涪陵页岩气开发油基钻屑环境健康风险评估研究

摘要

当今社会，新型能源的开发越来越被人重视，页岩气作为其中之一，以清洁和低碳被人们关注。大力开发页岩气这一新型能源对于我国来说不仅仅是能够缓解能源紧缺压力，同时还能使我国能源结构得到优化，使能源利用效率大大提高。但是，目前页岩气开采过程也会伴随着一些环境污染，如开采过程中产生的大量油基钻屑。针对油基钻屑对环境产生污染的问题，由于国内研究起步较晚，处理技术及其标准尚不成熟，可能导致场区土壤环境污染，存在着严重的环境污染风险问题。是以，针对页岩气开采现场的油基钻屑，对其进行污染风险评估显得十分重要。 本论文从污染场地风险评估技术着手，对页岩气油基钻屑污染场地进行健康与环境风险评估，估算该场地的污染风险水平，确定污染土壤的修复目标值，并且进一步研究油基钻屑经处理后不同用途（填埋处置、道路土方填充）达到不同标准时的危害商，为我国制定油基钻屑排放标准提供一个理论依据，对我国油基钻屑的管理具有深远意义。论文研究结果表明：（1）页岩气开采时产生油基钻屑堆积的井工厂区域，主要污染物为总石油类，浓度达到30745.9433mg/kg，在敏感用地方式下，污染物中>C8-C10脂肪烃、>C12-C16脂肪烃的非致癌危害商均大于1，超过可接受风险水平；在非敏感用地方式下，污染物中>C12-C16脂肪烃的非致癌危害商大于1，超过可接受风险水平；（2）当场地作为敏感用地时，在所有暴露途径下，当>C8-C10脂肪烃浓度为760.10mg/kg，>C12-C16脂肪烃浓度为620.80mg/kg，相对应的总石油类目标值为1408.67mg/kg时，具有可接受的非致癌风险水平；当场地作为非敏感用地时，在所有暴露途径下，当>C12-C16脂肪烃浓度为2236.48mg/kg，相对应的总石油类目标值为5074.84mg/kg时，具有可接受的非致癌风险水平；（3）以两个污染物控制标准中标准值为限进行计算，在敏感用地方式和非敏感用地方式下，所有污染物在所有暴露途径下的非致癌危害商总和HIn均大于1，超过可接受风险水平。在本文的污染扩散模型选取条件下，只有在油基钻屑中石油类的浓度低于1408.67mg/kg时，该地区油基钻屑中石油类污染物的非致癌危害商才是均可接受的。《农用污泥中污染物控制标准》（GB4284-1984）中规定的3000mg/kg和《油田含油污泥综合利用污染控制标准》（DB23/T1413-2010）中规定的20000mg/kg远大于其可接受危害商对应的石油类限值，说明两个标准值在该场地实行仍然存在较大风险；（4）当油基钻屑用于公路路基填料和油田垫井场、通井路土方时，在所有暴露途径下，当>C12-C16脂肪烃浓度为4553.24mg/kg，相对应的总石油类目标值为10331.84mg/kg时，具有可接受的非致癌风险水平。国家标准《公路路基设计规范》JTGD30—2004中规定的50000mg/kg和国内外相关文件中规定的20000mg/kg远大于其可接受危害商对应的石油类限值10331.84mg/kg，说明针对油基钻屑，此污染控制标准值需要更加严格，风险降到最低。

目录

第1章 绪论

1.1 研究背景、目的和意义

1.2 油基钻屑的来源及其危害

1.3 国内油基钻屑排放控制标准

1.4 国内外污染场地风险评估技术研究现状

1.5 研究内容及研究技术路线

第2章 页岩气开采场地油基钻屑环境风险评估

2.1 区域概况

2.2 油基钻屑石油类浓度

2.3 油基钻屑石油类馏分分段相对含量

2.4 风险评估结果与讨论

2.5 小结

第3章 我国油基钻屑及其参照控制标准环境风险评估研究

3.1 参照《农用污泥中污染物控制标准》的环境风险评估分析

3.2 参照《油田含油污泥综合利用污染控制标准》的环境风险评估分析

3.3 风险控制值与参照控制标准值关系分析与探讨

第4章 页岩气油基钻屑综合利用污染控制标准研究

4.1 用于公路路基填料技术参数

4.2 用于油田垫井场、通井路土方技术参数

4.3 小结

第5章 结论与建议

5.1 结论

5.2 建议

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文和专利

附录A《污染场地风险评估技术导则》（HJ 25.3-2014）推荐模型公式