紫外光(UV)光解油田采出水中多環芳烴如何處理
摘要：為了探討紫外光光解人工模擬油田采出水中多環芳烴的降解效率，利用自制反應裝置對油田采出水中多環芳烴（PAHs）的紫外光光解做了一個初步研究。
研究結果證明，紫外光光解對油田采出水中的多環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（365nm）、UVB（308nm）的光照相比，紫外UVC（254nm）在光照60min的條件下，2種多環芳烴各自的去除率都近似達到了99%。可見，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定和比較高的效率。
石油在開采、生產、加工過程中產生大量的污水，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，嚴重污染海洋生態環境，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、環烷烴、苯酚類、多環芳烴類等有機物。多環芳烴（pahs）是指分子中含有２個或２個以上苯環的碳氫化合物，是一種持久性有機污染物，廣泛存在于各種環境介質中。pahs具有強烈的致癌、致畸及致突變性。
美國國家環境保護局（usepa）規定了１６種pahs為環境監測優先檢測物。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（１，２，３ｃｄ）芘、二苯并（ａ，ｎ）蒽、苯并（ｇ，ｈ，ｉ）芘。近年來，國內外對pahs的污染處理主要采取了物理和化學氧化法。
物理方法不僅處理時間長，降解效果差，而且降解產物也不徹底，而紫外光光解水中的多環芳烴是在光誘發所產生的單線態氧、臭氧或羥基游離基的作用下發生氧化降解的，弱反應選擇性的羥基自由基一旦形成，就會誘導一系列自由基鏈反應，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。
基于多環芳烴在石油采出水中的高度富集，本文以２種典型的多環芳烴萘、芴為研究對象。研究在２５４、３０８和３６５ｎｍ波長紫外光照射下，經過固相萃取（ＳＰＥ）氣相色譜／質譜聯（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，也為相應的控制技術提供基礎數據。
1實驗部分
1.1實驗裝置
反應裝置由紫外光輻照室和反應器主體組成。輻照室主體由不銹鋼材料建成，內徑約３０ｃｍ，壁厚約０．５ｍｍ，壁高約３８ｃｍ，室內壁安裝有紫外燈套。反應器主體是石英圓柱形小罐，內徑２０ｃｍ，壁厚約４ｍｍ，壁高２５ｃｍ，反應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。
反應器內部安裝雙層六葉槳式聚四氟乙烯材料葉輪以實現對水樣的充分攪拌，反應器內部與水接觸的連接部件均采用聚四氟乙烯（teflon）。
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