石油污染土壤修復(fù)研究進展

劉隴

【摘 要】工業(yè)革命以來，石油污染業(yè)已成為土壤環(huán)境問題的重要影響因素，對于地球生態(tài)環(huán)境及人類生產(chǎn)生活有著極大的影響。本文擬對石油污染土壤修復(fù)問題的研究進展情況進行分析，以期為推動相關(guān)研究工作提供有價值的參考。

【關(guān)鍵詞】石油污染；土壤修復(fù)；研究進展

對于人類的生產(chǎn)活動乃至自然界的存在與發(fā)展來說，土壤都是重要且基礎(chǔ)的自然資源，直接關(guān)系到地球生態(tài)的穩(wěn)定與發(fā)展。然而，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，石油等能源資源的開采給地球生態(tài)造成了巨大的影響，特別是在土壤污染方面，石油的危害愈發(fā)顯得嚴重，污染面積也越來越大，直接危及可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略實施?；诖?，本文就目前的石油污染土壤修復(fù)技術(shù)進行詳細綜述，以期為土壤污染修復(fù)研究提供一些參考。

一、石油烴污染土壤的物理修復(fù)技術(shù)

物理修復(fù)技術(shù)，指的是依據(jù)物理學(xué)的相關(guān)原理，將石油烴污染物從受到污染的土壤中分離出來，從而對土壤進行修復(fù)的技術(shù)。其主要包括土壤置換、氣相抽提、萃取洗脫等。

1.土壤置換法：是將污染土壤通過機械手段從污染場地移除，并填充以新鮮土壤的修復(fù)技術(shù)。土壤置換法較為單調(diào)，且修復(fù)過程需要投人大量人力、物力和財力。該技術(shù)一般只適用于污染核心區(qū)超高濃度污染土壤的處理或者緊急事件小面積污染場地的處理，如天津“8·12”事故中爆炸核心區(qū)的場地修復(fù)。

2.氣相抽提法：是去除非飽和區(qū)土壤中揮發(fā)性有機物的有效手段，通過注入井向滲流區(qū)注入空氣，同時利用抽提井產(chǎn)生低壓環(huán)境，使得土壤中存在于油相、溶解相以及吸附相的有機污染物揮發(fā)到氣相中，并經(jīng)抽提井收集到地面尾氣處理裝置中進行回收或處理。

3.化學(xué)萃取技術(shù)：是一種利用溶劑將污染物從被污染的土壤中萃取后去除的技術(shù)。在采用溶劑萃取之前，現(xiàn)將污染土壤挖掘出來，并將大塊雜質(zhì)、石塊等分離，然后將土壤放入一個具有良好密封性的萃取容器內(nèi)，土壤中的污染物與化學(xué)溶劑充分接觸，從而將有機污染物從土壤中萃取出來，濃縮后進行最終處置（焚燒或填埋）。該技術(shù)取得成功的關(guān)鍵是要求浸提溶劑能夠很好地溶解污染物，但其本身在土壤環(huán)境中的溶解較少。常用的化學(xué)溶劑有各種春蕾或液態(tài)烷烴，以及超臨界狀態(tài)下得水。

二、石油烴污染土壤的化學(xué)修復(fù)技術(shù)

化學(xué)修復(fù)方法是利用化學(xué)反應(yīng)原理和工程技術(shù)將土壤中的污染物分解成無毒小分子，從而達到土壤修復(fù)的目的。其一般適用于高濃度污染場地的處理，主要的修復(fù)技術(shù)包括化學(xué)氧化、等離子體降解和光催化降解等；

1.化學(xué)氧化法：化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)是通過向污染土壤中加入化學(xué)氧化劑，利用氧化劑和污染物之間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)來實現(xiàn)土壤中污染物的降解。

2.等離子體降解：等離子體是由大量離子、電子、原子、分子以及未電離的中性粒子組成的宏觀上呈電中性的集合體。近幾年，等離子體作為一種新型技術(shù)被運用到環(huán)境領(lǐng)域。由于在電離產(chǎn)生等離子體過程中能夠產(chǎn)生大量活性物質(zhì)如O3、H202、自由基（·0H）等，從而創(chuàng)造一種強氧化環(huán)境，將處于電離場中的有機物進行氧化分解。

3.光催化降解：是當(dāng)半導(dǎo)體材料吸收的光能大于或等于半導(dǎo)體禁帶寬度時，電子由半導(dǎo)體的價帶躍遷到導(dǎo)帶上產(chǎn)生高活性電子e。同時，在原來的價帶上形成1個空穴h+。產(chǎn)生的空穴具有極強的氧化性（即獲取電子的能力），可以與水作用形成羥基自由基（·OH），從而直接將有機物降解為小分子物質(zhì)。

三、石油烴污染土壤的生物修復(fù)技術(shù)

生物修復(fù)技術(shù)研究開始于20世紀80年代中期，到20世紀90年代有了成功應(yīng)用的實例。根據(jù)污染土壤生物修復(fù)主體的不同，分為微生物修復(fù)、植物修復(fù)和動物修復(fù)3種，其中以微生物修復(fù)與植物修復(fù)應(yīng)用最為廣泛。污染土壤的生物修復(fù)技術(shù)與其他修復(fù)技術(shù)相比，有著許多優(yōu)點，如技術(shù)成本低、對環(huán)境影響小、能使地表長期穩(wěn)定、可在清除土壤污染的同時清除污染土壤周圍的大氣和水體中的污染物，從而有利于改善生態(tài)環(huán)境?？梢哉f，目前石油污染土壤修復(fù)的研究方向，基本都指向生物修復(fù)技術(shù)。

一是植物修復(fù)技術(shù)。從植物的生理、栽培、遺傳的角度進行研究，篩選能超量積累污染物的植物；改善植物吸收性能，發(fā)掘高效污染修復(fù)植物；開展植物修復(fù)的機理研究，探索有效修復(fù)污染環(huán)境的植物修復(fù)技術(shù)；應(yīng)用分子生物學(xué)和基因工程技術(shù)，鑒定和克隆抵抗重金屬或降解有機污染物的植物基因，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)創(chuàng)造一批新的植物品種，培育轉(zhuǎn)基因植物，從而構(gòu)建出高效去除污染物的植物；其他，如污染物在植物體系中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律、植物—微生物體系的作用規(guī)律、植物物種的搭配、工程設(shè)計規(guī)范及工程治理標準等，也是使植物修復(fù)技術(shù)最優(yōu)化的重要研究。

二是微生物修復(fù)技術(shù)。運用分子生物學(xué)、遺傳學(xué)和基因工程等新理論、新技術(shù)分離和選育高效降解菌，培育基因工程菌，增強它們對污染物的降解能力，是提高土壤微生物修復(fù)效果的研究熱點；通過工程化措施，利用土著、外源微生物或基因工程菌進行污染土壤的生物修復(fù)；基于微生物的復(fù)合修復(fù)：微生物—土壤物理改良、微生物—化學(xué)活化、微生物—動物、微生物—植物、甚至于微生物—植物—動物等多生命體的系統(tǒng)組合研究。

四、結(jié)束語

石油污染土壤的修復(fù)是一項系統(tǒng)性的復(fù)雜工程，其中涉及的因素非常多，單純地依靠某一項或者某一種技術(shù)，難以真正實現(xiàn)土壤的徹底恢復(fù)。因此，在土壤修復(fù)實踐中，要研究探索將物理、化學(xué)、生物技術(shù)進行充分地融合，對石油污染進行綜合治理，才能夠有效實現(xiàn)土壤的修復(fù)和再利用。

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