土壤中揮發(fā)性有機(jī)物的分析方法研究

吳冬梅，劉國棟

（山東省煤田地質(zhì)規(guī)劃勘察研究院，山東 濟(jì)南 250102）

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對資源的需求愈來愈多，由此對生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞。例如，土壤中的揮發(fā)性有機(jī)物就是一種常見的油氣污染物。由于揮發(fā)性有機(jī)物的成分較為復(fù)雜，其污染特性和其他污染物不同，具有很強(qiáng)的潛在危險性，應(yīng)加強(qiáng)對其進(jìn)行控制和防護(hù)。鑒于此，對于如何控制和防護(hù)土壤中的有機(jī)物是目前最重要的問題。

1 揮發(fā)性有機(jī)物概述

根據(jù)世界衛(wèi)生組織的標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)定在正常溫度下沸點(diǎn)為50～250 ℃，飽和大氣壓為133.323 Pa的化合物在蒸氣的形式下所存在的一種有機(jī)性化合物，通常被認(rèn)定為揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）[2]。揮發(fā)性有機(jī)物可以長時間的停留在土壤中，且經(jīng)過時間的推移可進(jìn)入液態(tài)水和空氣中，其對人們賴以生存的環(huán)境會造成嚴(yán)重的破壞，甚至?xí){到人們的生命安全。由于其潛伏期時間長，且隱蔽性好不容易被發(fā)現(xiàn)也不可能被改變，所以會嚴(yán)重影響土壤的營養(yǎng)。其中，脂質(zhì)烴，芳香烴，鹵代烴等都是揮發(fā)性有機(jī)化合物的一種，都是以固體等形式游離在土壤中。到目前為止，揮發(fā)性有機(jī)物是土壤中最嚴(yán)重的污染源，因其具有毒性、刺激性和光化學(xué)反應(yīng)性。

2 土壤中揮發(fā)性有機(jī)物的污染特性

揮發(fā)性有機(jī)物的沸點(diǎn)較低，非常容易發(fā)生揮發(fā)和移動，還能通過大氣遷移、降雨時隨著雨水進(jìn)入土壤，再通過雨水的沖刷而流入地下水[3]，然后通過一系列的大氣循環(huán)進(jìn)入大氣層，再產(chǎn)生降水。

2.1 隱蔽性

揮發(fā)性有機(jī)物通過一系列的循環(huán)系統(tǒng)，最終被土壤和地下水吸附，導(dǎo)致地下水和土壤被污染。這種污染不可修復(fù)，會一直存在于地下土壤中，很難被發(fā)現(xiàn)，又因為其在土壤中的含量較低，所以很難被清除。

2.2 不可逆性

揮發(fā)性有機(jī)物在土壤中被不斷的改變和轉(zhuǎn)移，同時又與土壤中的微顆粒進(jìn)行吸附作用、相互轉(zhuǎn)換、又相互結(jié)合，想要徹底的清除是非常困難的，所以揮發(fā)性有機(jī)物在土壤中的污染是不可逆的。

2.3 中間產(chǎn)物復(fù)雜

揮發(fā)性有機(jī)物的種類很多，由于其不同分子之間慢慢的都會發(fā)生不同的化學(xué)反應(yīng)，同時碳原子的結(jié)合數(shù)目方式又復(fù)雜多樣，雜原子之間的種類又都不相同，因此會產(chǎn)生很多的中間產(chǎn)物。

2.4 具有很強(qiáng)的毒害性

揮發(fā)性有機(jī)物的污染形式非常多樣化，除了最常見的土壤污染以外還會產(chǎn)生光化學(xué)煙霧、有機(jī)氣溶膠等，在污染環(huán)境的同時還會對人們的健康造成一定的威脅，如加大人體的患癌幾率等。

2.5 具有遷移特征

在正常情況下，土壤中的揮發(fā)性有機(jī)物都是以氣體或者液體的形態(tài)進(jìn)入空氣和水中的，但通過長期的滯留和植物的吸附作用最終會破壞生態(tài)環(huán)境。雖然土壤本身具有一定的降解有機(jī)物能力，但由于土壤中的揮發(fā)性有機(jī)物長時間的處于游離狀態(tài)，又具有揮發(fā)性和遷徙特征，所以會增加對其的檢測難度。

3 土壤中揮發(fā)性有機(jī)物的修復(fù)方法

隨著社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們對自然環(huán)境的保護(hù)意識越來越強(qiáng)烈，已開始關(guān)注土壤中揮發(fā)性有機(jī)物的治理問題。其中，一些發(fā)達(dá)國家會投入大量的資金和人力對土壤揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行處理，以實現(xiàn)污染土壤的修復(fù)。因此，經(jīng)過長期的探索和實踐，形成了一整套揮發(fā)性有機(jī)物的處理技術(shù)。這些技術(shù)不僅包括物理和化學(xué)處理，還包括生物處理。由于土壤中揮發(fā)性有機(jī)物的修復(fù)比較困難，所以，往往會采用多種方法對其進(jìn)行治理。

3.1 物理修復(fù)方式

物理修復(fù)是土壤中揮發(fā)性有機(jī)物最常見的一種修復(fù)手段，其是采用簡單的挖掘、耕作的方式。針對土壤中揮發(fā)性有機(jī)物的污染特性可利用物理修復(fù)手段，即熱解吸和光降解。其中熱解吸是常見的修復(fù)方式之一，是使用紅外線和微波技術(shù)對土壤中的揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行加工處理，通過不斷的加熱利用高溫將土壤中的揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行降解處理。光降解是指利用陽光直射的方法對土壤中的揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行一定的降解，以達(dá)到治理的目的[4-5]。

3.2 化學(xué)修復(fù)方式

化學(xué)修復(fù)也是目前對土壤中的揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行修復(fù)的一種有效手段。其主要方法是對土壤中的揮發(fā)性有機(jī)物利用化學(xué)藥劑進(jìn)行沖洗，但這種方式操作起來比較復(fù)雜。首先，要把被污染的土壤挖出來，然后再利用專門用于淋洗的設(shè)備場地對土壤中的揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行清洗分離，需要注意的是要將沖洗液進(jìn)行合理處置，不可隨意排放。然后，再對處理后的土壤進(jìn)行脫水處理。這種方法是目前對土壤中揮發(fā)性有機(jī)物的處理最有效的一種方式，但由于還沒有更好的設(shè)備對清洗液進(jìn)行防污染處理，而清洗后的廢水也缺乏合理的處理方式，所以隨時都可能對環(huán)境造成二次污染，不僅浪費(fèi)人力、財力，還會對環(huán)境和人們的身體健康構(gòu)成威脅[4-5]。

3.3 光降解方式

光降解方式也是目前處理土壤中揮發(fā)性有機(jī)物的方法之一。該方法主要是將揮發(fā)性有機(jī)物直接進(jìn)行光解，并利用光催化或者氧化進(jìn)行土壤溶劑萃取。該方法適用于土壤薄、日照時間長、支持光降解模型的應(yīng)用。我國一些學(xué)者對光降解條件下的土壤初始含油量、磷值和土壤類型進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，土壤含油量與光降解模式效率呈負(fù)相關(guān)[4-5]。

3.4 土壤淋洗技術(shù)

土壤淋洗技術(shù)是一種處理土壤中化學(xué)吸附的微粒以及微粒周圍的土壤恢復(fù)性有機(jī)物的方法。土壤淋洗技術(shù)的修復(fù)過程是采用最簡單的沖淋方式，使用的清洗媒介更加廣泛，例如，最常見的清水、無機(jī)熔鹽（日常所用鹽、堿）等，或是使用有機(jī)溶液、表面活性劑、螯合劑等。采用這種修復(fù)方式可以避免在土壤在修復(fù)過程中造成的二次污染，優(yōu)勢明顯高于化學(xué)修復(fù)。據(jù)相關(guān)資料顯示，若使用多種清洗劑對土壤中的揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行清洗比使用單一的化學(xué)藥劑清洗效果會更加突出[6-7]。

4 結(jié)論

隨著社會的不斷發(fā)展和時代的不斷變遷，人們保護(hù)環(huán)境的意識越來越強(qiáng)烈，在重視經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時也保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，其中，對土壤環(huán)境的保護(hù)也成為了目前環(huán)境保護(hù)中比較重要的一部分。因此，我國應(yīng)在此基礎(chǔ)上不斷的進(jìn)行分析、創(chuàng)新，力爭研究出更合理、更有優(yōu)勢的土壤中有機(jī)物揮發(fā)治理的方法[8]。我國是世界上人口最多的國家，同時也是糧食出口大國，假如土壤環(huán)境遭到破壞，勢必會導(dǎo)致糧食減產(chǎn)，這會對社會經(jīng)濟(jì)的的發(fā)展造成不可估量的損失。所以，只有保護(hù)好土壤資源才能實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，才能為人們改善生活環(huán)境奠定堅實的基礎(chǔ)。