”设施未完全到位, 污水超标排放, 环保设施未经验收, 也未提出延期试生产申请, 主体工程就已投入生产。

目前, 环境污染已成中国经济运行中一个突出的问题, 而遍布全国各地的跨国公司也在一定程度上扮演了不太光彩的角色。从近年来国内沸沸扬扬的“海南金光毁林事件”、“肯德基拒报污染物排放申报事件”可以看出, 在环境保护方面, “企业社会责任”有时只是一个修饰词, 哪怕是所谓的跨国公司在监管薄弱的软环境中也会出现很多问题。对于这些跨国公司来说, 避免污染是完全能够做到的, 而且在对外宣传时, 注意环保往往是它们打的一张牌。但遗憾的是, 一些跨国公司并没有遵守自己的环境承诺, 进入中国以后很快就降低了环境标准。

是什么原因使这些跨国公司在它们国内是安分守己的“好公民”, 而一到中国就敢于违背承诺、毫无顾忌呢?

一是监管能力弱, 处罚力度小, 导致企业违法成本过低, 而守法成本却比较高。比如水污染, 一般只罚几万元, 这对于实力雄厚的跨国企业来说, 与投入巨资做到环保达标相比, 只是个区区小数。二是公众对企业环境行为不关注。在国外, 企业因为环保问题会导致品牌受损, 遭到民众“抛弃”。而在中国, 公众只关注企业产品质量和价格, 环境问题基本不影响其对企业产品的选择。中国公众的环保意识较差, 对大型环保事件抵制很少, 使公众舆论监督的作用没有得到发挥。三是落户于中国各地的跨国公司, 在赚取大量利润的同时, 也成了当地的“财神爷”, 受到了一些“土政策”的保护, 让其享受“超国民待遇”……事实已多次证明, 一些地方政府在追求“看得见的利益”时, 比企业还要着急, 还要不顾一切。它们经常会陷入“斯多葛学者们所追求的幸福模式”中, 即为了找到设定的“幸福”, 任何不同的立场都要被悬置。目前一些地方政府对跨国公司的环境污染问题的危害性认识不足, 一些官员出于个人政绩的考虑, 对G D P的重视程度远远超过对环境状况的关注。这使得对环境污染处罚力度原本就不足的措施, 更难以落到跨国公司身上。

看来, 在遏止环境污染问题上, 我们再也不能心慈手软了, 当务之急要做好以下几项工作。

一是对环保法规进行重新梳理, 进一步加大环境违法处罚力度, 不管是国内企业还是跨国公司, 都必须遵守中国的环境法律法规, 触犯哪一条, 就按哪一条处罚, 决不能法外开恩。在国外, 政府对企业环保的监管力度非常大。2007年10月10日, 美国政府宣布与美国电力公司达成一项解决方案。政府要求电力公司投资46亿美元用以控制环境污染, 这在美国环保罚款历史上是数目最大的一次。美国电力公司与司法部门达成和解协议, 同意接受46亿美元的巨额罚金, 从而了结了对其长达8年的环境污染联邦诉讼。而同是处罚环境污染企业, 我们与美国的差别可谓大矣。我国现行的环保法规规定, 企业违法排污, 环保部门最多罚款是10万元, 并且, 每月只能罚款1次, 这样一来, 即便每月都罚, 一年也不过120万元。河南省环保局局长王国平曾经举例说, 造纸厂购置治污设施, 一吨纸的成本要多花150元左右, 如果不购置这些设施, 一个日产百吨的小型造纸厂日均降低成本15000元。我们去处罚一次, 最多罚款10万元, 它们10天不到就能挣回来了。处罚力度如此之小, 手段如此之软, 使某些污染企业底气十足:宁可罚款, 也不治污!这样, 一些跨国公司也就越来胆越大了。如此境况令人忧心。违法者不畏惧法律的威力, 守法者享受不到守法的尊严, 谁还会守法?

二是要进一步推进公众的环保知情权, 让更多公众参与到环境保护中来。美国法学家威廉·弗崔尔说:“环保社团一直是确定公众价值、私人民事权利以及发动公众舆论方面的改革发动机。这些社团是富于创造性的源泉。民间环保组织不仅通过它们的出版物, 而且通过它们对公共舆论和政府的影响, 在确定改变环境的议程、发起保护自然的运动方面起着领导作用。”公众是环保事业进步的永恒推动力。

但是, 关注环保仅仅是第一步, 如何让公众参与环保事业, 还有很远的路要走。现在一个最现实的问题是, 公众不知道应该如何参与。目前, 中国的相关法律法规有不少地方明确了公众参与环境监督的权利, 可公众一旦遇到环境问题, 不知道用何种合理合法的方式参与。环保事业, 本质上是公众事业, 离开了公众参与, 它将行之不远。要珍惜公众参与环保的巨大热情, 有关部门应该在机制上、法律上为公众参与环保创造条件。

三是地方政府也要转变观念, 认识到绿色G D P同样关乎政绩与民心, 在环保问题上不当跨国公司的“保护伞”。而跨国公司应努力提升自己环保与守法的水平, 建立健全企业内部环境管理体制与机制, 淡化双重标准意识, 严格遵循中国环保标准和基本环保法规, 积极承担企业社会环境责任。惟其如此, 跨国公司才能真正叫响自己的品牌, 重拾中国民众的信任和尊敬。

当多达130家跨国公司登上违规名单时, 我们就不得不对跨国公司污染转嫁的现象予以重视。

跨国公司对其投资国环境的污染并非偶然, 而转移环境污染是一些国家的跨国公司进行对外直接投资的重要动机之一。一些发达国家严格限制企业在国内从事易造成污染的产品生产, 从而促使企业通过对外投资, 将污染产业向国外转移。因此, 在发达国家对外直接投资中, 高污染行业所占比重非常高。

跨国公司这样做不仅仅出于单纯的环境因素的考虑, 也与发达国家产业结构和产品结构的调整密切相关。资源紧缺是全球性的难题, 一些发达国家早已未雨绸缪, 大力发展高科技、高附加值的新兴产业, 而把那些高能耗、高物耗、高污染、劳动密集型的夕阳产业转移到发展中国家。这样既可以充分利用其所投资国的廉价劳动力, 也可以廉价获得发展中国家的资源, 而廉价资源开发使用的过程, 同时也是环境破坏的过程。