行走在廣袤的陜北黃土高原，滿眼是經(jīng)過現(xiàn)代溝壑分割后留存下來的塬、梁、峁、溝，更有分外醒目的排排紅色豎式采油機散落其間，日夜不停地“磕頭”抽取著大地深處的黑色石油。

陜甘寧是中國革命的紅色圣地，黃土地養(yǎng)育中國共產(chǎn)黨人從這里走向北京。

延安是我國石油工業(yè)的發(fā)祥地，1907年打成了中國陸上第一口油井。今天，油氣產(chǎn)量位居中國石油集團第二位、全國第三位的中國石油長慶油田公司和年產(chǎn)值過千億元的陜西延長石油（集團）有限責任公司的主要采油區(qū)分布在陜甘寧黃土高原區(qū)域，如同安塞一樣，陜北黃土高原上一些縣曾經(jīng)以水土流失、生態(tài)環(huán)境極其脆弱而貧窮落后聞名全國，在20世紀90年代末，因石油開發(fā)神話般變成一座座洋溢著現(xiàn)代文明氣息的石油城。

伴隨油田開發(fā)帶來嚴重的生態(tài)環(huán)境污染

隨著大規(guī)模油田的勘探和開發(fā)，每年都有大量的鉆井作業(yè)，因廢棄鉆井泥漿污染嚴重，植被長期無法生長，致使土地資源不能恢復(fù)利用，帶來生態(tài)災(zāi)難，嚴重影響生態(tài)環(huán)境及脆弱的黃土高原區(qū)域經(jīng)濟和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。

長慶油田2008年勘探和采油鉆井就有6000余口、氣井500口左右，每口油井平均廢棄鉆井泥漿池占地面積約200平方米，占用土地面積達2000余畝，氣井每口廢棄泥漿池1000平方米，占地面積達1000畝。延長油田2009年勘探和采油鉆井8000余口，每口油井鉆井廢棄泥漿池平均占地面積約200平方米，占用土地面積達4400余畝，氣井每口鉆井廢棄泥漿池1000平方米，占地面積達1000余畝。陜北油氣田每年僅鉆井廢棄泥漿池所占用土地達5000多畝。不僅每個廢棄鉆井泥漿池所產(chǎn)生的廢棄鉆井泥漿固化深埋費用約5萬～10萬元，而且由于固化處理后污染物仍然存在、未被降解，嚴重污染土壤和地下水源。

目前在實際生產(chǎn)中，廢棄鉆井泥漿均未作相應(yīng)的無害化處理。

對廢棄鉆井泥漿污染源進行生物無害化處理，治理和恢復(fù)土壤功能已勢在必行。

科技創(chuàng)新成為大地綠色永駐的希望

近期，在中科院西安分院和陜西省科學(xué)院的長期、持續(xù)支持下，陜西省科學(xué)院酶工程所與西北大學(xué)生命學(xué)院以及陜西源一生物科技有限公司等組成十余人的科研團隊，通過查閱國內(nèi)外大量相關(guān)資料、文獻，在對前人的研究工作進行分析總結(jié)，根據(jù)目前國內(nèi)外油田鉆井開采中主要污染源鉆井廢棄泥漿的處理方法及對環(huán)境嚴重污染的現(xiàn)狀廣泛調(diào)研，及題目已有相關(guān)研究積累的基礎(chǔ)上，確定了鉆井廢棄泥漿微生物無害化原位處理技術(shù)及機理的研究實驗方案及步驟。經(jīng)過4年多的科技攻關(guān)，油氣田鉆井廢棄泥漿污染的生態(tài)修復(fù)技術(shù)已取得突破性進展，成為黃土高原既要油氣票子富裕、又要綠色永駐澤福子孫的希望之光點。

課題負責人介紹，油氣田鉆井廢棄泥漿污染的生態(tài)修復(fù)技術(shù)是依據(jù)生物修復(fù)原理，采用現(xiàn)代微生物工程技術(shù)，針對廢棄泥漿中的有害成分，選育具有高效降解能力的微生物復(fù)合菌群，通過微生物在廢棄泥漿中的生長繁殖，經(jīng)過復(fù)雜的生物、化學(xué)過程，對廢棄泥漿中危害生態(tài)環(huán)境的有害成分進行高效的降解轉(zhuǎn)化，使其脫毒、脫膠、脫鹽堿、脫水，達到生物無害化處理的目的，使被污染的土壤環(huán)境得到生物修復(fù)、生態(tài)環(huán)境得到恢復(fù)的創(chuàng)新技術(shù)方法。

記者了解到，尤其是此項技術(shù)的處理工藝不需另外添加任何設(shè)備，操作方便簡潔，易于大規(guī)模推廣應(yīng)用，處理成本較現(xiàn)有的廢棄鉆井泥漿固化處理成本降低20%左右，污染物能夠得到徹底降解轉(zhuǎn)化，土地資源得以保護，生態(tài)環(huán)境得到修復(fù)，因而具有重大的經(jīng)濟、社會、環(huán)境效益以及廣闊的應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化前景。

2006年，課題研究團隊在從陜西延長油田、長慶油田、上海煉油廠等單位的鉆井廢棄泥漿、石油污染土壤、污水池及污泥中采集了數(shù)十份樣品，通過對樣品的分離、純化，初步歸類獲得30余種微生物菌株后，又通過激光誘變，在鉆井廢棄泥漿中培養(yǎng)馴化，通過初篩、復(fù)篩，選育得到了5株能夠利用鉆井廢棄泥漿作為唯一營養(yǎng)源迅速生長繁殖并降解轉(zhuǎn)化各類有害成分的優(yōu)良菌株。

緊接著，他們根據(jù)長慶油田鉆井廢棄泥漿中的有害成分和物理狀態(tài)，以及各菌株在鉆井廢棄泥漿中的繁殖生長狀況，采用正交實驗設(shè)計方案，確定了長慶油田鉆井廢棄泥漿專用復(fù)合固體菌劑中菌株的組成及配比；并在此基礎(chǔ)上，根據(jù)所篩選菌株各自的生理生化特征和作用特點優(yōu)化了各菌株液體、固體的培養(yǎng)工藝參數(shù)，建立了日產(chǎn)10噸規(guī)模的固體菌劑生產(chǎn)廠房和相應(yīng)的生產(chǎn)線。

令人激動的示范應(yīng)用效果

歷經(jīng)四載春秋，研究團隊通過在長慶油田58個不同地域、不同環(huán)境、不同類型油氣田鉆井廢棄泥漿池的無害化原位處理示范應(yīng)用實驗，進一步優(yōu)化完善了現(xiàn)場施工操作方案，及專用固體復(fù)合菌劑在廢棄泥漿池中的接種量、處理溫度、處理時間等工藝條件。在接種量0.3％～0.8％、溫度＞10℃的條件下，復(fù)合菌劑中微生物能夠以鉆井廢棄泥漿作為唯一營養(yǎng)源迅速生長繁殖，有效地降解、利用、轉(zhuǎn)化其中各類有害成分，鉆井廢棄泥漿的破膠、分層、脫水極為明顯，pH值可由強堿性恢復(fù)至中性，使鉆井廢棄泥漿迅速轉(zhuǎn)化形成適宜各類生物生長的良好微生態(tài)環(huán)境，大大降低和消除鉆井廢棄泥漿對自然生態(tài)環(huán)境的危害。

試驗處理的58個油、氣井場的鉆井廢棄泥漿池30～60天后完全達到生物無害化處理效果，均通過當?shù)丨h(huán)保部門和油田相關(guān)部門按國家環(huán)保標準和油田工程管理規(guī)定的現(xiàn)場達標驗收。

據(jù)中石油長慶油田分公司勘探開發(fā)研究院試驗分析中心、鄂爾多斯市環(huán)境保護中心監(jiān)測站、核工業(yè)部203研究所、西北大學(xué)分析測試中心、陜西省微生物研究所微生物分析測試中心、陜西省科學(xué)院酶工程研究所分析檢測，結(jié)果表明經(jīng)本技術(shù)處理30～60天的鉆井廢棄泥漿中石油烴類物質(zhì)降解率可以達到95%以上，6價鉻的轉(zhuǎn)化率可達到99%，pH值降至6.5～7.5，活菌數(shù)達1010個/克以上，水分含量降至40%～60%，可溶性總鹽降低80%，有機質(zhì)含量與周邊土壤相比增加300%以上。其效果基本使鉆井廢棄泥漿達到脫毒、脫膠、脫鹽堿、脫水的目的。據(jù)悉，該項成果已獲國家發(fā)明專利，專利號為2007101955522，具有獨立自主知識產(chǎn)權(quán)、屬于原創(chuàng)性成果。

2008年1月19日，項目成果通過陜西省科技廳組織、主持的技術(shù)鑒定，專家組一致通過鑒定意見為：該項目總體技術(shù)水平處于國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進水平。

2008年12月20日，項目通過陜西省科技廳組織、主持的應(yīng)用示范鑒定，由中國工程院院士和中石油、中石化、中海油等單位相關(guān)專家組成的專家組一致認為：該項目創(chuàng)新地提出了解決鉆井廢棄泥漿無害化處理問題的一種新方法。該技術(shù)先進、合理，操作方便易行，處理成本低，無害化處理效果好，適合油氣田鉆井廢棄泥漿的無害化處理，具有大規(guī)模推廣應(yīng)用的前景和顯著的社會、經(jīng)濟效益。項目總體技術(shù)水平處于國際先進水平。

2009年，課題研究團隊建成日產(chǎn)10噸規(guī)模的固體菌劑生產(chǎn)廠房和相應(yīng)的生產(chǎn)線，共生產(chǎn)專用固體菌劑1300余噸，完成了國內(nèi)長慶油田、大慶油田3000余口各類鉆井的廢棄泥漿池的微生物無害化處理應(yīng)用推廣，及2010年在中海油海上鉆井廢棄泥漿、四川普光含高硫泥漿及遼河油田、勝利油田、新疆油田等國內(nèi)主要油田的各類泥漿進行的無害化處理研究試驗與示范工作。

期待科技創(chuàng)新之花在井架之地盛開

自20世紀70年代以來，美國、前蘇聯(lián)、加拿大、德國和中國的許多研究部門圍繞如何處理鉆井廢棄泥漿進行了大量研究工作。綜合處理成本、技術(shù)難度和處理效果，目前世界上通用的鉆井廢棄泥漿處理方法主要有填埋、固化、注入地下安全層和土地耕作法。但是這4種鉆井廢棄泥漿的處理方法，均未能有效解決鉆井廢棄泥漿中有害成分對環(huán)境的長期嚴重污染，使被污染的土壤不能得到有效修復(fù)，生態(tài)環(huán)境嚴重受損。近年來，隨著人類對環(huán)保的重視，原位固化、填埋方式在國內(nèi)外大多數(shù)油田也已被嚴格限制使用。

而陜西省科學(xué)院酶工程研究所、西北大學(xué)研發(fā)的鉆井廢棄泥漿微生物無害化原位處理技術(shù)，一是具有無害化及資源化特點，即在油氣田鉆井廢棄泥漿池中接入復(fù)合固體菌劑后，在各類微生物生長代謝的協(xié)同作用下，原位改變廢棄物的理化性質(zhì)，將廢棄物中的有害成分轉(zhuǎn)化成各類生物生長可以利用的碳源、氮源、腐殖酸類物質(zhì)，補充土壤中各類營養(yǎng)元素，促進植物吸收、生長，肥效顯著；二是具有成本低，易于大規(guī)模推廣應(yīng)用的特點，經(jīng)上述試驗及示范證明其操作方便易行，經(jīng)濟效益和社會效益顯著。

記者相信，在陜西省科學(xué)院的大力支持和推進下，項目研究團隊繼續(xù)發(fā)揚勇于在艱苦環(huán)境中以解決生產(chǎn)實際難題為己任的科研創(chuàng)新文化傳統(tǒng)，進一步攻克或優(yōu)化技術(shù)路徑的同時，加大推廣示范區(qū)域的應(yīng)用點，以盡快有效解決新開發(fā)油氣田過程中產(chǎn)生的環(huán)境污染和生態(tài)破壞問題，以及早年開發(fā)油氣田或已經(jīng)廢棄礦區(qū)等歷史遺留的環(huán)境污染和生態(tài)破壞問題，為國家可持續(xù)發(fā)展過程中的生態(tài)環(huán)境和土地資源保護作出應(yīng)有的貢獻。

山丹丹花開紅艷艷。創(chuàng)新成果之花必將在油氣井架之處盛開，廣袤的大地永駐綠色。

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