有機污染土壤修復技術應用進展

環(huán)境修復網訊:摘要：在當前城市工業(yè)化經濟迅速發(fā)展的背景下，大型企業(yè)如石油、化工企業(yè)等，在擴大生產規(guī)模創(chuàng)造巨大生產效益的同時，產生的工業(yè)廢棄物也對生態(tài)環(huán)境安全造成一定程度的威脅，城市內出現(xiàn)了大量有機污染場地。由于土壤修復在我國起步較晚，相關的技術、設備基礎較國際水平較為落后。因此，需大力加強先進的有機污染土壤處理技術研發(fā)，提升相關設備處理能力，有效防治土壤有機污染問題，促進綠色可持續(xù)經濟發(fā)展。因此，本文主要分析并闡述了國內常見有機污染土壤修復技術的相關應用情況。

關鍵詞：有機污染；土壤；修復技術；應用

Recent application of soil remediation techniques in organic contaminated sites

Zhou Yongxin

Guangxi BOSSCO environmental protection Co.，Ltd.

Abstract：Under the rapid development of the urbanism，a large number of organic contaminated sites are left in the cities.The industrial waste generated from big enterprises like petroleum and chemical plants pose a significant threat to the ecology.Due to the late start of soil remediation in China，the relevant techniques and equipment are not well developed compared with other ries like EU and US.Therefore，the investigation of advanced organic-contaminated soil treatment technologies is highly demanding in China.The efficiency and treatment capacity of the equipment should also be further studied to prevent and control organic pollution problems in the soil，as well as to promote sustainable economic development.This paper mainly introduced the common soil remediation techniques applied in the organic contaminated sites and their limitations in China.

Keywords：organic contaminants；soil；remediation technique；application

在工業(yè)化進程推進、城市用地調整過程中，大量冶金、石化、化工、農藥等工業(yè)工程遷出城市，城市中形成了較大規(guī)模的有機污染遺留場地[1]。我國對這一污染狀況的關注較晚，直至2004年原國家環(huán)?？偩植乓髮I(yè)搬遷遺留的城市污染場地進行監(jiān)測和修復。目前，這類污染場地形成了城市地區(qū)對土壤修復的主要需求[2]。同時，在“綠水青山就是金山銀山”的大背景下，針對土壤修復行業(yè)，我國也陸續(xù)發(fā)布了一系列關于加強污染場地管理和治理的通知要求、指導意見和法律法規(guī)。土壤污染的修復成為當前社會關注的焦點問題[3]。因此，本文主要介紹了目前國內在有機污染土壤修復過程中較常使用的物理、化學、生物修復技術及其適用條件。

1 物理修復技術

1.1 熱解吸技術

指利用熱交換系統(tǒng)，直接或間接對土壤污染物或其他含污染物的介質進行加熱（加熱溫度通常在150-540℃之間），使污染物從土壤或其他介質中揮發(fā)出，從而分離污染物的過程。土壤熱解吸處理過程的影響因素，主要包括溫度、處理時間、污染物特性、土壤理化性質（如含水率、土壤粒徑、滲透系數(shù)等）的影響。由于土壤加熱過程會消耗大量能量，如何在降低能耗的同時并保證處理效果是熱解吸技術成功運用的關鍵[4]。通常在工程應用中，會根據(jù)土壤含水率及污染物特性，選擇不同的加熱方式。若土壤含水率較高或污染物沸點在200℃以下，應優(yōu)先選擇電阻加熱；若污染物沸點在200℃以上，宜采用熱傳導加熱。目前，熱解吸法主要應用在多環(huán)芳烴、苯系物或石油烴等揮發(fā)/半揮發(fā)性有機污染物的處理中[5]。

1.2 氣相抽提技術

自20世紀80年代起，在歐美國家應用廣泛流行的土壤有機物污染修復技術，該方法最早由美國Terra Vac公司開發(fā)。該技術是將新鮮空氣通過注射井注入污染區(qū)域，利用真空泵產生負壓，注入的空氣流經污染區(qū)域時，解吸并夾帶土壤孔隙中的揮發(fā)性有機物經由抽取井流回地上[6]。氣相抽提技術是一種原位修復技術，對土壤中揮發(fā)性有機污染物具有較高的去除效率，因而適用于化工廠、石化場地等[7]。相關學者研究發(fā)現(xiàn)，氣相抽提技術應用于輕組分石油烴類污染物地時，對該類污染物的去除率可達90%以上[8]。

2 化學修復技術

2.1 氧化還原法

指通過向污染土壤中添加化學氧化劑（Fenton試劑、臭氧、雙氧水、高錳酸鉀等）或還原劑（二氧化硫、氧化亞鐵、氣態(tài)硫化氫等），使其與重金屬、有機物等污染物發(fā)生化學反應，生成毒性更低或易降解小分子物質，從而實現(xiàn)土壤凈化的過程[9]。有研究人員通過實地采樣，對金屬鐵屑修復氯代有機物污染土壤進行了針對性研究，經實驗證明，金屬鐵屑可以有效還原氯代有機化合物，整體反應條件比較溫和，且實際投入成本較少。金屬鐵屑對有機氯化合物還原脫氯的原理主要包括吸附、氫解、還原消除等，且氯代烯烴反應性會隨鹵化度的增加而呈現(xiàn)明顯下降的趨勢[10]。

2.2 土壤淋洗技術

指將淋洗劑滲透到被污染土壤中，充分與土壤顆粒作用，使污染物溶解進入液相，或促進其遷移轉化，污染物脫離土壤顆粒，從固相進入液相，降低土壤中污染物含量。淋洗作用原理包括：1.利用淋洗液溶解氣液相污染物，及吸附相污染物；2.利用液體沖洗力帶走土壤顆?？紫秵柡臀皆谕寥辣砻娴奈廴疚铩３Ｒ姷牧芟磩┌ㄋ?堿溶液、絡合劑、表面活性劑等[11]。研究人員對非離子型表面活性劑的淋洗效果進行研究發(fā)現(xiàn)，該類型表面活性劑對有機氯農藥污染場地的修復效果明顯[12]。土壤淋洗技術具有快速、高效、可操作性強的特點，有利于大面積重度污染土壤的修復，但其對土壤質地具有較高要求，輕質、砂質土修復效果較好，滲透性較差的粘質土壤修復效果較差，同時若淋洗劑使用不當易造成土壤養(yǎng)分大量流失、二次污染及地下水污染，因此篩選環(huán)境友好、易降解的淋洗劑成為淋洗法修復污染土壤的關鍵[13]。另外，土壤粒徑、污染物性質和濃度、水土比、淋洗時間等因素也會對淋洗效果產生影響[14]。

2.3 電化學修復技術

指在直流電壓形成的電場作用下，通過電化學和電動力學的復合作用（以電滲透、電遷移、電泳和擴散為主）驅動污染物沿電場方向富集到電極區(qū)，再將電極區(qū)集聚的污染物進行集中處理或者分離；或者通過電動效應增加土壤中的有機污染物、營養(yǎng)物和降解菌之間的傳質作用，提高土著或外源微生物的降解效率，該技術是一種新興的原位修復技術[15]。相關研究表示，在處理有機污染土壤的過程中，電化學修復技術受到電極反應、土壤酸堿度、表面化學能及污染物的電化學特征影響，并且主要依靠在外加電場作用下發(fā)生在土壤中電遷移和電滲析作用以及發(fā)生于電極表面的氧化作用。該技術適用于處理密質和低水力滲透率土壤中的有機污染物，然而對于緩沖容量較高的天然土壤，在實際修復過程中單靠電化學反應產生的酸很難使土壤的 pH 值降低到較低的水平，因此很難達到預期的修復效果，制約了電化學修復的實際應用[16]。

3 生物修復技術

污染土壤生物修復技術是指利用土壤中的植物、動物和微生物等生物吸收、降解和轉化土壤中的污染物質，使得其含量降低到一定水平或者轉化為無害物質的方法。根據(jù)污染土壤生物修復主體的不同，可以分為植物修復技術、動物修復技術、微生物修復技術[17]。

3.1 植物修復技術

指利用植物及其根際圈微生物體系的吸收、揮發(fā)和轉化、降解等作用機制來清除土壤中的污染物。植物修復過程可分為：植物提取、植物揮發(fā)、植物固定、植物轉化等。植物對有機污染土壤的修復作用主要表現(xiàn)在利用植物對有機污染物的吸收，植物體內釋放的各種分泌酶或酶類物質促進了污染物的降解及在植物根際微域的礦化，使污染的土壤生態(tài)功能得到恢復。植物降解有機污染物的成功與否，取決于有機污染物的生物有效性，即植物微生物的吸收與代謝能力。該技術適用于多環(huán)芳烴、氯代有機物為主的污染土壤的修復[18]。相關研究表明，植物通過將污染物吸收至木質素中，進行及時有效的濃縮固化、降解，可有效去除氯代有機污染物[19]。

3.2 微生物修復技術

指基于微生物自身的新陳代謝功能將土壤中污染物濃度降低一定水平，從而達到去除污染物質的修復方法。微生物具有分布廣、種類多、繁殖快、適應強和易變異等特點，具有較強的分解代謝能力和較高的代謝速率，降解潛力大，并且經濟、簡便、二次污染少，因此微生物修復在污染土壤修復的研究和應用中備受關注[20]。相關實驗證明，細菌、真菌等微生物可以有效消除土壤中的農藥殘留。微生物降解農藥的主要方式是酶促反應，即化合物通過一定方式進入微生物體內，在各種酶的催化作用下，最終將農藥完全降解或分解成毒性較小或無毒性的小分子化合物[21]。近年來，微生物修復污染土壤的研究報道較多，但投入實際應用的較少，主要的局限性體現(xiàn)在：（1）環(huán)境因素或污染物存在狀態(tài)的改變都會使微生物的降解難以進行；（2）當污染物濃度太低不足以維持一定數(shù)量的降解菌時，殘余的污染物就會留在土壤中，使污染物不能達到100%降解；（3）特定的微生物只能夠降解特定的化合物類型，化合物形態(tài)一旦變化就難以被原有微生物酶系降解；（4）其他物質對微生物修復的抑制及促進效應及修復過程中的基因調控機理還有待研究[22]。

國內的土壤環(huán)境污染問題日益嚴重，并且呈現(xiàn)多樣化、毒性大、濃度高的特點。但我國在土壤修復技術、工程化實踐運用、修復和監(jiān)測設備上起步較晚，加之國內的法律、監(jiān)管體系還不完善。因此，需要加快技術研發(fā)進程，結合實際污染情況，靈活選用一種或多種土壤修復治理技術，提升污染土壤修復技術水平與效率；進一步制定相關法律規(guī)程、技術標準，規(guī)范土壤修復技術運用市場。

原標題:有機污染土壤修復技術應用進展