多環(huán)芳烴污染土壤化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)應(yīng)用

摘要：本文基于對多環(huán)芳烴自身特性的了解，對被其污染的土壤具體應(yīng)用Fenton法、過硫酸鹽氧化法等有效的化學(xué)氧化技術(shù)進(jìn)行修復(fù)工作，針對不同應(yīng)用試劑、方法以及對實(shí)際修復(fù)案例的分析，可總結(jié)出化學(xué)氧化法對多環(huán)芳烴污染土壤具有較高的修復(fù)效率。

關(guān)鍵詞：多環(huán)芳烴;土壤污染;化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)

引言：近年來，隨著我國化工行業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展，越來越多的以多環(huán)芳烴為主的污染物大量累積在土壤中。由于多環(huán)芳烴自身具有較強(qiáng)毒性、突變性和致癌性，不僅會(huì)造成嚴(yán)重的土壤環(huán)境污染，還會(huì)給人類的身體健康帶來威脅，因此必須加強(qiáng)土壤修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用。

一、多環(huán)芳烴污染土壤應(yīng)用化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)分析

（一）Fenton法

Fenton法主要是將Fe2+與H2O2混合，在Fe2+的催化作用下對H2O2進(jìn)行分解，從而產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的（？OH）烴基自由基，在此基礎(chǔ)上，使（？OH）烴基自由基與土壤中的有機(jī)污染物進(jìn)行充分氧化反應(yīng)，先將其分解成為較小單位分子量的有機(jī)物，然后進(jìn)一步氧化為對環(huán)境沒有污染性質(zhì)的CO2和H2O。Fenton化學(xué)氧化法的應(yīng)用具有便捷性、高效性等特點(diǎn)。

（二）過硫酸鹽氧化法

過硫酸鹽主要是由硫酸根離子與陽離子組成的鹽類物質(zhì)，具有較強(qiáng)的氧化性，基于H2O2產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)，可衍生為一硫酸鹽和二硫酸鹽兩種鹽類物質(zhì)。在其內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)的上部分和中部分，都含有雙O鍵。在H2O2分子結(jié)構(gòu)中，其中一個(gè)H元素被SO3所取代，從而生成PS這種新元素構(gòu)成酸類物質(zhì)，在此基礎(chǔ)上，其鹽類的主要形式分為Na2S2O8和K2S2O8兩種。針對過硫酸鹽的特性來說，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性和氧化性，能切實(shí)提高污染土壤的修復(fù)質(zhì)量和效率。

二、多環(huán)芳烴污染土壤應(yīng)用化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)實(shí)例分析

（一）Fenton法修復(fù)實(shí)例

1.??? 污染土壤場地現(xiàn)狀數(shù)值檢測

以某醫(yī)療中型企業(yè)的土壤受污染程度為主要檢測對象，對目前狀態(tài)下污染場地的土壤進(jìn)行采集和檢測工作。據(jù)了解，企業(yè)主要是以生產(chǎn)醫(yī)用食品級原料、添加劑為主。比如果糖、甘露醇、山梨糖醇等。對當(dāng)前企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的土壤進(jìn)行多環(huán)芳烴檢測，當(dāng)樣品數(shù)量為6 時(shí)，根據(jù)檢測結(jié)果可總結(jié)出所采集的土壤樣品中苯并（a）芘的濃度在0.24-1.27mg/kg之間;苯并（b）熒蒽在土壤樣本中的濃度在0.2-1.62mg/kg之間;二苯并（a，h）蒽的濃度顯示在0.01-0.40mg/kg之間。表明醫(yī)療中型食品企業(yè)土壤已經(jīng)被多環(huán)芳烴元素所污染[1]。

2.??? 污染土壤化學(xué)修復(fù)后數(shù)值檢測

采用Fenton法對受污染土壤進(jìn)行氧化修復(fù)，修復(fù)單位需將受污染場地的土壤進(jìn)行深入挖掘和清理，然后將受污染土壤轉(zhuǎn)移至化學(xué)氧化固有場地，此種方式是為了避免化學(xué)試劑對周圍未受污染的土壤產(chǎn)生消極影響。在此基礎(chǔ)上，在受污染的土壤中添加Fenton試劑，然后將二者進(jìn)行充分的攪拌，促使Fenton試劑與土壤全面的接觸，從而達(dá)到保障化學(xué)氧化反應(yīng)順利進(jìn)行的目的。

待到Fenton試劑與污染土壤充分氧化修復(fù)后，可以國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為主要依據(jù)，對土壤采集的樣品進(jìn)行研究，再將相應(yīng)的檢測結(jié)果整體均值進(jìn)行分析和比較，從修復(fù)后土壤檢驗(yàn)結(jié)果來看，通過Fenton法進(jìn)行修復(fù)后的土壤中苯并（a）芘的最大值為0.16mg/kg，比修復(fù)前的最大值少了1.21mg/kg，苯并（b）熒蒽和二苯并（a，h）蒽總體來說，都比未修復(fù)前的污染土壤值的檢測結(jié)果大幅度下降，其均小于檢出限。

3.??? 修復(fù)效果最終數(shù)值

就污染土壤和氧化修復(fù)土壤檢測結(jié)果相比較而言，當(dāng)該醫(yī)療食品企業(yè)遭受多環(huán)芳烴污染，并應(yīng)用Fenton法進(jìn)行修復(fù)后，相應(yīng)數(shù)值可明確表明苯并（a）芘、苯并（b）熒蒽和二苯并（a，h）蒽三者的修復(fù)效率具有大幅度提升，且均處在81%以上，突出了Fenton試劑具有較強(qiáng)氧化性、修復(fù)性和穩(wěn)定性等特點(diǎn)，具體來說三者的場地修復(fù)目標(biāo)值分別為0.2mg/kg、0.5mg/kg和0.05mg/kg，均達(dá)到了滿意的目標(biāo)水平，切實(shí)提高了Fenton法的應(yīng)用可行性。從以下對比圖中可明顯看出現(xiàn)狀均值和修復(fù)均值之間的差距。

（二）過硫酸鹽氧化法修復(fù)實(shí)例1.污染場地土壤檢測數(shù)值

本次土壤檢測企業(yè)為化工企業(yè)，生產(chǎn)的化工原料多帶有污染性和腐蝕性特點(diǎn)，但是為滿足現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展需求，以2000年為主要界限，前期生產(chǎn)的化工產(chǎn)品主要為液氯、鹽酸、化工用堿等，待到企業(yè)發(fā)展后期，除了前期產(chǎn)品外，還進(jìn)一步擴(kuò)展了氧氣、氮?dú)?、溶解乙炔等化學(xué)物質(zhì)。在目前狀態(tài)下對化工企業(yè)的污染土壤進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測時(shí)，需對企業(yè)的生產(chǎn)狀況進(jìn)行基本了解，對現(xiàn)有土壤進(jìn)行樣品采集工作，從而檢測出當(dāng)前化工企業(yè)土壤樣品中苯并（a）芘、苯并（b）熒蒽和二苯并（a，h）蒽三者的檢出濃度分別為0.55-1.75mg/kg、0.80-2.00mg/kg以及0.10-0.34mg/kg之間，其具體數(shù)據(jù)最小值和最大值均超過了規(guī)定范圍，就此表明化工企業(yè)遭受多環(huán)芳烴的污染較為嚴(yán)重[2]。

2.??? 污染場地土壤修復(fù)后檢測數(shù)值

在此情況下，同樣需要先修復(fù)單位對化工企業(yè)受多環(huán)芳烴污染的土壤進(jìn)行清理和挖掘工作，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)移到固有的處理場地，由于過硫酸鹽具有一定的腐蝕性，能有效防止其與未受污染土壤中的有機(jī)物進(jìn)行反應(yīng)。將硫酸鹽試劑添加到受污染土壤中，并用同樣的方法進(jìn)行均勻攪拌，增加二者的接觸面積，促進(jìn)其化學(xué)氧化反應(yīng)得以高效進(jìn)行。

等到修復(fù)處理過程后，需靜置一段時(shí)間，然后同樣以國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，采用500m3的代表樣品進(jìn)行過硫酸鹽氧化法的土壤檢測，從下列表格中可知，當(dāng)樣品數(shù)量統(tǒng)一為34時(shí)，具體苯并（a）芘、苯并（b）熒蒽的最大值分別為0.16mg/kg、0.23mg/kg，而二苯并（a，h）蒽的檢測率為0，因此其檢測結(jié)果可忽略不計(jì)。

3.??? 修復(fù)后最終效果

根據(jù)檢測結(jié)果對整體數(shù)值進(jìn)行比較并進(jìn)一步對其進(jìn)行分析，當(dāng)該化工場地應(yīng)用過硫酸鹽對受多環(huán)芳烴污染的土壤進(jìn)行化學(xué)氧化修復(fù)后，苯并（a）芘、苯并（b）熒蒽和二苯并（a，h）蒽的修復(fù)效率不等，分別為75%、85%和60%，由此表面應(yīng)用的化學(xué)方法可有效降低土壤中多環(huán)芳烴的污染含量。

結(jié)論：綜上所述，從目前修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用情況看，化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)是修復(fù)效率高、處理效果好、應(yīng)用周期短，且對污染物沒有較強(qiáng)區(qū)分的有效修復(fù)方式，能從真正意義上降低被污染土壤中的多環(huán)芳烴含量，將其中存在的毒性進(jìn)行徹底降解，實(shí)現(xiàn)土壤環(huán)境的持續(xù)健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]?? 周欣，張代榮.多環(huán)芳烴污染土壤化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)應(yīng)用研究[J].環(huán)境與發(fā)展，2020，32（02）：89-90.

[2]?? 潘棟宇，侯梅芳.多環(huán)芳烴污染土壤化學(xué)修復(fù)技術(shù)的研究進(jìn)展[J].安全與環(huán)境工程，2018，25（03）：54-60+66.

作者簡介：

陳慧（1991-），女，碩士，助理工程師，主要從事環(huán)境修復(fù)治理、土壤污染治理、污水處理工作。