有機物污染土壤的修復技術研究與應用

解勁松

【摘要】出于為我國整體土壤質量提供保障，且最大限度減少土壤當中的有機物影響人類的健康，應該正確認識到對受到有機物污染土壤加以有效修復的必要性及重要性，而且要這對各類修復技術開展廣泛探討與深度研究。在具體工作實踐中，之所以對有機物污染土壤采取相應的修復技術，最核心的一個目的為，科學處理和及時清除土壤其中的污染有機物質，一方面為土壤原有的微生物結構加以保護，另一方面還可以防止這些污染物質威脅到人類的身體健康?？墒菑木唧w的技術使用情況分析，相關修復技術仍存在較大的發(fā)展提升空間，和世界上的發(fā)達國家存在著客觀差距，且未能達到預期的使用效果。面對這樣的情況，深入研究相應的修復技術迫在眉睫。因為有機物針對土壤造成的污染，會受限于揮發(fā)性、親水性等有關特征影響存在一定差異，而且外部環(huán)境、土壤結構等因素會影響到污染程度的高低，所以在具體開展修復治理工程時，需要對各類要素綜合分析選擇最合適的修復技術，以此在增強修復成效保護土壤的同時改善生態(tài)環(huán)境，進而實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境和人類社會共生發(fā)展。對此，本文將簡要分析受到有機物污染的土壤相關修復技術具體應用。

【關鍵詞】修復技術;土壤;有機物污染;應用分析

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

20.

緒論

土壤遭受有機污染，現(xiàn)階段已經成為全世界尤為重視的一大環(huán)境問題。絕大多數有機污染物質不僅難溶的而且具備毒性。無論是對自然生態(tài)系統(tǒng)還是人類健康均是巨大威脅。我國也在近些年，重點關注有機污染物質引發(fā)土壤污染的現(xiàn)象，而且對于修復技術展開深入地研究。據相關研究調查表明，上世紀末期美國針對土壤修復建立了基金制度，而且獲得較為理想的治理成果。同樣我國已經認識到有機物對土壤造成污染引發(fā)的危害，積極發(fā)展相應的修復技術，并且開展有關的示范工程。

一、土壤受有機物污染開展修復治理工作的必要性

如果有機物污染到土壤，一方面會使原本的土壤機能造成不同程度破壞，另一方面植物如果將有機污染物質的成分吸收，則會于食物鏈逐漸呈現(xiàn)出累積效果，直接影響到植物的繁殖與生長繁殖，同時還會導致部分動物代謝技能和遺傳特征出現(xiàn)紊亂[1]。若是污染成分借助不同途徑進入到人類身體，便會在體內大量地累積，不僅人們的代謝功能出現(xiàn)失常，而且消化機能也遭受影響，如果問題嚴重能提高致癌機率。除此之外，這些污染物質在風力、水力等一系列作用下會影響到生態(tài)系統(tǒng)、自然水體和空氣質量等，相繼引發(fā)各種生態(tài)問題。那么，通過采取相應的修復技術減少以及控制其對于土壤造成的污染，由此防止威脅到人類健康及自然生態(tài)系統(tǒng)。在具體修復污染土壤的過程中，所運用的核心技術環(huán)節(jié)為切斷有機物各種遷移渠道，而且降低污染物當中的有害成分與有毒成分，將其有效地稀釋分解，進而達到對生態(tài)環(huán)境與土壤環(huán)境的有效保護。

二、有機物污染土壤常見修復技術

1.化學方法

（1）電動力學修復

充分依托其自身以及電化學之間的復合作用，讓污染物質在驅動影響下富集至電極區(qū)，在此基礎上進行分離或者是集中處理。在土壤受到污染的兩側將一定的直流電壓輸入以此形成電場梯度，這樣受到電場影響污染物質，借助電遷移或者滲流等方法，逐漸帶至電極兩端實現(xiàn)對有機物污染土壤的修復。新階段，該項技術已實現(xiàn)了現(xiàn)場應用階段，同時我國也加大對五氯苯酚（如圖1所示）等物質污染土壤的此項技術研究力度。針對這種土壤修復方法而言，成本投入較少而且速度快，主要使用再于粘質且范圍有限，具備可溶性質的有機物污染土壤，而且不涉及使用化學藥劑，因此整個修復過程機會不會影響到自然環(huán)境，相比其他技術，其受到更多的關于與更高的接受度。同樣該項技術也存在一定局限，若是缺少電荷的非極性有機污染物質會降低其去除成效，如果污染物質為不溶性會涉及到化學增溶環(huán)節(jié)，很容易出現(xiàn)二次污染。

（2）化學氧化法

①臭氧。臭氧屬于常見的強氧化劑，而且也是氣體狀態(tài)的氧化劑，在土壤中可以首先高效地吸收及擴散，通過臭氧對土壤進行修復擁有很廣闊的前景。依據其自身的強氧化性，能實現(xiàn)有機物質的直接分解，也可以其產出的羥基自由基實現(xiàn)有機物質的降解。通常情況下，土壤當中那些難以揮發(fā)的有機污染物均是通過這種氧化法實現(xiàn)去除的。采用臭氧進行土壤修養(yǎng)，其具體效率也取決于土壤自身的孔隙率，越大的孔隙率會具有越快的擴散速度[2]。

②芬頓試劑。其主要組成成分為H2 O2及Fe2+，具體反應原理為在酸性環(huán)，下，H2 O2會與Fe2+發(fā)生反應，從而形成具有強氧化性的羥基自由基，這樣Fe2+會在氧化作用下形成Fe3+穩(wěn)定性較差的羥基自由基，依托奪氫反應或者是加羥基反應，實現(xiàn)對土壤中有機污染物質的降解，進而修復污染土壤修復。需要注意的是，在該方法應用過程中，針對H2 O2施加量提出十分嚴格的要求。據有關研究證實，如果施加H2 O2過量會對降解污染物不利。通過配比濃度不一樣的芬頓試劑，針對去除有機污染物質的效果進行研究，有關結果表明伴隨逐漸提高的H2 O2以及Fe2+濃度，會逐漸降低氧化劑的選擇性，和試劑一次性加入的方式相比，建議選擇逐滴滴加。與此同時，因為芬頓試劑會發(fā)生放熱反應，在一定程度上會導致土壤原有理化性質出現(xiàn)變化，而且反應過程中Fe3+和OH-發(fā)生反應，從而形成Fe（OH）3沉淀，土壤會降低自身的滲透性能，以上均是該方法運用前要充分思考的。

2.物理方法

從實際情況分析，在修復污染土壤的眾多方法中，物理修復十分常見，例如覆土稀釋是運用率較高的技術，而熱處理及蒸汽提取等技術是有效性最高的物理修復方法。關于此項修復技術，一方面具有突出的處理效果而且操作相對簡單，另一方面還可以有效保護土壤，土壤原有結構機會不會受到影響及污染?？墒沁@項修復技術是否可以將本有作用充分發(fā)揮，會受限于較多影響因素，總體上修復效果無法保證穩(wěn)定性，因為處理技術相對先進，所以要投入較高的修復成本，在選擇該項技術前，相關工作人員應做好綜合分析。

3.生物方法

（1）微生物修復

該項技術的研究主要方向如下：

①淋濾技術，尤其是修復因重金屬而造成污染的土壤。因為重金屬物質于土壤中存在的形態(tài)主要為有機態(tài)、可交換態(tài)等，而其中的可交換態(tài)便能較好地應用淋濾技術。以往采取的淋濾技術不僅成本高昂而且容易造成二次污染。對此，可以把微生物用于主要的淋濾工具，以此能防止再次發(fā)生污染。

②構建處理菌株，在具體處理土壤當中的污染物質時，應首先選擇合適的處理菌株，現(xiàn)階段修復中采取的微生物資源，很多在國內沒有實現(xiàn)有效利用與充分開發(fā)和技術人員應在未來研究中，重點優(yōu)化與篩選菌株的篩選。

②強化修復，功能性較強的微生物能實現(xiàn)生物修復過程的進一步增強，讓有機污染物質更好地分解，有效清理污染。另外，一些微生物具備促進生長的功能。

（2）植物修復

該項技術取得有關進展如下：

①對回收與處理污染物、修復植物的過程加以完善。以往采取的植物修復方法，主要對修復植物進行堆肥與焚燒等渠道加以處理，極易引發(fā)再次污染。因此，我國技術人員致力于研究回收率更高，導致污染更少的處理方法，例如通過水熱液化技術，能夠分析與吸收植物富集的約95%的污染物質，達到無污染處理的理想效果[3]。

②該項技術所使用的植物種類進一步增加。近些年，有關研究人員積極研究能夠使用在分解吸收土壤污染物質的植物，例如水蔥、忍冬（如圖2所示）等植物均具有較強的吸收能力。同時，有關研究人員在培育植物種類中引入了基因技術，以此對植物自身的吸收修復效果不斷強化?？傊诤罄m(xù)發(fā)展中應將這兩項技術有機結合。

4.原位修復

若是土壤結構遭到污染可是未進行挖掘，最好采用原位修復，這種技術可以獲得理想的修復效果。因為土壤結構未挖掘，因此不涉及調整或是對現(xiàn)有結構進行更換，所以投入的治理成本相對有限，在實際修復中可實現(xiàn)污染物質高效且快速地分解，整個作業(yè)過程在原地便能夠完成，至于周圍的土壤資源不會遭受到污染。除此之外，這種修復技術的明顯優(yōu)勢為實際操作起來相對簡單，雖然污染物質已經深埋在地下也會獲得較好的修復效果，所以在當前的土壤修復中此技術具有廣泛地使用空間。但是此技術在具體使用過程中有一個不可忽視的問題，很容易產生廢氣、廢水從而造成二次污染，所以在完成土壤修復作業(yè)之后，應該通過專業(yè)人員對廢棄物進行及時處理，由此將污染風險降至最低。

5.聯(lián)合修復

現(xiàn)階段，針對土壤受到有機質污染后可以采取很多種修復技術，但從具體情況分析，化學以及物理方法具備較強的修復能力，而且修復效率較高，可是通過生物修復卻呈現(xiàn)出理想的持續(xù)性效果，經過修復之后的土壤結構也可以更好地適應植物繁殖和生長，更重要的是可以避免二次污染，因此，在土壤修復過程中生物修復屬于最為科學的方法。由于相關修復技術在我國的發(fā)展時間較短，如要是過于依賴物理或者是化學修復技術，很容易導致土壤結構發(fā)生改變，土壤成分也會變得單一，所以聯(lián)合修復方法的應用十分重要[4]。實現(xiàn)土壤修復各種技術的綜合使用，將成本投入低且具備優(yōu)良處理效果的化學修復作為主體，通過合適的物理及生物修復方法作為輔助，依據實際的土壤受污染情況采取更適合的修復方案，以此確保修復效果最理想而且避免二次污染的產生。

結論：

基于工程角度分析，采用物理方法或者化學方法進行有機污染土壤修復，其所具備的高效快速優(yōu)勢尤為顯著，可謂是修復的最佳途徑，可是從持續(xù)發(fā)展層面分析，采取生物方法進行污染土壤的修復更具“溫和性”，一方面土壤仍具備生物可用性，另一方面土壤不會出現(xiàn)再次污染，因此生物修復方法具有顯著的環(huán)保優(yōu)勢。該項修復技術在我國的起步時間較晚，要是長時間采取單一的化學、物理方法修復污染土壤，隨著時間推移會持續(xù)威脅到土壤。因此，本文建議通過聯(lián)合修復技術實現(xiàn)有效修復，而如何將化學方法、物理方法和生物方法相結合，屬于土壤修復領域的熱點研究課題。

參考文獻：

[1]陳曉雪.有機物污染土壤修復技術的應用研究[J].智能城市，2019，5（21）：123-124.

[2]朱玉紅.污染土壤修復技術研究現(xiàn)狀與趨勢[J].建材與裝飾，2015（50）：120-121.

[3]周際海，黃榮霞，樊后保，田勝尼，李宗勛，姜偉，李特，高琪.污染土壤修復技術研究進展[J].水土保持研究，2016，23（03）：366-372.

[4]郭書海，吳波，胡清，杜曉明，馬曉敏，胡承志，李喜青，仇榮亮.污染土壤修復技術預測[J].環(huán)境工程學報，2017，11（06）：3797-3804.