簡(jiǎn)述揮發(fā)性有機(jī)物污染土壤工程修復(fù)技術(shù)的研究進(jìn)展

摘 要:揮發(fā)性污染毋庸置疑的已經(jīng)成為了嚴(yán)重影響人們身體健康和人類(lèi)進(jìn)步的污染種類(lèi)之一，目前，已經(jīng)被各國(guó)科學(xué)家、學(xué)者重視起來(lái)。揮發(fā)性有機(jī)物污染作為一種可以在空氣中傳播的污染方式，使其成為了一種難以治理，來(lái)源廣泛的污染。本文從揮發(fā)性有機(jī)物的理論概念出發(fā)，闡述了對(duì)土壤的污染，給人們帶來(lái)的健康危害以及治理工作的開(kāi)展。

關(guān)鍵詞:揮發(fā)性有機(jī)物 土壤 污染

中圖分類(lèi)號(hào):X53文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2012)04(b)-0142-01

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各種污染已經(jīng)成為了人類(lèi)文明前進(jìn)的最大阻礙，已經(jīng)使得人們付出了慘痛的代價(jià)，人類(lèi)面臨著自己的家園每況越下，到了必須敲響警鐘的時(shí)刻了。日前，有報(bào)道稱(chēng)世界汽車(chē)的日尾氣排放量逼近了大自然所能修復(fù)的極限數(shù)值，石油開(kāi)采的不規(guī)范使得石油泄漏、對(duì)土壤、水源等造成了無(wú)法挽回的損害。有專(zhuān)家指出，大量的揮發(fā)性有機(jī)物(Volatile Organic Compounds)VOCs對(duì)土壤的污染的危害將在未來(lái)成為人類(lèi)最防不勝防的健康殺手，為此，有效的治理、管理來(lái)整治揮發(fā)性有機(jī)物污染對(duì)土壤的工程的實(shí)施刻不容緩。

1 揮發(fā)性有機(jī)物污染

VOCs揮發(fā)性有機(jī)物定義為:室溫下，飽和蒸汽壓大于7091Pa，或者沸點(diǎn)在260℃以下的有機(jī)物以氣體的方式進(jìn)入空氣中的污染，一般常見(jiàn)的以這種污染方式存在的主要有石油、制藥、印刷、化工原料、噴涂等等。揮發(fā)性有機(jī)物由于其特性一般具有幾點(diǎn)特征:

(1)隱蔽性:氣體是均勻的分布在空氣中的，很多時(shí)候是人們不可以避免的，當(dāng)有毒有害的有機(jī)物以氣體形式存在空氣中時(shí)，深入到土壤后就可以造成土壤污染，當(dāng)蘊(yùn)藏在土壤中的有毒有機(jī)物釋放出來(lái)后對(duì)人們的危害不可估量。

(2)有毒有害:揮發(fā)性有機(jī)物大部分都是對(duì)人體有害無(wú)利的物質(zhì)，這些土壤中的物質(zhì)一旦在適當(dāng)?shù)臍鉁蒯尫懦鰜?lái)，其毒害性可以對(duì)人畜的眼睛、皮膚、呼吸道造成危害，輕則使人畜皮膚過(guò)敏、頭痛、呼吸道感染，重則將危及到生命。更加危險(xiǎn)的是，有些VOCs在太陽(yáng)光的照射下會(huì)產(chǎn)生一系列的化學(xué)變化，產(chǎn)生毒性更加大的物質(zhì)，不僅對(duì)人體造成危害，也對(duì)自然環(huán)境、大氣造成破壞。

(3)土壤中的VOCs不易清除:揮發(fā)性有機(jī)物污染，隱藏到土壤中后不易清除，如果不加以管理，隨著日積月累的VOCs積累，土壤中的毒害物質(zhì)將會(huì)在土壤對(duì)化學(xué)物質(zhì)具有吸附作用的條件下，從量變到質(zhì)變，對(duì)人們的身體健康造成難以想象的危害。

2 揮發(fā)性有機(jī)物污染土壤工程的修復(fù)

通過(guò)對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物污染危害的了解，認(rèn)識(shí)到了治理VOCs土壤污染已經(jīng)到了關(guān)鍵的時(shí)刻。世界上許多專(zhuān)家對(duì)于這種看不到、摸不著的有機(jī)物污染主要有幾大類(lèi)措施。

(1)熱解吸技術(shù)。熱解吸是比較常用的治理?yè)]發(fā)性有機(jī)物土壤污染的。

方式之一，方法是通過(guò)對(duì)土壤進(jìn)行加熱，改變自然環(huán)境，使得吸附在土壤中的有機(jī)物飽和蒸汽壓增大，揮發(fā)進(jìn)入氣相狀態(tài)后處理。

熱解吸治理?yè)]發(fā)性有機(jī)物在土壤中的污染主要有三個(gè)階段，土壤預(yù)處理、旋轉(zhuǎn)爐熱處理、出口氣體處理。Chem等人報(bào)道，連續(xù)進(jìn)料式旋轉(zhuǎn)爐技術(shù)在治理?yè)]發(fā)性有機(jī)物土壤污染十分有效。其中，主要考慮幾個(gè)參數(shù):溫度、揮發(fā)性有機(jī)物種類(lèi)、載流氣體速度等，例如:當(dāng)20分鐘的停留時(shí)間就可以將土壤中的某些有機(jī)物的98%以上除去。

(2)光降解技術(shù)。這種方式處理?yè)]發(fā)性有機(jī)物主要有兩種辦法:

①直接光降解。直接光降解技術(shù)主要應(yīng)用月水溶性較低、感光性敏感的化學(xué)物質(zhì)。土壤中揮發(fā)性有機(jī)物的光降解效率主要取決于土壤中氣體、水分、空氣三者的比例。一般我們通過(guò)促進(jìn)光感物質(zhì)的揮發(fā)來(lái)提高光降解率，包括提高土壤的疏松度或者干燥度，也可以通過(guò)耕作、設(shè)置排水系統(tǒng)來(lái)提高有機(jī)物的蒸發(fā)率。

②光催化氧化。光催化氧化是另一種解決揮發(fā)性有機(jī)物土壤污染的有效方法，光催化氧化法是指在正常情況下，揮發(fā)性有機(jī)物分解為無(wú)毒的二氧化碳和水以及無(wú)機(jī)物質(zhì)，這一過(guò)程反映速度快，且沒(méi)有其它的污染，被專(zhuān)家成為最有潛力的方法。

(3)土壤淋洗技術(shù)。土壤淋洗是一種通過(guò)相溶原理來(lái)過(guò)濾土壤中有毒有機(jī)物的方法，一般可用于處理吸附在土壤中的污染物。這一技術(shù)先將淋洗液注入已污染土壤，再用泵將含有污染物的淋洗液抽吸至地面就地處理。在此過(guò)程中，淋洗液和污染土壤充分混合，被土壤吸附的污染物通過(guò)溶解、乳化和化學(xué)作用進(jìn)入淋洗液中，從而隨淋洗液的吸出從土壤中去除。一般需要用清潔的提取液反復(fù)多次淋洗以去除殘余的污染物，然后對(duì)含有污染物的淋洗液進(jìn)行處理與回用。

土壤淋洗法主要有兩步來(lái)完成清洗，一是以淋洗溶解液體來(lái)溶解污染物，然后再利用二是利用沖淋水力帶走土壤孔隙中或吸附于土壤中的污染物。前一過(guò)程由污染物的溶解性以及Henry定律常數(shù)控制，而后者則取決于沖淋水的壓力梯度、土壤粘度及污染物濃度。

目前來(lái)看，土壤淋洗是相對(duì)使用價(jià)格最低，二次污染小的處理?yè)]發(fā)性有機(jī)物土壤污染的有效途徑之一，這種方法可以加速自然滲瀝過(guò)程，主要針對(duì)PAHs的低溶解度和疏水性，使用純水進(jìn)行原位以及異位土壤淋洗效率非常的低，但是當(dāng)我們學(xué)區(qū)非離子表面活性劑對(duì)原位淋洗，就可以將治理效率提高數(shù)倍。另外，土壤淋洗法在對(duì)土壤作用淋洗液的過(guò)程中，淋洗液與土壤作用的時(shí)間，淋洗液的用量，以及成分的組合對(duì)于土壤的清洗都會(huì)有影響。例如:土壤中淤泥和粘土成分過(guò)高，將會(huì)阻礙淋洗溶液在土壤中的滲透。事實(shí)表明，使用多種表面活性劑進(jìn)行連續(xù)的土壤淋洗，對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物去除效果往往要優(yōu)于使用單一表面活性劑。表面活性劑的濃度、淋洗溶液的成分都是目前我們研究的重點(diǎn)，找出最適合治理土壤中的揮發(fā)性有機(jī)物污染的溶液參數(shù)對(duì)這一工程有重要的作用。

(4)土壤氣相抽取技術(shù)。土壤氣相法抽取(SVE)也被廣大專(zhuān)家稱(chēng)作土壤真空抽取法，也可以理解為土壤通風(fēng)法。土壤氣相法抽取技術(shù)采用真空泵與小口徑垂直井或側(cè)渠相連來(lái)降低土壤中的蒸汽壓，以加速污染物的揮發(fā)并使之隨氣流帶出土壤，從而達(dá)到凈化目的。這種技術(shù)尤其適用于滲透性強(qiáng)的土壤，可以在揮發(fā)性有機(jī)物深入地下水之前，將其過(guò)濾，防患于未然。疏松沙質(zhì)的土壤十分有利于SVE系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的空氣流通，以及氣、土相之間良好的界面交換。SVE系統(tǒng)的性能好壞，取決于其對(duì)污染物的去除率、所需的處理時(shí)間以及處理成本。這些性能參數(shù)又依賴(lài)于物理化學(xué)因素，如通過(guò)土壤的空氣速率、氣流模式、污染物類(lèi)型及其在氣相、液相、溶解和吸附狀態(tài)中的分布等。SVE系統(tǒng)運(yùn)行成本低廉、操作簡(jiǎn)便，在許多VOCs污染土壤的修復(fù)中得到了成功應(yīng)用。

3 展望

在世界范圍內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物土壤污染技術(shù)的發(fā)展對(duì)人類(lèi)的進(jìn)步有著重要以及深遠(yuǎn)的意義，雖然這一工程的投入很大，但是許多國(guó)家仍越來(lái)越重視，投入的人力物力也越來(lái)越多。在我國(guó)，污染土壤的治理工作主要是集中在重金屬方面，對(duì)于揮發(fā)性有機(jī)物的治理尚處于關(guān)注階段，為此，政府應(yīng)該積極調(diào)動(dòng)專(zhuān)家來(lái)開(kāi)發(fā)治理方案，呼吁群眾注意揮發(fā)性有機(jī)物的防范，嚴(yán)懲不法商家不顧環(huán)境污染換取自己利益的罪惡行徑。

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