土壤及地下水有機污染的化學與生物修復

謝一琳 崔杏云

摘要：近年來，隨著中國社會經濟的快速發(fā)展，我國的工業(yè)化進程也呈現出不斷加快的趨勢。而工業(yè)生產任務日益繁重的同時，其在生產過程中所產生的污染物的數量也在逐漸增多，并且其中有極大部分都被排放到自然環(huán)境中，經土壤逐漸滲透至地下水中，使土壤和地下水都遭受到不同程度的污染。而由于地下水又與人類的生活息息相關，一旦其遭受污染將會直接或間接對人類的健康產生一定程度的威脅。隨著當下世界范圍內對環(huán)保問題重視程度的不斷提高，對已被污染的土壤及地下水進行修復已經成為當下公眾關注的重點話題。本文就是在此基礎上對土壤及地下水有機污染的化學與生物修復方法進行了系統(tǒng)的闡述。

關鍵詞：地下水;有機污染;化學修復;生物修復

中圖分類號：X52 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）10-00-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.10.025

Abstract： In recent years， with the rapid development of Chinas social economy， Chinas industrialization process has also shown an accelerating trend. While industrial production tasks are becoming more and more arduous， the amount of pollutants produced in the production process is also increasing， and a large part of them are discharged into the natural environment， and the soil gradually penetrates into the groundwater to make the soil Both groundwater and groundwater are subject to varying degrees of pollution. Since groundwater is closely related to human life， once it is contaminated， it will directly or indirectly pose a certain degree of threat to human health. With the increasing emphasis on environmental protection issues around the world， the repair of contaminated soil and groundwater has become a hot topic of public concern. This paper systematically expounds the chemical and biological remediation methods of soil and groundwater organic pollution.

Key words： Groundwater; Organic pollution; Chemical remediation; Bioremediation

1 土壤及地下水有機污染的分類

土壤及地下水中的有機污染物來源主要有兩種，其中一種為天然的有機污染物。一般情況下 ，森林及草原等地區(qū)的地下水中都會存在一定程度的有機污染物，這些污染物主要由腐殖酸所組成，這些污染物長期存在就會促進其他污染物對土壤造成污染。通常情況下，自然界的地質連接層中有地下水相連接的地方，經年累月必然會形成一定的有機污染物。其次則是人為原因產生的有機污染物。并且這種污染物的分布與人類的生產及生活活動息息相關，不僅分布范圍極為廣泛，其形成的原因也較為復雜。如在石油開采過程中因石油泄漏造成的污染、如原油運輸過程中造成的污染以及部分生產型企業(yè)違規(guī)排放污水而導致的污染都會導致土壤及地下水的有機污染。

2 化學修復

2.1 污染土壤的化學修復

在對土壤中的有機污染進行化學修復時使用的方法主要為通過使用表面活性劑或者有機溶劑來對污染的土壤進行清洗。在修復過程中影響最終修復效果的因素主要有：①化學清洗劑的自身特性;②土壤對污染物的吸附能力;③土壤對清洗劑的吸附能力等。

由于表面活性劑在作用于一些有機化合物時，鑒于使其親水性及可利用性都得到顯著的提升，因此當前在對土壤中的污染物進行修復時被經常使用。當前市面上較為常見的用于修復土壤污染的表面活性劑主要可分為：①非離子型;②陰離子型;③陽離子型;④生物型;⑤陰—非混合型等。而在實際進行修復的過程中則需要依據如下原則來具體選擇使用何種表面活性劑：首先，此表面活性劑必須為價格較為適宜的商品;其次活性劑應具有較好的生物降解能力;最后這種活性劑所具備的臨界膠束濃度及表面張力都應當較小。而經實踐證明，有微生物及動植物所產生的天然的生物表面活性劑在對土壤有機污染進行處理時具備更加優(yōu)良的效果，并且這種活性劑更加容易降解，因此具備極其廣闊的發(fā)展前景。

2.2 地下水污染的化學修復

當前，在對地下水有機污染進行修復時所使用的化學修復技術主要有兩種，即有機粘土法與電化學動力技術。

2.2.1 有機粘土法

這種方法主要是通過使用人工合成的有機粘土來對地下水中的污染物進行清除，其具體實施方法為通過在蓄水層中使用表面活性劑使之形成有機粘土礦區(qū)域，進而形成具備一定吸附能力的作用區(qū)域以吸附及堵截有機污染物，避免其對地下水形成污染。當將這些污染物集中固定在此吸附區(qū)域內之后，在進行進一步的降解富集就可以實現對這些污染物的徹底消除。

2.2.2 電化學動力修復技術

此技術的原理主要是通過將電極插入污染水體中，形成其自有的電解場，在電場作用下，水體中原有的離子都會遵循電場運動方向而運動，為污染物的集中降解提供了便利。其次，當電極表面發(fā)生電解反應時，水體中就會充滿氧氣，這樣也會從一定程度上推進生物對有機污染物的降解。經過相關實踐研究發(fā)展，此類修復技術更加適用于現場的即時修復，并且在修復過程中還能避免受到土壤的深度影響。并且?guī)б恍┩寥浪畬蛹墯鈱又幸部烧粘Ｊ褂?，再加上這種技術的操作也極為簡單，安裝過程也較為簡便，因此一經出現就得來了極其廣泛的使用。但是此技術目前仍存在一些不足之處，在之后的研究工作中亟待進一步改進及提升。

3 生物修復

3.1 污染土壤的生物修復

對污染土壤進行時生物修復其實就是通過使用微生物將土壤中原有的具備毒害作用的部分污染物轉變?yōu)闊o害物質的過程。此過程可以通過改變土壤原有的物理化學條件來實現，也可以借助使用一些特殊的降解微生物來實現。實踐證明對土壤污染采用生物修復具有如下優(yōu)點：①成本投入更少;②不會對原有的土壤環(huán)境造成破壞;③污染物基本可全部被氧化;④不會有二次污染的出現;⑤具備更好的修復效率，通常情況下對低分子量的污染物可基本實現全部去除;⑥在原地就可以進行處理，并且操作起來極為簡單。當前在對土壤進行生物修復時采用的方法主要有原位處理法、就地處理法以及生物反應器法等。其中原位處理就是在不對土壤做任何處理的情況下對土壤中的污染物進行生物降解，這種方法被應用于具有較好滲透性的不飽和土壤中。就地處理則是將廢物直接作用在土壤中，使其土壤的化學特性保持在一定的水平下，并達到降解的目的。而生物反應器則是一種特殊的生物修復設備，作為當前土壤修復的最佳技術，它可以在降解過程中為生物提供最為適宜的環(huán)境，并最終達到最好的修復效果。

3.2 地下水污染的生物修復

在使用生物修復技術對地下水污染進行處理時常使用的方法主要有生物注射法，有機粘土法，抽取地下水系統(tǒng)和回注系統(tǒng)相結合法以及生物反應器法。一般情況下，根據污染物的情況不同，其所采取的生物修復方法也不盡相同。其中生物注射法主要通過將空氣加壓注射至地下水污染物的下方，并促進其下部發(fā)生生物降解;而有機粘土法的優(yōu)勢則在于可有效控制地下水出現遷移;而目前為止抽提地下水系統(tǒng)與回注系統(tǒng)相結合的方法在使用時不僅所需花費的成本較低，其所需的修復實踐也極短，時當前在修復地下水污染時極為高效的一種方法。而生物反應器法則需要將地下水抽至反應設備中并對其進行去污處理。當前，生物反應器的發(fā)展已經初見成效。此外相關研究發(fā)現，生物修復技術不僅可以發(fā)生在正常環(huán)境中，即使在厭氧的條件下，生物修復技術也可實現更多的功能。

4 結束語

近年來，世界范圍內都開始致力于對土壤及地下水有機污染的化學與生物修復技術的研究，雖然到目前為止已經取得了一些成就，但其中還存在嚴重的不足。具體表現在：首先研究者更專注水環(huán)境中多相體系的作用，以及生物在進行地下部分的修復時所產生的作用。其次在對土壤及地下水污染進行處理的過程中還應當注重修復技術之間的合作。一定要確保后期的修復技術可充分滿足當地的需求，并要不斷對這些技術組合進行改良，同時在進行修復時一定要注意避免被二次污染。

參考文獻

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收稿日期：2019-07-23

作者簡介：謝一琳（1991-），女，漢族，本科學歷，工程師，研究方向為地下水。