基本信息
- 项目名称：
- 高含硫气井井喷事故对环境污染情况及其修复研究--以重庆市开县“12.23”特大井喷事故为例
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 该作品是申报同学参加首批国家大学生创新性实验计划的项目成果，以“重庆市开县‘12.23’特大井喷事故”为例，从改进有毒气体扩散模型、测量污染程度和修复污染等三方面对高含硫气井井喷污染展开研究。研究成果可丰富高含硫气井井喷事故环境影响的理论与实践，为类似事件的环境修复提供科学依据。
- 详细介绍：
- 该论文首先从连续点源的扩散模式出发，基于高斯公式改进有毒有害气体扩散的数学模型，该模型特别讨论了低风速高源强条件下背风区的扩散模式，填补了这一方面的空白，对照井喷事发时的环境条件和造成的伤亡情况，验证了该模型的准确性并用来指导抢险救援行动。 然后首次精确测量井喷对土壤环境的污染情况，用原子吸收光谱法测土壤环境中几种典型重金属含量，发现锌含量超出背景值200倍以上，污染面积近50km2；镉、铬超出背景值3-10倍。用高频红外碳硫分析仪测定样品，发现土壤中有机碳含量减少；硫元素超标14倍，污染面积约25km2；猪、牛、羊等动物毛发中和大黄等一些植物中硫含量增长明显。 最后根据土壤污染程度提出了植物提取修复方案，修复后再次测量污染物含量以验证修复方案的效果，结果证明柳树、杂草等对受污染土壤中金属Zn、Cd的修复效果很好，使其含量降低了近60%；首次发现大黄对环境硫污染有良好的修复效果，使硫含量降低约77%；利用植物提取可有效修复高含硫气井井喷污染，为类似事故的快速修复提供了重要的理论指导。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本文的目的是修正气体扩散模型，填补背风区扩散这一空白；研究重庆开县特大井喷事故对土壤环境的污染情况；根据污染程度提出相应的污染修复方案并进行验证，以期为以后类似污染事件的快速修复提供有力参考。 本文的思路是先建立高源强低风速情况下井喷模型并用开县特大井喷事故的实际情况进行验证，然后精确测定事故对土壤环境的污染情况，最后根据污染情况提出植物提取修复方案并再度测量污染物含量以验证修复方案的有效性。
科学性、先进性及独特之处
- 重庆市开县特大井喷事故在高含硫气井井喷事故中极具代表性。对照井喷事发时的环境条件和造成的伤亡情况，验证了修正模型的正确性。 用先进的仪器和分析方法精确测量井喷地区污染情况，使结论更具科学性和可信度。实验中全程控制质量，保证精度。 首次对背风方向的气体扩散做了模拟，填补了这一空白；详尽研究了开县特大井喷事故对土壤环境的具体影响情况，进而提出了切实可行的修复方案。
应用价值和现实意义
- 我国已进人天然气工业高速发展时期，硫化氢含量大于1％的天然气占全国天然气储量的1/4。但由于技术条件限制，井喷或者泄露事故时有发生。 论文中提出并建立的有毒气体扩散模型可预测污染物扩散，指导消防救援，亦可指导其它危险源的工程设计。测量具体污染情况可快速制定相应的修复方案，为类似环境污染事件的快速修复提供有力的理论与实践参考。研究中首次发现大黄对硫污染有很好的修复作用，可用于类似事故的修复。
学术论文摘要
- 以“重庆市开县'12.23'特大井喷事故”为例，从改进有毒气体扩散模型、测量污染程度和修复污染等三方面对高含硫气井井喷污染展开研究。首先从连续点源的扩散模式出发，基于高斯公式改进有毒有害气体扩散的数学模型，该模型特别讨论了低风速高源强条件下背风区的扩散模式，填补了这一方面的空白，对照井喷事发时的环境条件和造成的伤亡情况，验证了该模型的准确性并用来指导抢险救援行动。然后首次精确测量井喷对土壤环境的污染情况，用原子吸收光谱法测土壤环境中几种典型重金属含量，发现锌含量超出背景值200倍以上，污染面积近50km2；镉、铬超出背景值3-10倍。用高频红外碳硫分析仪测定样品，发现土壤中有机碳含量减少；硫元素超标14倍；猪、牛、羊等动物毛发中和大黄等一些植物中硫含量增长明显。最后根据土壤污染程度提出了植物提取修复方案，修复后再次测量污染物含量以验证修复方案的效果，结果证明柳树杂草等对污染土壤中金属Zn、Cd的修复效果很好，使其含量降低近60%；首次发现大黄对环境硫污染有良好的修复效果，使硫含量降低约77%；利用植物提取可有效修复高含硫气井井喷污染，为以后类似事故的快速修复提供了重要的理论指导。
获奖情况
- 1.第七届甘肃省“挑战杯”一等奖 2.高含硫气井井喷事故环境污染与修复——以重庆市开县井喷为例，环境污染与防治，2009，03 3.高含硫气井井喷事故土壤环境污染情况研究，环境化学,2009，05
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1]谢传欣，叶从胜，黄飞，国内外井喷事故回顾[J]，安全健康和环境，2004.4(2): 2~9 [2]环境检测标准分析方法编写组，环境监测标准分析方法（试行）[M]，北京，1980,78~104. [3]中央政府门户网，重庆开县井喷事故， [4]中国环境监测总站，中国土壤元素背景值[M]．北京，中国环境科学出版社，1990．330–480.
同类课题研究水平概述
- 随着现今经济社会的快速发展，化石能源的大规模开采利用，环境污染不可避免。对受污染环境的修复问题已成为世界环境科学界的重大课题，也是近几年我国“973”计划重点资助领域之一。因此，研究污染物来源、分析污染物分布、测量污染程度进而提出合理的污染修复方案，对人类社会进步与环境的和谐发展意义深远。 本课题针对近年来频发的天然气井喷事故，以具有典型代表性的我国重庆“12.23”高含硫气井井喷事故为例，通过实地采样、实验室试验，精确测量了污染程度，全面分析了污染物来源及分布，修正了天然气井喷污染气体扩散模型，着重研究了该事故对周边土壤环境的影响及污染物分布特征，在此基础上，通过实验对比研究，提出了有效可行的修复方案并进行了验证。
