中原油田油区土壤重金属污染特征分析

辛英 古德宁

（濮阳市环境监测站，河南 濮阳 457000）

中原油田油区土壤重金属污染特征分析

辛英 古德宁

（濮阳市环境监测站，河南 濮阳 457000）

长期油田开发造成了中原油田区土壤环境质量恶化，然而目前对油田土壤重金属的污染特征尚不十分明确。通过对中原油田油区土壤进行了采样和分析，结果表明：土壤样品中Cd、Pb、Cr的含量分别为0.098 mg/kg、108 mg/kg、73.3 mg/ kg，三种元素含量高于河南省土壤重金属背景值，其中，Pb在土壤中有较高的富集；油区土壤中的重金属主要来自于原油泄漏、钻井泥浆洒落和农业生产中农药化肥的大量使用。

土壤；重金属；油田

中原油田开发区域主要位于河南濮阳，含油气面积339.17 km2，从1975年开始勘探至2015年，采油累计产生原油1.8亿吨，现拥有油水井7353口。长期的油气开发过程导致了油田土壤的环境质量破坏，而由此导致的石油污染土壤中重金属的污染特征却鲜有报道。

通过对濮阳油区内土壤进行采样和统计分析，弄清了中原油田石油污染土壤中镉、铅、铬的污染特征，为开展油田土壤的管理和修复工作提供了数据支撑。

1 实验部分

1.1 样品采集和处理

2015年10月，对油区内40个井场周边的土壤进行采样，选择四周为农田且农作物正常生产的井场为监测对象，每个监测点采用梅花法布设5个点采集5个样品，再把5个样品混合成1个样品，采样深度为土壤表层0～20 cm，每个样品约重1 kg，共采集40个样品。土壤样品采回实验后，置于阴暗、通风、避光处自然风干，除去土壤中混杂的石块、动植物残体等，采用四分法将样品破碎，过100目筛，装瓶并贮存于干燥器中备用。

1.2 土壤样品分析

土壤样品主要测定Cd、Pb、Cr、三种重金属总量，其测定方法为土样用微波消解，用ICP（2100DV）和石墨炉原子吸收（700p）检测。试验中采用土壤标准物质ESS3进行质量控制，同时作全程空白试验，不少于10%的平行样。

1.3 土壤污染评价方法

土壤污染评价方法采用单因子指数法，其计算公式为：Pi=Ci/Si

式中：Pi为土壤中污染物i的环境质量指数；为污染物i的实测值mg/kg；为污染物的评价标准mg/kg。其中：Pi≤1表示土壤未污染；Pi＞1表示土壤已受污染；Pi越大，污染程度越严重。

2 结果与讨论

2.1 重金属浓度特征

井场周边土壤中重金属全量统计结果见标1。

表1 研究区土壤重金属浓度统计数据

注：1为河南省土壤元素背景值；2为中国土壤环境质量标准（GB15618-1996）

由表1可知，在所有采样点重金属Cd、Pb、Cr的平均浓度分别为0.098 mg/kg、108 mg/kg、73.3 mg/kg。从变异程度上说，Cd、Pb、Cr的变异系数分别为39.8%、39.9%和49.9%差别不大，三种重金属的变异系数属于中等轻度，其中Cr的变异系数最大，说明Cr受外源污染的影响较大。

通过对比土壤中重金属的含量、河南土壤元素背景值［1］和国家土壤环境质量标准，濮阳油区土壤中的重金属均值均低于国家二级标准，Cd、Pb、Cr的污染指数为0.098、0.308、0.209，表明土壤未收到污染。通过与河南省土壤元素背景值进行比较，发现濮阳油区采集的土壤样品中重金属的平均值超过了当地土壤背景值，Cd、Pb、Cr的污染指数为1.09、7.50、1.37，表明土壤已受到污染。相对于整个河南省的土壤背景值而言，Pb在土壤中普遍具有较高的积累，Cd和Cr也有一定程度的积累。

为研究重金属的同源性，对Cd、Pb、Cr之间进行相关性分析，其结果见表2。由表2可以知，3种重金属相互之间相关性达到显著水平（p＜0.01），呈极显著正相关，相关系数范围为0.512～0.608。表明油田区域土壤中Cd、Pb、Cr之间表现为复合污染或具有同源性。

表2 重金属的相关系数

2.2 油区土壤重金属的来源分析

油田土壤中的重金属主要来自原油泄漏、钻井泥浆洒落和农业生产中农药化肥的大量使用。

（1）原油：在油田生产的众多环节中，难免会发生原油泄漏，洒落在地面的原油势必会渗入土壤并将其中所含重金属带入土（2）钻井泥浆：钻井泥浆是由钻井液、岩屑、粘土以及伴生的污水、油水等组成的胶体悬浮液，其中含有多种有毒重金属物质［3］。在钻井过程中，钻井泥浆使用量大，势必会在作业现场有所洒落，难以做到完全无害化处理，这也是造成油田土壤重金属污染。

壤，且随雨水的淋漓作业不断扩散到它处或深处。此外，油田内偷油事件常有发生，这也导致一定数量的原油泄漏，加重污染［2］。

（3）农业生产：在采油区内，多数土地是农业生产用地，在农业生产过程中，化肥农药的大量使用也造成重金属在土壤中的富集［4］。

此外，钻井过程中的柴油机废气、汽车尾气等造成的大气污染也会造成土壤中重金属的含量。

3 结论

通过对中原油田油区土壤中的重金属全量分析，油区土壤中的重金属浓度未超过国家标准，但Cd、Pb和Cr的浓度普遍高于当地土壤背景值，存在不同程度的富集现象，尤其是Pb的富集程度最高；油区土壤中的重金属主要来自于原油泄漏、钻井泥浆洒落和农业生产中农药化肥的大量使用。

［1］河南省土壤普查办公室，河南土壤［M］.北京：中国农业出版社，2004：559- 592.

［2］邓绍匀，徐学义，邱清华.我国是由污染土壤修复研究现状与展望［J］.北方园艺，2012（14）：13-19.

［3］邵涛，龚莉娟，汪九新.钻井废泥浆中重金属化学形态及潜在生态效应评价［J］.中国环境监测，2007，12（14）：11-13.

［4］蝴蝶，陈文清.土壤重金属污染现状及植物修复研究进展［J］.安微农业科学，2011，39（5）：2706-2710.

辛英（1974.4-） ，男， 大专，助理工程师， 研究方向：环境监测。

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A 文章标号：1003-5168（2015）11-076-02