响应曲面法优化Fenton氧化处理稠油污染土壤的条件研究

刘其友,李 琳，张云波，赵东风，赵朝成

(中国石油大学(华东)化学工程学院，山东 青岛 266580)

稠油属于非常规石油资源，又称重油或重质稠油。随着稠油开发的日趋活跃，稠油污染问题也日益严重[1，2]。稠油含有很高比例的沥青质和胶质，其主要组分为大分子非烃化合物，结构异常复杂[3～5]，粘度高且极易吸附在土壤颗粒上，微生物处理难度非常大，因此有必要采取措施强化稠油污染土壤的微生物修复。

Fenton氧化是利用H2O2作为主体的高级氧化技术，Fenton试剂由Fe2+和H2O2两部分组成，Fe2+催化H2O2反应生成的羟基自由基(·OH)具有极强的氧化性，能够通过氧化作用打破有机高分子共轭体系结构，使其降解成为有机小分子，因此Fenton氧化可以将土壤中的胶质和沥青质等大分子转化为小分子，从而提高微生物修复效果。Fenton氧化反应体系的初始pH值、H2O2用量、Fe2+用量是影响Fenton氧化反应的重要因素，降低pH值可以明显提高预处理效果[6～9]，但是考虑到实际应用及后续的微生物修复，体系的pH值不宜过低。作者在此采用Fenton高级氧化技术对稠油污染土壤进行氧化处理，选择初始pH值、H2O2用量、Fe2+用量为影响因素，石油烃降解率为响应值进行响应曲面优化分析，建立了影响因素与响应值之间的关系预测模型，以期为我国稠油污染土壤修复及老化油泥池的治理提供理论依据与技术支持。

1 实验

1.1 材料与试剂

土壤样品采集于克拉玛依风城油田土壤；稠油样品来源于克拉玛依乌尔禾5井区，原油密度0.963 g·cm-3，粘度5523.14 mPa·s(50 ℃)，饱和烃含量45.53%，芳香分含量23.71%，沥青质含量18.65%，胶质含量12.11%。……