微修復(fù)技術(shù)在典型化工污染土壤中的應(yīng)用

張凡,艾思含

(1.湖北博識信環(huán)境工程技術(shù)有限公司，湖北 武漢 430000；2.湖北衡平環(huán)境評價有限公司，湖北 武漢 430000)

0 引言

近年來我國城市化進(jìn)程不斷加快，為我國化工產(chǎn)業(yè)帶來了新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，也對我國的環(huán)境產(chǎn)生了極大的負(fù)面影響。其中，土壤污染問題是當(dāng)前發(fā)展過程中的突出問題。對此，化工領(lǐng)域必須更進(jìn)一步地研究和推廣微修復(fù)技術(shù)，為自身謀求更大的發(fā)展空間[1]。

1 化工污染土壤的微修復(fù)技術(shù)概述

微生物修復(fù)是當(dāng)下處理土壤污染問題的有效措施之一，對進(jìn)一步提升土壤修復(fù)質(zhì)量和效率有著積極的作用。從其應(yīng)用的角度來看，主要是針對自身存在的或后期形成的功能微生物群，在符合條件的情況下，能夠有效加強(qiáng)微生物的代謝功能，通過這樣的方式，最大化降低有毒污染物的活性，實現(xiàn)科學(xué)、高效、安全的修復(fù)。與此同時，微修復(fù)技術(shù)相比于傳統(tǒng)的物理和化學(xué)修復(fù)技術(shù)，更加具備高效率、低成本、非破壞、綠色化、適用廣等特點，已成為污染土壤生物修復(fù)技術(shù)的重要組成部分和主力軍。

伴隨著化工企業(yè)的數(shù)量增多和規(guī)模擴(kuò)大，化工企業(yè)存在不規(guī)范作業(yè)的現(xiàn)象仍然存在，產(chǎn)生了大量的污染物質(zhì)和有毒物質(zhì)，導(dǎo)致土壤污染問題較為普遍，甚至威脅著人民的生命財產(chǎn)安全。對此，我國已開始研發(fā)并應(yīng)用微修復(fù)技術(shù)，在一定程度上改善了土壤污染現(xiàn)狀。

化工污染具有危害性大、危及范圍廣的特點，傳播途徑較為直接，通常是通過大氣、水、土壤或食物鏈等傳播?；诖?，我國一方面要積極對污染土壤進(jìn)行科學(xué)有效的綜合治理，做好日常的修復(fù)與保養(yǎng)工作；另一方面應(yīng)不斷優(yōu)化微修復(fù)技術(shù)，積極完善技術(shù)體系，提高修復(fù)率，切實滿足當(dāng)下化工污染土壤修復(fù)的需求，從而促進(jìn)我國化工產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，提升經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

2 典型化工污染土壤

2.1 抗生素污染土壤

抗生素是一種非常重要的藥物，能對人體起到較強(qiáng)的預(yù)防與保護(hù)作用。但是在實際應(yīng)用中，抗生素的吸收是一大難題，很難被精確控制，且極其容易出現(xiàn)部分抗生素遺留的問題，進(jìn)而引發(fā)土壤污染，對環(huán)境造成極大的負(fù)面影響。近些年來，隨著抗生素的廣泛應(yīng)用，其排放量也呈現(xiàn)出不斷增長的趨勢，從某種意義上來說，抗生素已經(jīng)成為一種新型污染物，這將非常不利于土壤安全。一般來說，污染場地的抗生素濃度較高多與有機(jī)肥料的不合理使用和污水的隨意排放有著直接聯(lián)系，且隨著時間的積累，抗生素對土壤的污染還會不斷加重。

與此同時，氯霉素作為抗生素的一種，非常具有典型性和代表性，在傳染病的治療方面有著顯著的優(yōu)勢，特別是對病原菌能起到良好的抑制作用。但是氯霉素具有較強(qiáng)的毒副作用，必須避免長時間的持續(xù)使用。一旦使用不當(dāng)，很容易導(dǎo)致土壤中的氯霉素日益增多，加大土壤修復(fù)的復(fù)雜性和難度。

2.2 硝基酚污染土壤

硝基酚是一種重要的化工原料，其應(yīng)用范圍十分廣泛。從硝基酚的特性來看，其具有較強(qiáng)的毒性且不易降解，對土壤的肥力和代謝活性造成了影響，從而對我國的環(huán)境造成了極大的負(fù)面影響。當(dāng)前硝基酚已被列為優(yōu)先污染物。近些年來，隨著我國修復(fù)技術(shù)研究力度的不斷加大，MW輻射修復(fù)技術(shù)逐漸成為我國常用的一種土壤修復(fù)技術(shù)，主要是通過科學(xué)合理的控制水分比例來去除土壤中的硝基酚，效果顯著，大大提高了修復(fù)效率，被廣泛應(yīng)用[2]。

2.3 重金屬鉻污染土壤

在眾多微量金屬元素中,鉻會對環(huán)境造成較嚴(yán)重的污染,其存在的形態(tài)有三價、六價兩種。其中，鉻的三價形態(tài)可以滿足基本的應(yīng)用需求，但是鉻的六價形態(tài)具有一定的毒性。因此必須采用科學(xué)合理的方式使用鉻，并根據(jù)鉻的不同存在形態(tài)來治理該類型的土壤污染。

3 污染土壤的物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)

3.1 電動修復(fù)技術(shù)

物理修復(fù)主要是利用一些物理方法，或者是一些與物理相關(guān)的工程措施，有效減少土壤中的重金屬濃度，達(dá)到降低污染程度的目的。而電動修復(fù)技術(shù)作為物理修復(fù)中的一個重要組成部分，主要是通過施加電流形成一定的電壓梯度，使土壤中的污染物質(zhì)在電壓梯度的刺激下被帶到電極兩端，從而修復(fù)污染土壤。在此過程中，該技術(shù)的修復(fù)效果受電場強(qiáng)度、電極強(qiáng)度、電極布置的影響相對較大，因此具有很大的不確定性和不穩(wěn)定性。目前，電動修復(fù)技術(shù)作為一種新興技術(shù)，被大力推廣。電動修復(fù)技術(shù)的優(yōu)點主要表現(xiàn)在不需要投入化學(xué)藥劑，修復(fù)過程具有安全性與環(huán)保性的特點，適用范圍十分廣泛，操作簡單。一方面能夠大大降低成本，另一方面能有效避免二次污染問題。但是，電動修復(fù)技術(shù)也面臨著一些不足，主要表現(xiàn)在其應(yīng)用時間相對較短，依然具有一些局限性，在去除電荷缺乏的非極性有機(jī)物時，其效果尚不佳，有待進(jìn)一步研究與完善。目前，國外科研人員已經(jīng)研發(fā)了多種土壤電動修復(fù)技術(shù)，如：Lasagna 技術(shù)、Electro-KleanTM電動分離技術(shù)，并成功應(yīng)用于污染土壤的修復(fù)。總之，該技術(shù)具有很強(qiáng)的競爭力，在保障土壤的肥力和代謝活性方面有著重要作用，同時也極大地避免了修復(fù)過程中污染物的轉(zhuǎn)移，有助于更好地保護(hù)環(huán)境和人類健康[3]。

3.2 固定化技術(shù)

固定化技術(shù)又稱穩(wěn)定化技術(shù)，具有預(yù)防污染和降解污染物質(zhì)的功效，對污染物質(zhì)的釋放和土壤的修復(fù)有著重要的作用。該技術(shù)通過將特殊添加劑與污染土壤相混合，經(jīng)過物理、化學(xué)或熱力學(xué)過程來降解污染物。固定化技術(shù)的應(yīng)用離不開粘結(jié)劑，其中，水泥作為一種粘結(jié)劑應(yīng)用得最廣泛。固定化技術(shù)的優(yōu)點主要表現(xiàn)在處理復(fù)雜金屬廢棄物的效果較好，具有良好的穩(wěn)定性和低毒性，且成本相對較低，對設(shè)備沒有很高的要求。污染物埋藏深度、土壤pH值以及有機(jī)質(zhì)含量等因素都會對該技術(shù)的應(yīng)用造成不同程度的影響，必須根據(jù)具體問題具體分析。因此，我們在選擇污染土壤微生物修復(fù)技術(shù)的過程中，應(yīng)綜合考慮不同修復(fù)方法的特點，結(jié)合污染物的類型和污染程度進(jìn)行科學(xué)選擇，這點是至關(guān)重要的，旨在最大化地保障修復(fù)技術(shù)的效果，切實提高修復(fù)質(zhì)量和效率。

3.3 透水性反應(yīng)墻技術(shù)

透水性反應(yīng)墻技術(shù)最先興起于西方發(fā)達(dá)國家，是一種原位被動修復(fù)技術(shù)。反應(yīng)墻的安裝位置很特殊，通常安裝在地下蓄水層中垂直于地下水流方向的地方。污染地下水在自身水力梯度作用下流經(jīng)反應(yīng)墻時，會與墻體中的活性材料發(fā)生物理、化學(xué)反應(yīng)，從而達(dá)到去除污染物的效果。反應(yīng)墻可以分為連續(xù)墻系統(tǒng)和煙囪門系統(tǒng)，而根據(jù)滲透墻的數(shù)量，煙囪門系統(tǒng)又可分為單通道系統(tǒng)和多通道系統(tǒng)，多通道系統(tǒng)又可以分為并聯(lián)與串聯(lián)。與此同時，從透水性反應(yīng)墻的優(yōu)點來看，突出表現(xiàn)在應(yīng)用范圍廣且活性介質(zhì)消耗慢[4]，缺點在于成本較高，這與其成本和造價有著密切的關(guān)系。

4 典型化工污染土壤的微修復(fù)技術(shù)研究

土壤微修復(fù)技術(shù)是當(dāng)前解決化工土壤污染問題的有效手段之一?，F(xiàn)階段，隨著我國加大對土壤污染修復(fù)的研究力度，土壤微修復(fù)技術(shù)也得到了進(jìn)一步發(fā)展，同時仍具有一定不足，還有著較大的改善空間。

4.1 微修復(fù)技術(shù)存在的不足

當(dāng)前污染土壤微修復(fù)技術(shù)主要包括物理技術(shù)與化學(xué)技術(shù)兩大類，這二者的特點、功能不一，且適用范圍存在較大的差異性，但都能起到良好的處理效果。因此在應(yīng)用微修復(fù)技術(shù)的過程中，必須充分考慮到技術(shù)的適用范圍和使用限制，在兩大類技術(shù)間進(jìn)行科學(xué)合理的選擇，從而更好地解決實際問題，切實提升修復(fù)質(zhì)量和效率。與此同時，物理技術(shù)與化學(xué)技術(shù)本身具有一定的差異性，二者的協(xié)同性與交融性較差，且由于土壤中的污染物各式各樣，種類繁多，會極大影響到微修復(fù)技術(shù)的實際效果，導(dǎo)致兩大類技術(shù)的優(yōu)勢難以最大程度發(fā)揮出來[5]。

4.2 應(yīng)對措施

針對上述問題，首先，要具體問題具體分析，充分考慮到土壤修復(fù)的實際需求，科學(xué)合理地選擇最佳處理技術(shù)，這是做好土壤修復(fù)工作的前提。其次，不斷致力于技術(shù)的創(chuàng)新與優(yōu)化，積極引進(jìn)新思想、新理念，構(gòu)建一個完整的技術(shù)體系，實現(xiàn)化工污染土壤的科學(xué)、高效、合理的處理，最大化保障和促進(jìn)土壤的保護(hù)和可持續(xù)性發(fā)展，避免二次污染，保障我國化工領(lǐng)域的可持續(xù)性。

4.3 微修復(fù)技術(shù)的發(fā)展方向

現(xiàn)階段土壤污染問題的依然嚴(yán)重，微修復(fù)技術(shù)具有巨大的發(fā)展空間。我國對土壤微修復(fù)技術(shù)的研究起步相對較晚，依然存在諸多不足，雖然目前已經(jīng)在生物材料、降解途徑、修復(fù)技術(shù)三方面取得了突破性的進(jìn)展，修復(fù)案例大大增加，但是距離理想化的修復(fù)成效依然存在一定的差距，未能切實滿足當(dāng)下的實際需求。與此同時，當(dāng)前與微修復(fù)技術(shù)相關(guān)的很多研究仍處于實驗?zāi)M階段，尚未實際投入應(yīng)用，且沒有形成一個統(tǒng)一、科學(xué)的修復(fù)技術(shù)體系。我國的土壤微修復(fù)技術(shù)仍需要進(jìn)一步提升，充分考慮我國國情，在發(fā)展化工產(chǎn)業(yè)、保證經(jīng)濟(jì)效益的同時，應(yīng)進(jìn)一步注重環(huán)境效益，科學(xué)有效地平衡好化工生產(chǎn)與土壤保護(hù)之間的關(guān)系，做好污染土壤修復(fù)工作。

當(dāng)前，微修復(fù)技術(shù)引發(fā)的二次環(huán)境污染問題較為普遍，盡可能減少或者避免二次環(huán)境污染問題是當(dāng)前微修復(fù)技術(shù)發(fā)展的一個重要方向。近年來，生態(tài)“三圍”阻控技術(shù)受到了社會各界的廣泛關(guān)注，其能科學(xué)有效地控制與處理污染物，是我國現(xiàn)階段發(fā)展過程中的一項巨大的突破。我國必須進(jìn)一步加大技術(shù)研究力度，有針對性地加強(qiáng)對土壤的保護(hù)，切實解決治理土壤污染過程中的棘手問題。與此同時，基于現(xiàn)階段土壤污染問題的嚴(yán)重性，全方位、多層次、多角度地完善和優(yōu)化為修復(fù)技術(shù)勢在必行。此外，隨著我國城市化進(jìn)程不斷加快，我國一些化工企業(yè)在實際發(fā)展過程中存在一定的盲目性，國家需要對其加強(qiáng)管理，切實解決化工領(lǐng)域的各類糾紛，引導(dǎo)化工產(chǎn)業(yè)不斷優(yōu)化自身結(jié)構(gòu)?？偠灾?，污染土壤微修復(fù)技術(shù)面臨的既是機(jī)遇，也是挑戰(zhàn)，任務(wù)艱巨，相關(guān)領(lǐng)域必須加大重視程度和研究力度，主要以預(yù)防為主，重點防治土壤問題為主線，進(jìn)一步完善和優(yōu)化技術(shù)，不斷發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題，從而更好地為解決土壤問題提供保障。

5 結(jié)語

土壤污染問題是當(dāng)今社會十分關(guān)注的一個問題，進(jìn)一步解決化工污染土壤問題迫在眉睫。基于此，文章以化工污染土壤的微修復(fù)技術(shù)作為研究重點，對土壤微修復(fù)技術(shù)的不足以及未來發(fā)展方向做了深入分析，以期最大化地減小土壤污染問題帶來的不利影響，進(jìn)而更好地推動我國化工產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。