有機(jī)物污染土壤修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用研究

摘要：隨著人們對(duì)土壤有機(jī)污染物危害的認(rèn)識(shí)和關(guān)注，有機(jī)物污染土壤修復(fù)技術(shù)越來越受到重視。本文在分析有機(jī)污染物在土壤中遷移機(jī)制的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際修復(fù)案例，研究有機(jī)污染土壤修復(fù)應(yīng)用，以期為我國今后開展有機(jī)物污染土壤的控制與修復(fù)工作提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：有機(jī)物;污染土壤;修復(fù)技術(shù)

中圖分類號(hào)：X53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2019）07-0-01

Abstract：With peoples understanding and concern about the harm of organic pollutants in soil， more and more attention has been paid to the remediation technology of organic pollutants contaminated soil. Based on the analysis of the migration mechanism of organic pollutants in soil， combined with actual remediation cases， this paper studies the application of organic contaminated soil remediation， in order to provide a basis for the future control and remediation of organic contaminated soil in China.

Key words：Organic matter;Contaminated soil;Repair technology

1 有機(jī)污染物在土壤中遷移機(jī)制

有機(jī)污染物在土壤中遷移機(jī)制主要包括吸附、解吸、揮發(fā)、淋濾、降解殘留等。有機(jī)污染物自身的特性如易揮發(fā)性、難降解性、親水或憎水性等都會(huì)影響其在土壤中的遷移。由于地區(qū)、環(huán)境、氣候等因素，導(dǎo)致土壤自身的肥沃度、結(jié)構(gòu)組成、溫濕度等也不盡相同，因而不同地區(qū)土壤中有機(jī)污染物的遷移機(jī)制也大相徑庭。天然土壤顆粒具有其獨(dú)特的次級(jí)結(jié)構(gòu)特性，如團(tuán)聚體或裂隙結(jié)構(gòu)，即使在較干燥的情況下，由于小孔隙的毛細(xì)作用，團(tuán)聚體內(nèi)的小孔隙都為靜止的水所充滿，而團(tuán)聚體間的大孔隙則為流動(dòng)相（水相、氣相或水氣共存）所占據(jù) [1]。進(jìn)入土壤的有機(jī)污染物同土壤物質(zhì)和微生物發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)而產(chǎn)生降解作用。有機(jī)污染物進(jìn)入土壤后，可能經(jīng)歷以下過程：與土壤顆粒的吸附與解吸;揮發(fā)和隨土壤顆粒進(jìn)入大氣;滲濾至地下水或者隨地表徑流遷移至地表水中;通過食物鏈在生物體內(nèi)富集或被降解;生物和非生物降解[2]。

2 有機(jī)物污染土壤修復(fù)技術(shù)目的

土壤有機(jī)污染物可直接被人體攝入、積累，影響消化和新陳代謝，甚至導(dǎo)致癌癥發(fā)病率增加;直接破壞土壤的正常機(jī)能，并通過植物的吸收和食物鏈的積累，影響土壤動(dòng)物的新陳代謝、遺傳特性和植物生長(zhǎng)發(fā)育，進(jìn)而危害人類健康;在風(fēng)力和水力的作用下導(dǎo)致大氣、水體污染和生態(tài)系統(tǒng)退化等次生生態(tài)問題。

有機(jī)物污染土壤修復(fù)目的關(guān)鍵是減少甚至消除有機(jī)污染物對(duì)土壤、環(huán)境，尤其人體和其他土壤微生物的危害。修復(fù)的關(guān)鍵是阻斷有機(jī)污染物傳遞轉(zhuǎn)移，途徑是在生態(tài)系統(tǒng)某些環(huán)節(jié)將有毒化學(xué)物稀釋分解降低其濃度與毒性，最終成為無毒的物質(zhì)。

3 有機(jī)物污染土壤修復(fù)技術(shù)類型

有機(jī)物污染土壤修復(fù)技術(shù)按修復(fù)土壤的位置分為原位修復(fù)和異位修復(fù)技術(shù);根據(jù)操作原理，又分為物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)和生物修復(fù)技術(shù)。

3.1 原位修復(fù)技術(shù)

基于對(duì)未挖掘的土壤進(jìn)行治理的原位修復(fù)技術(shù)，對(duì)土壤沒有太大擾動(dòng)，重點(diǎn)在原位。顯而易見，原位修復(fù)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是較經(jīng)濟(jì)有效，就地對(duì)污染物降解和減毒，無需建設(shè)昂貴的地面基礎(chǔ)設(shè)施和遠(yuǎn)程運(yùn)輸，操作維護(hù)較簡(jiǎn)單，還可修復(fù)深層次污染土壤。缺點(diǎn)是控制處理過程中產(chǎn)生的“三廢”比較困難。

3.2 異位修復(fù)技術(shù)

異位修復(fù)技術(shù)指對(duì)挖掘后的土壤進(jìn)行修復(fù)的過程。異位修復(fù)分為原地和異地處理兩種。優(yōu)點(diǎn)是處理過程的條件控制較好、與污染物接觸較好，容易控制處理過程“三廢”排放;缺點(diǎn)是處理前需挖土和運(yùn)輸，影響處理后土壤的再利用且費(fèi)用較高。

3.3 物理修復(fù)技術(shù)

物理修復(fù)技術(shù)原理主要有土壤蒸氣提取技術(shù)、玻璃化技術(shù)、熱處理技術(shù)、稀釋和覆土技術(shù)。該技術(shù)優(yōu)點(diǎn)簡(jiǎn)單，處理方便，對(duì)土壤本身質(zhì)地破壞度小，且可遠(yuǎn)程處理人工難以到達(dá)的污染區(qū)域。缺點(diǎn)效率低，不確定性大，且實(shí)際操作中材料費(fèi)用高，修復(fù)效果極易受土壤質(zhì)地影響。

3.4 化學(xué)修復(fù)技術(shù)

化學(xué)修復(fù)技術(shù)主要有洗技術(shù)、原位化學(xué)氧化技術(shù)、化學(xué)脫鹵技術(shù)、溶劑提取技術(shù)及農(nóng)業(yè)改良措施，運(yùn)用農(nóng)業(yè)技術(shù)措施直接向污染土壤施用，從而改變土壤污染物的形態(tài)，改善土壤有機(jī)質(zhì)結(jié)構(gòu)。

3.5 生物修復(fù)技術(shù)

生物修復(fù)技術(shù)類型主要有動(dòng)物修復(fù)、植物修復(fù)、微生物修復(fù)技術(shù)和其聯(lián)合修復(fù)技術(shù)。生物修復(fù)的機(jī)理是利用微生物的代謝過程將土壤中的污染物轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水、脂肪酸和生物體等無毒物質(zhì)的修復(fù)過程。

其中，聯(lián)合修復(fù)技術(shù)是將生物通風(fēng)與堆肥相結(jié)合以提高處理效率，土壤植物與微生物修復(fù)相結(jié)合可以取得比單一方法更高的修復(fù)效率[4]。李春榮等通過田間試驗(yàn)研究玉米和向日葵2種植物對(duì)石油污染土壤的修復(fù)作用，在外源菌（DX-9）的協(xié)同效應(yīng)下，玉米和向日葵降解土壤中石油的速率分別提高30.3%和30.0%。

4 修復(fù)技術(shù)應(yīng)用案例

在選擇有機(jī)物污染土壤修復(fù)技術(shù)時(shí)，需綜合平衡考慮修復(fù)時(shí)間、修復(fù)成本、場(chǎng)地利用等各種因素條件，選用的修復(fù)方法確保在修復(fù)過程中將二次污染降到最低程度，確保不對(duì)環(huán)境和周圍民眾產(chǎn)生不可接受的負(fù)

影響。以珠三角某重度有機(jī)污染地塊為例，根據(jù)該地塊場(chǎng)地調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告，地塊為揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）和半揮發(fā)性有機(jī)物（SVOCs）復(fù)合型重度污染，污染物以苯系物和多環(huán)芳烴（PAHs）為主，污染面積約2400㎡，污染深度直至地下16m。通過對(duì)不同深度的污染區(qū)塊進(jìn)行疊加，土壤修復(fù)范圍見圖1。

修復(fù)單位結(jié)合業(yè)主的修復(fù)進(jìn)度要求、場(chǎng)地地質(zhì)結(jié)構(gòu)，并充分平衡考慮施工安全因素、技術(shù)可行性及小試中試結(jié)果，經(jīng)技術(shù)篩選優(yōu)化，采用了原位熱脫附（GTR）修復(fù)技術(shù)。原位熱脫附系統(tǒng)熄火后，待修復(fù)土壤冷卻至常溫，修復(fù)效果評(píng)估監(jiān)測(cè)取樣方式為鉆孔取樣，每個(gè)地塊按10m×10m網(wǎng)格進(jìn)行劃分布點(diǎn)鉆孔取樣。

復(fù)效果評(píng)估監(jiān)測(cè)結(jié)果均在修復(fù)目標(biāo)值范圍內(nèi)，污染土壤經(jīng)原位熱脫附治理修復(fù)達(dá)到預(yù)期效果。施工期間的廢水、廢水、噪聲和固體廢物等二次污染得到有效的控制。

5 結(jié)論與展望

隨著農(nóng)業(yè)高科技設(shè)備設(shè)備不斷涌現(xiàn)，農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的不斷生產(chǎn)，自然界原有的天然土壤不斷被大量的農(nóng)藥、化肥所侵染，盡管農(nóng)作物產(chǎn)量有所改善，但一味的以犧牲土壤質(zhì)量為代價(jià)追求高產(chǎn)，使得土壤有機(jī)物污染日益加劇;工業(yè)生產(chǎn)、石油開采、交通運(yùn)輸、畜禽養(yǎng)殖及居民生活等工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活過程中也會(huì)排出大量有機(jī)污染物，如多環(huán)芳烴（PAHs）、多氯聯(lián)苯（PCBs）及抗生素（ATBs）等，使土壤有機(jī)物污染進(jìn)一步加劇[5]。因此，開展有機(jī)物污染土壤修復(fù)活動(dòng)，能夠改善土壤質(zhì)量、保護(hù)土壤資源，為土壤的進(jìn)一步開發(fā)利用提供健康的土壤基礎(chǔ)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]趙志強(qiáng)，趙慧敏，全燮.土壤中氯代有機(jī)化合物的環(huán)境行為[J].土壤，2000（05）：231-235.

[2]趙俊嶺，周巖梅，刁曉華.CaCl_2濃度對(duì)土壤吸附西維因的影響研究[J].環(huán)境污染與防治，2013，35（04）：47-51.

[3]李春榮，王文科，柴麗紅.石油污染土壤的生物修復(fù)技術(shù)研究[J].土壤，2008，40（5）：824-827.

[4]劉沙沙，董家華，陳志良等.揮發(fā)性有機(jī)物污染土壤修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（12）：7130-7132.

收稿日期：2019-02-25

作者簡(jiǎn)介：潘文波（1984-），男，漢族，本科學(xué)歷，環(huán)境監(jiān)測(cè)與環(huán)評(píng)工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境工程。