Page 147 - 《精细化工》2021年第12期
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第 12 期                  陈宏建，等:  槐糖脂对含油盐碱土壤的处理及其植物生长评价                                   ·2509·


                 随着石油行业的迅速发展，原油在勘探、运输、                         44.89%、pH 为 8.56、全盐量为 1.48%，是典型的盐
            加工和贮存的过程中不可避免地产生大量石油而污                             碱性砂质土壤；NaCl、甲苯，分析纯，国药集团化
            染土壤，其中的油分会渗透到地下水层，影响到植                             学试剂有限公司；0 号柴油，工业级，中国石化加
                             [1]
            物及农作物的生长 。与传统土壤修复技术相比，                             油站；酸型槐糖脂（pH=2.33），山东齐鲁生物科技
            微乳液洗脱技术作为一种新兴含油土壤修复方法备                             有限公司；紫花苜蓿、黑麦草，宿迁千绿园林草木场。
            受人们的关注。                                                雷磁 PHS-3CpH 计，上海树立仪器仪表有限公
                 微乳液是由油、水、表面活性剂和助表面活性                          司；电热鼓风干燥箱（101A-1E），上海实验仪器厂
            剂等组成的透明或半透明的、各向同性和热力学稳                             有限公司；精密电动搅拌器（JJ-1A），常州天瑞仪
                     [2]
            定的体系 。相比于表面活性剂溶液，微乳液结构                             器有限公司；JEM-1400 Plus 透射电子显微镜，日本
            更复杂，同时具有更强的破乳能力和更低的界面张                             电子株式会社。
            力，能够增溶更多的有机物。根据微乳液组成，可                             1.2    方法
                                                       [3]
            以分为 WinsorⅠ型、WinsorⅡ型和 WinsorⅢ型 。                  1.2.1   微乳液配方优化
            其中，WinsorⅠ型为 O/W 型微乳液与过量油相两相                           用土壤和原油配制含油率为 15%（以干基土壤
            共存的状态；WinsorⅡ型为 W/O 型微乳液与过量水                       质量为基准，下同）的含油土壤，自然风干 3~5 d
            相两相共存的状态；WinsorⅢ型为微乳液相与过量                          后，将其放在自然条件下老化 15 d。
            水相及过量油相三相平衡的状态。油相是微乳结构                                 室温下，固定柴油含量，将其与一定量的酸型
            的重要组成，溶解了洗脱的原油，有利于对土壤中                             槐糖脂、NaCl、水混合并搅拌均匀，得到微乳液。
            的原油进行回收。油相的选取多种多样，大多数为                             首先将配制好的 10 g 含油土壤放入具塞比色管中，
                       [4]
                                 [5]
                                        [6]
            中长链烷烃 或如煤油 、柴油 等的混合物。微乳                            加入 12.5 g 已配制的微乳液，搅拌均匀放入 35  ℃
                                                               水浴锅中，静置 24 h 至体系稳定后进行固液分离，
            液中的表面活性剂主要分为生物型表面活性剂和非
                                                               对残余固相进行两次水洗，固液分离后，测定固相
            生物型表面活性剂。非生物型表面活性剂常用的有
                                                               中原油含量并分析固相土壤的理化性质。筛选具有
            十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠等，对植物生
                             [7]
            长存在一定的毒性 ，不利于回收土壤的进一步处                             优良脱油能力的微乳液配方。
                                                               1.2.2   清洗工艺参数研究
            理，生物型表面活性剂具有低毒性、生物可降解性
              [8]
            等 特点。槐糖脂是一种典型的生物型表面活性剂，                                以原油脱除率作为含油土壤原油脱除效果的评
                                                               价指标。采用单因素法考察液固比（质量比）、温度、
            由微生物发酵生产，原料易得，不仅具有常规表面
                                                               搅拌强度和清洗时间 4 个因素对清洗效果的影响。
            活性剂所具有的通性，还具有无毒、100%可生物降                           当考察各因素的影响时，其余 3 个因素保持不变并
                                    [9]
            解的特性。MINUCELLI 等 将以脂肪为原料生产的
                                                               在后续的实验中采用最优值。首先将一定液固比的
            槐糖脂对润滑油污染的土壤进行生物修复，发现其
                                                               含油土壤（保持含油土壤为 50 g）及根据 1.2.1 节确
            对甲苯、正庚烷等各种烃类及润滑油具有良好的乳化                            定的微乳液放入烧杯，然后，在一定的温度和搅拌
            作用；GOSWAMI 等       [10] 通过煤油萃取实验探究多种
                                                               速度下清洗一定时间，处理后的土壤经 105  ℃烘干，
            表面活性剂溶液对煤油的增溶性能，对比发现，槐
                                                               用索氏提取-重量法测定土壤的含油量                 [11] 。
            糖脂提取污染土壤中烃类化合物的效果最好。
                                                               1.2.3   原油脱除率的测定
                 微乳液中的助表面活性剂多数为短链碳醇或中
                                                                   土壤含油率的测定采用索氏提取-重量法。称取
            链碳醇，考虑到在处理过程中存在醇类难回收、污
                                                               质量为 m 1 （g）的烘干含油土壤，用滤纸包裹称重
            染性及费用高等问题，本文拟选用价格低廉、挥发
                                                               为 m 2 （g）后放入索氏提取器，采用甲苯回流提取
            性不高的柴油作为油相，以酸型槐糖脂为表面活性
                                                               含油土壤中的原油，直至索氏提取器中的甲苯呈现
            剂配制的 WinsorⅠ型无助表面活性剂微乳液进行原
                                                               无色。滤纸及残余固相经烘干冷却后称重，质量为
            油污染土壤的无害化和资源化处理，并优化其工艺                             m 3 （g），则含油土壤干基含油率按式（1）计算：
            参数及考察修复后土壤的植物生长情况。                                                      m   m
                                                                              X  /%   2  3    100     （1）
            1   实验部分                                                                   m 1
                                                                   按照脱油前后土壤颗粒的总质量不变考虑，则
            1.1   试剂与仪器                                        原油脱除率按式（2）计算            [12] ：
                                                                                         
                 原油样品采自于西部某油田，密度（20  ℃）                                         X   X   1 X 1
                                                                                         
                                                2
                       3
            0.8511 g/cm 、黏度（35  ℃）99.52 mm /s；土壤样                                1   2  1 X
                                                                          R  /%            2    100   （2）
            品采自该油田现场土壤，经风干、过 2 mm 筛后备                                                X 1
                                  3
                                                 3
            用，土壤密度 2.74 g/cm 、容重 1.51 g/cm 、孔隙度                式中：R 为原油脱除率，%；X 1 为初始含油土壤干基
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