取樣技術(shù)在揮發(fā)性有機(jī)物污染土壤治理中的作用分析

摘要：在我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的背景下，各種各樣的環(huán)境污染問(wèn)題也正在不斷地顯現(xiàn)出來(lái)。近幾年來(lái)，進(jìn)入人們視野范圍內(nèi)、影響較為嚴(yán)重的就是揮發(fā)性有機(jī)物的污染?！皳]發(fā)性有機(jī)物”是特指一類有機(jī)污染化合物的總稱，其對(duì)于環(huán)境和人體健康都會(huì)造成極大的威脅和嚴(yán)重的危害。文章就“揮發(fā)性有機(jī)物污染土壤”以及在治理中涉及的“取樣技術(shù)”作相應(yīng)的個(gè)人見(jiàn)解與理論闡述，并淺析實(shí)際治理修復(fù)技術(shù)中各類方法的作用，旨在為后期揮發(fā)性有機(jī)物污染土壤的治理提供一定的理論幫助。

關(guān)鍵詞：揮發(fā)性有機(jī)物;取樣技術(shù);治理

中圖分類號(hào)：X833 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2020）10-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.10.109

Abstract：Under the background of Chinas rapid economic development，a variety of environmental pollution problems are constantly emerging.In recent years，the pollution of volatile organic compounds （VOCs） has become a serious problem in peoples field of vision.Volatile organic compounds （VOCs） are the general term of a kind of organic pollutants，which will cause great threat and serious harm to the environment and human health.In this paper，”volatile organic compounds pollution of soil” and “sampling technology” involved in the treatment of the corresponding personal views and theoretical elaboration，and analysis of the actual remediation technology in the role of various methods，in order to provide some theoretical help for the later treatment of volatile organic compounds contaminated soil.

Key words：Volatile organic compounds;Sampling technology;Treatment

近幾年來(lái)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度是有目共睹的，與此同時(shí)，環(huán)境污染的問(wèn)題也日漸突出：汽車尾氣排放、工業(yè)廢氣排放、污水排放、各類原油泄漏等因素，對(duì)大氣和土壤都造成了嚴(yán)重的甚至不可修復(fù)逆轉(zhuǎn)的污染與傷害。在土壤污染源中，揮發(fā)性有機(jī)物對(duì)于土壤造成的污染以及危害又尤為嚴(yán)重，因此，國(guó)內(nèi)外專家對(duì)于揮發(fā)性有機(jī)物污染治理的重視程度也在不斷加強(qiáng)。目前，我國(guó)對(duì)于揮發(fā)性有機(jī)物污染土壤的治理暫時(shí)還沒(méi)有出臺(tái)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法律法規(guī)進(jìn)行監(jiān)管與控制，但全國(guó)各地已經(jīng)有越來(lái)越多的政府部門就這一問(wèn)題開(kāi)始引起重視。如何有效治地理并修復(fù)揮發(fā)性有機(jī)物污染土壤，已然成為我國(guó)亟須解決的下一個(gè)技術(shù)難題。

1 概述揮發(fā)性有機(jī)物和其污染土壤的特性

1.1 揮發(fā)性有機(jī)物的概念

揮發(fā)性有機(jī)物（Volatile Organie Compounds）的英文簡(jiǎn)稱為VOCs，它是一種有機(jī)化合物的總稱。在國(guó)際范圍內(nèi)，目前對(duì)于揮發(fā)性有機(jī)物（以下簡(jiǎn)稱VOCs）的定義還沒(méi)有完全統(tǒng)一，不同的國(guó)家或組織都有其不同的定義以及控制的出發(fā)點(diǎn)。一般情況下，揮發(fā)性有機(jī)物指的是沸點(diǎn)在50～260℃之間的一種有機(jī)物，其廣泛應(yīng)用于生活中的各個(gè)領(lǐng)域，如：石油化工、噴涂印刷、建材制造、健康醫(yī)療等行業(yè)中。

1.2 揮發(fā)性有機(jī)物污染土壤的特性

（1）揮發(fā)性：一般情況下，土壤的污染狀況主要是通過(guò)在該土壤上種植的農(nóng)作物來(lái)表現(xiàn)并進(jìn)行具體分析的。然而，由于有機(jī)物揮發(fā)性的特點(diǎn)，使得它與一般種類的土壤污染物又有所不同，不會(huì)經(jīng)由植物的吸收而進(jìn)入生態(tài)鏈，而是在特定的條件下（溫度、氣壓、土壤特性等）直接從土壤中揮發(fā)出來(lái)，污染大氣甚至危害人體。

（2）多樣性：VOCs并不是單單指某一個(gè)有機(jī)化合物，它是由近千種有機(jī)物組合而成，在不同的地點(diǎn)、不同的時(shí)間，土壤中檢測(cè)所得的VOCs內(nèi)所含的有機(jī)化合物種類也是有所不同的。這就使得在治理VOCs污染土壤時(shí)，不能夠一直沿用單一的治理方案，而是需要對(duì)癥下藥，根據(jù)前期實(shí)際檢測(cè)評(píng)定結(jié)果選擇相對(duì)應(yīng)的治理措施。研究、治理與修復(fù)的工作都變得更為復(fù)雜。

（3）有害性：眾所周知，大多數(shù)揮發(fā)性有機(jī)化合物是有毒性的，而這些有毒的物質(zhì)會(huì)對(duì)人們的身體造成影響，輕則會(huì)影響眼睛睜不開(kāi)或者呼吸輕度困難，重則會(huì)使得人們頭痛、呼吸重度困難、咽喉痛、皮膚出現(xiàn)紅斑及全身無(wú)力等一些癥狀。除此之外，VOCs中所含有的苯、多環(huán)芳烴和甲醛等物質(zhì)還有可能致癌。有一部分VOCs物質(zhì)在光照的條件下，會(huì)發(fā)生光化學(xué)氧化反應(yīng)，從而釋放出光氧化產(chǎn)物（部分光氧化產(chǎn)物會(huì)破壞臭氧層），對(duì)大氣環(huán)境造成二次污染。

（4）積累性：此前，部分學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，揮發(fā)性有機(jī)物污染土壤中存在少數(shù)難降解有機(jī)物，經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)的時(shí)間后，仍然存在于土壤之中。由于受污染土壤中VOCs的揮發(fā)需要一定的條件，日常情況下的揮發(fā)量并不大，而長(zhǎng)期延續(xù)性的低揮發(fā)，使污染物在周圍環(huán)境甚至人體中不斷累積，產(chǎn)生極大的威脅。

2 各類取樣技術(shù)及其優(yōu)點(diǎn)、作用分析

現(xiàn)階段，檢測(cè)受污染土壤中揮發(fā)性有機(jī)物的方法有很多，主要且常用的方法有萃取法、靜態(tài)頂空法、吹掃捕集法等。取樣技術(shù)對(duì)于揮發(fā)性有機(jī)物污染土壤的治理起到重要的先覺(jué)性作用，根據(jù)取樣測(cè)定的結(jié)果，可以更為準(zhǔn)確地分析出所需治理的受污染土壤中所含的VOCs物質(zhì)，并采取有效的措施進(jìn)行污染治理。

2.1 萃取法

萃取法，顧名思義就是利用一些有機(jī)物不相溶及沸點(diǎn)的高低來(lái)分離物質(zhì)的一種方式，再經(jīng)過(guò)多次重復(fù)操作過(guò)濾，得到所要提取的物質(zhì)。多次操作是為了能夠得到更加純凈的有機(jī)物，這種方式可以將絕大部分的化合物成功地從混合物中提取出來(lái)。

采用萃取法對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物污染土壤樣品中VOCs濃度進(jìn)行測(cè)定時(shí)，可以通過(guò)萃取處理對(duì)被測(cè)量成分起到濃縮的作用，這提高了整體方法的靈敏度，同時(shí)降低了最小檢測(cè)的極限，并消除了基體對(duì)于測(cè)定的干擾。

實(shí)際情況中，萃取法也有很多值得注意的操作方法，針對(duì)不同的提取物質(zhì)，操作方式也會(huì)不同，比較常見(jiàn)的方式有振蕩提取、微波輔助萃取、超臨界流體萃取、加壓流體萃取等。

2.2 靜態(tài)頂空法

靜態(tài)頂空分析法是現(xiàn)代頂空分析法發(fā)展中所出現(xiàn)得最早的一種形態(tài)，是通過(guò)間接方法來(lái)測(cè)定固態(tài)或者液態(tài)樣品中所含有的VOCs。主要的操作流程是先將所要提取的樣品放入到頂空瓶中，之后對(duì)頂溫瓶用酒精加熱，利用有機(jī)混合物沸點(diǎn)的不同使得想要得到的有機(jī)物揮發(fā)出來(lái)，隨后結(jié)合利用氣液平衡的原理，保持在恒溫平衡狀態(tài)之下后，利用氣體濃度的高低，就可以得到樣品中有機(jī)物的氣體濃度。

在運(yùn)用靜態(tài)頂空方法時(shí)，對(duì)于樣品的處理操作簡(jiǎn)便，同時(shí)干擾因素比較少，因此一直被廣泛關(guān)注與使用。通過(guò)對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物污染土壤樣品中VOCs濃度的測(cè)定，之后可以借助相關(guān)算法，推算出實(shí)際污染土壤范圍內(nèi)所含的VOCs濃度，并提出科學(xué)合理的治理與解決方案。

2.3 吹掃捕集法

吹掃捕集法，理論上是一種動(dòng)態(tài)頂空技術(shù)。該方法是通過(guò)使用流動(dòng)的氣體，將樣品中含有的揮發(fā)性有機(jī)物利用氣流的流動(dòng)帶出來(lái)，然后再用搜集器將帶動(dòng)出來(lái)的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行收集處理，之后再經(jīng)熱解吸，將樣品送入氣相色譜儀進(jìn)行測(cè)析。通常情況下，動(dòng)態(tài)頂空技術(shù)被稱為吹掃捕集進(jìn)樣技術(shù)。待吹掃的樣品既可以是固體，也可以是液體，吹掃氣體一般則多采用高純度氦氣。捕集器內(nèi)部裝有吸附劑，可以根據(jù)待分析組分的具體性質(zhì)來(lái)選擇合適的吸附劑。

在使用吹掃捕集法時(shí)，對(duì)于樣品的前處理環(huán)節(jié)并不需要使用有機(jī)溶劑，因此不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。除此之外，該方法所需要采取的樣品量少、效率高、收基體干擾小，在線檢測(cè)也容易實(shí)現(xiàn)。通過(guò)使用該方法，對(duì)于揮發(fā)性有機(jī)物污染土壤治理方面，后期可以考慮加大整體操作的范圍，從而“吹掃”出更多的VOCs，實(shí)現(xiàn)區(qū)域性治理。

通過(guò)對(duì)受污染土壤樣品進(jìn)行VOCs濃度測(cè)定之后，可以根據(jù)實(shí)際測(cè)定結(jié)果，針對(duì)土壤中所含的VOCs具體種類以及濃度情況，采用具有針對(duì)性的解決方案，實(shí)現(xiàn)高效合理的治理。除了上述幾種方法之外，還有多種不同的取樣測(cè)定技術(shù)，需要根據(jù)實(shí)際操作環(huán)境以及條件選取相應(yīng)的方法。

3 總結(jié)與展望

在發(fā)達(dá)國(guó)家，對(duì)于揮發(fā)性有機(jī)物污染土壤修復(fù)治理技術(shù)的研究與應(yīng)用在不斷增多，經(jīng)費(fèi)投入的比例也在不斷上升。而在國(guó)內(nèi)，對(duì)于揮發(fā)性有機(jī)物污染土壤的認(rèn)識(shí)以及防控從制度到實(shí)際開(kāi)展都處于初步啟動(dòng)階段，還有待重視與研究開(kāi)發(fā)。雖然目前我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展增速可觀，但如果不重視由此帶來(lái)的各項(xiàng)環(huán)境污染問(wèn)題，暫時(shí)的高增速發(fā)展最終會(huì)因環(huán)境的破壞而分崩離析。因此，對(duì)于目前發(fā)達(dá)國(guó)家所采用的各項(xiàng)取樣測(cè)定技術(shù)、修復(fù)治理技術(shù)，我國(guó)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行合理的借鑒與應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]吳健，沈根祥，黃沈發(fā).揮發(fā)性有機(jī)物污染土壤工程修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[J].土壤通報(bào)，2005（03）：430-435.

[2]莫達(dá)松，羅平，梁勇，等.土壤中揮發(fā)性有機(jī)物提取方法的研究現(xiàn)狀[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2012（24）：24-26.

[3]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（12）：7130-7132.

[4]戴軍.重金屬污染土壤化學(xué)淋洗機(jī)理及淋洗廢水凈化處理的研究[D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2017.

收稿日期：2020-08-17

作者簡(jiǎn)介：黃希（1984-），男，漢族，本科學(xué)歷，中級(jí)職稱，研究方向?yàn)閹r土工程。