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随着石油、天然气行业的不断发展,钻井开发工业范围不断扩大,钻井液添加剂被广泛应用于钻采行业。通常钻井液添加剂成分复杂、难降解物质多。当这些钻井液添加剂跟随钻井废液进入环境后,往往会对环境造成一系列影响。检测分析钻井液添加剂中污染物类型,预测钻井液添加剂经井下高温高压条件作用后,污染物的变化过程,不但评估了钻井液添加剂对环境造成的污染,也为后续钻井液添加剂的开发与处理提供了参考。本文以磺酸盐类钻井液添加剂:磺化沥青与磺化木质素为研究对象,通过高温高压反应釜模拟井下环境,分别探讨了在不同时间、温度、压力条件下,磺化沥青与磺化木质素的生物降解性和生物毒性的变化规律,利用现代分析仪器傅里叶红外光谱和气相色谱-质谱联用技术分析经井下高温、高压条件作用前后,磺化沥青和磺化木质素的官能团和物质组分的变化情况,初步推导其降解机理,系统地对磺化沥青和磺化木质素的污染特性进行评价。结果表明:(1)经高温高压作用后,磺化沥青与磺化木质素的生物降解性显著提高,其中未处理的磺化沥青与磺化木质素废水的COD去除率分别为:52.61%、43.55%,BOD5/COD值分别为:0.0105与0.0800,而高温高压处理后,磺化沥青与磺化木质素的COD 去除率最大可达 83.61%、72.70%,BOD5/COD 值达 0.0214 与 0.2960。(2)对于生物毒性,6种水样对斑马鱼的急性毒性均显示无毒。三种处理条件下磺化沥青的HgCl2毒性当量分别为 0.041 mg/LHgCl2、0.023 mg/LHgCl2、0.021 mg/LHgCl2,高温高压后磺化沥青毒性明显降低;三种处理条件下的磺化木质素对发光细菌生物毒性的半有效浓度EC50值分别为:338.6 mg/L、282.5mg/L、231.0mg/L,毒性等级均为中毒水平,高温高压后毒性升高。(3)对高温高压处理前后的磺化沥青与磺化木质素进行了傅里叶红外、气相色谱-质谱联用技术分析,结果表明,磺化沥青与磺化木质素废水成分十分复杂,磺化沥青中主要的有机污染物包括烷烃类、酯类、芳香族化合物等,磺化木质素中主要的有机污染物包括烷烃类、酯类、酰胺类、芳香族化合物。高温高压改变了磺化沥青与磺化木质素中官能团位置及结构组成,将难降解的大分子有机物转变为易降解的小分子化合物,提高其可生物降解性;同时,高温高压后的降解产物类型发生变化,对其生物毒性产生了影响。