土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥的污染及治理探討

任宇航，單再毅，李 偉

(西藏大學(xué) 理學(xué)院，西藏 拉薩 850000)

1 引言

土壤是生物的重要棲息場所之一，更是生物賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著我國社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，不僅提高了對(duì)土壤的利用率，更是加重了土壤的負(fù)擔(dān)。為了提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，大量的使用化學(xué)農(nóng)藥，尤其是OCPs的大量使用，加重了土壤污染，另外，由于OCPs難降解、易遷移，導(dǎo)致了全球性污染。本文對(duì)土壤中OCPs的來源、污染現(xiàn)狀和治理方法進(jìn)行了總結(jié)，以期提高對(duì)土壤污染的認(rèn)識(shí)，并為后來研究者提供參考。

2 OCPs的分類、特點(diǎn)及來源

2.1 OCPs的分類

土壤中OCPs一般分為兩類：一類是以苯為原料的氯化苯類及其衍生物，主要有六六六(HCH)、滴滴涕(DDT)、六氯苯、林丹等；二類是以環(huán)戊二烯為原料的氯化鉀撐萘制劑，主要有狄氏劑、艾氏劑、異狄氏劑、氯丹、硫丹、七氯等。除此之外，還有以松節(jié)油為原料的莰烯類殺蟲劑(如毒殺芬) 和以萜烯為原料的冰片基氯[1]。

2.2 OCPs的特點(diǎn)

OCPs普遍結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分子量大，理化性質(zhì)穩(wěn)定，有難降解性[2]；OCPs具有半揮發(fā)性，部分揮發(fā)到大氣中，經(jīng)氣流向其他地方轉(zhuǎn)移，另部分OCPs經(jīng)過雨淋、滲透，在地下積累轉(zhuǎn)移,甚至污染地下水，導(dǎo)致全球性污染，有易遷移性[3]；OCPs容易在生物體內(nèi)聚集，破壞生物肝臟、腎臟等器官的功能，影響免疫能力和神經(jīng)系統(tǒng)，也會(huì)傳遞給捕食者，危害其他生物，有高毒害性[4]。

2.3 土壤中OCPs的來源

目前我國在土壤中測得的OCPs，主要來源于以下3個(gè)方面。 第一來源于歷史遺留，建國初期至20世紀(jì)六七十年代我國處于重建階段，為了提高經(jīng)濟(jì)，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，大量的使用了OCPs，導(dǎo)致現(xiàn)在我國各地區(qū)仍有殘留；第二來源于新型農(nóng)藥，我國現(xiàn)在仍然使用林丹、三氯殺螨醇等新型農(nóng)藥，其成分也含有大量有機(jī)氯；第三來源于外部遷移，我國周邊國家，像印度、巴基斯坦等發(fā)展中國家，目前仍在大量使用OCPs，并且他們尚未擁有成熟的處理技術(shù)，導(dǎo)致很大一部分遷移到我國[5]。

3 土壤OCPs的污染現(xiàn)狀

我國自從1983年全面禁止生產(chǎn)使用DDT、HCH農(nóng)藥后，經(jīng)過各類降解作用，使得環(huán)境中此類化合物含量逐漸減少。20世紀(jì)70年代以來，OCPs使用量最大的棉田土壤HCHs和DDTs的殘留量分別為11.68 mg/kg和0.80 mg/kg,1980年全國農(nóng)田耕層土壤中HCHs殘留量平均為0.742 mg/kg，到1985年，全國農(nóng)田耕層土壤HCHs總體殘留水平為0.181～0.254 mg/kg，DDTs為0.222～0.273 mg/kg，20世紀(jì)90年代末，我國土壤有機(jī)氯農(nóng)藥的殘留量已大大降低，但仍有部分地區(qū)檢出率很高[6]。

另外，根據(jù)徐鵬[7]、來雪慧[8]等研究，不同地區(qū)有機(jī)氯污染程度也不相同，一般特點(diǎn)為：東部>西部，南方>北方。并且調(diào)查結(jié)果表明，DDT仍然是土壤中OCPs的主要成分，除了地區(qū)不同導(dǎo)致污染程度不同外，不同的功能區(qū)、不同類型的土壤造成土壤污染的程度也不相同。

4 目前已有的治理方法

4.1 污染土壤修復(fù)原理

首先到考慮到如下幾點(diǎn)：第一，防止遷移，避免全球性污染，即固定污染源；第二，提高生物利用率，結(jié)合生物修復(fù)，提高降解效率[9]。

4.2 修復(fù)方法

4.2.1 物理修復(fù)

最早使用的方法翻土、填埋、熱處理等，修復(fù)效果并不好，后來研究應(yīng)用土壤溶劑淋洗技術(shù)、熱脫附法、土壤氣相抽提技術(shù)(SVE)、原位空氣注射法，再結(jié)合吸附濃縮過程，去除土壤中的有機(jī)氯，從而修復(fù)土壤。

4.2.2 化學(xué)修復(fù)

通過特定化學(xué)反應(yīng)，使土壤中有機(jī)物分解或轉(zhuǎn)化為無毒、低毒類物質(zhì)。一般機(jī)理為沉淀、吸附、氧化還原、催化氧化、質(zhì)子傳遞、聚合、水解、脫氯、調(diào)節(jié)PH等，最早是用表面活性劑和有機(jī)溶劑去除土壤中的有機(jī)物，經(jīng)后來者研究，逐漸開發(fā)了光化學(xué)修復(fù)技術(shù)、聲化學(xué)氧化技術(shù)、電動(dòng)力學(xué)及其聯(lián)用技術(shù)、氧化還原技術(shù)、土壤改良劑投加技術(shù)。

4.2.3 生物修復(fù)

植物修復(fù)技術(shù)：主要是利用植物根系對(duì)OCPs的固定、吸收、降解和揮發(fā)作用，將有機(jī)污染物降解轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水或其他可揮發(fā)性、無毒或低毒性物質(zhì)。研究表明楊柳科、豆科、禾木科、菊科植物對(duì)OCPs有很好的修復(fù)效果[11,12]。

微生物修復(fù)技術(shù)：一般是利用微生物自身特性，對(duì)土壤中OCPs進(jìn)行吸收、轉(zhuǎn)化、降解，使有機(jī)物完全降解轉(zhuǎn)化為為二氧化碳和水或無毒化合物。其修復(fù)主要分為有氧氧化脫氯和無氧還原脫氯兩種途徑，其降解微生物有假單胞菌屬、芽孢桿菌屬、氣桿菌屬、曲霉屬、青霉屬、鐮刀菌屬等，一種降解菌可以降解多種OCPs。

5 結(jié)語

對(duì)于我國污染現(xiàn)狀，國內(nèi)大部分地區(qū)OCPs的檢出率依然很高，迫切需要修復(fù)，目前來說，物理修復(fù)簡單易行，但存在經(jīng)濟(jì)投入高等缺點(diǎn)，化學(xué)修復(fù)快速直接，但存在二次污染等缺點(diǎn)，生物修復(fù)徹底干凈，但存在修復(fù)周期長等缺點(diǎn)，所以今后研究方向在于植物-微生物聯(lián)合技術(shù)，物理-化學(xué)-生物聯(lián)合技術(shù)等較為理想的修復(fù)技術(shù)。