土壤與地下水有機(jī)污染物修復(fù)技術(shù)分析

郭 彬 蘇宏建

1. 華勘（天津）生態(tài)城市研究院有限責(zé)任公司 天津 300170

2. 華北地質(zhì)勘查局五一四地質(zhì)大隊(duì) 河北 承德 067000

3. 河北華勘資環(huán)勘測(cè)有限公司 河北 承德 067000

近些年我國(guó)環(huán)境污染情況日益嚴(yán)重，有機(jī)污染物逐漸滲透到土壤以及地下水中，超出了土壤的承受容量和凈化速度，土壤以及地下水中的動(dòng)態(tài)平衡遭到了破壞。這些環(huán)境問題的威脅到了人們的生命安全。并且，我國(guó)土壤以及地下水資源畢竟有限，如果當(dāng)前的污染問題不能得到有效的控制，那么污染面積會(huì)迅速擴(kuò)大，引發(fā)的后果不可估量。針對(duì)此，需要我國(guó)相關(guān)部門提高對(duì)有機(jī)污染物治理的重視程度，加大資金投入對(duì)各種污染物的修復(fù)技術(shù)進(jìn)行完善，從而提高治理效率，只有這樣才可以減少或者消除有機(jī)污染物對(duì)土壤和地下水資源的影響。

1 土壤與地下水污染調(diào)查

1.1 土壤污染的危害

土壤污染種類不同，所使用的修復(fù)方式也要有所差異。按照污染形式進(jìn)行劃分，可以將土壤污染分為有機(jī)物污染、重金屬污染以及放射性元素污染等。不僅工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生污染物，同時(shí)有毒有害氣體如汽車尾氣的排放也會(huì)造成不同程度的污染。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，為了提高農(nóng)作物的產(chǎn)量、減少病蟲害的發(fā)生，農(nóng)民往往會(huì)使用足量的農(nóng)藥和化肥等，這些物質(zhì)的使用雖然可以提高區(qū)域內(nèi)的農(nóng)作物產(chǎn)量、提高農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)水平，但是對(duì)農(nóng)田土壤環(huán)境造成的危害是不可逆的，影響著土壤質(zhì)量。此外，日常生活中，由于人們?nèi)狈Νh(huán)境保護(hù)理念，對(duì)產(chǎn)生的生活污水隨意排放、生活垃圾隨意丟棄。這些行為均會(huì)對(duì)土壤環(huán)境造成破壞，形成有機(jī)物污染。生態(tài)是一個(gè)巨大的互聯(lián)的體系，通過食物鏈的發(fā)展，這些有害物質(zhì)會(huì)隨著人們的進(jìn)食過程進(jìn)入到人體內(nèi)，對(duì)人體造成嚴(yán)重侵害。究其原因，污染物的產(chǎn)生還是由于人們的活動(dòng)所導(dǎo)致的，土壤環(huán)境容量以及凈化能力有限，長(zhǎng)期的積累會(huì)導(dǎo)致土壤環(huán)境持續(xù)惡化。與其他環(huán)境污染形式不同，土壤污染并非短時(shí)間內(nèi)可以顯現(xiàn)出來的，具有一定滯后性和隱蔽性。如有機(jī)污染物的污染對(duì)農(nóng)田造成的不良影響不會(huì)立即顯現(xiàn)，而是通過飲食或者呼吸形式進(jìn)入到人體，對(duì)人體內(nèi)的骨骼以及組織等造成損傷。這一特性導(dǎo)致無法通過有效的手段對(duì)污染進(jìn)行徹底有效的修復(fù)[1]。

1.2 地下水的調(diào)查與分析

當(dāng)前對(duì)于地下水的調(diào)查主要是通過區(qū)域內(nèi)水質(zhì)質(zhì)量以及周邊環(huán)境進(jìn)行。水具有流動(dòng)性。因此在調(diào)查過程中，為了提高調(diào)查結(jié)果的準(zhǔn)確性，一般是采用抽樣調(diào)查法對(duì)水源進(jìn)行收集和分析[2]。相關(guān)部門在開展工作使時(shí)，首先需要對(duì)現(xiàn)代工業(yè)區(qū)域周邊的土壤環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，這一步驟不僅可以對(duì)企業(yè)的污水排放位置進(jìn)行掌握、確定污染源，同時(shí)可以通過對(duì)污染物的分析和實(shí)驗(yàn)，探究有機(jī)污染物排放量對(duì)土壤環(huán)境造成的影響，通過一系列的數(shù)據(jù)信息對(duì)比，對(duì)當(dāng)前的污染程度進(jìn)行評(píng)估；另外，當(dāng)環(huán)境治理部門對(duì)有機(jī)污染物排放情況充分掌握后，可以通過一定算法對(duì)污染物可能影響到的流域進(jìn)行測(cè)算。專業(yè)人員通過現(xiàn)場(chǎng)勘察，對(duì)工業(yè)企業(yè)污水排放池的容量以及具體位置進(jìn)行探查，了解污染物排放過程以及治理環(huán)節(jié)的有效銜接，從而使得企業(yè)及時(shí)調(diào)整排放計(jì)劃。最后，由于工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程中涉及到多個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，污染物種類也大不相同[3]。因此，不僅要關(guān)注主要污染源，同時(shí)還需要對(duì)土壤環(huán)境以及地下水造成破壞的其他污染源進(jìn)行排查，并且依據(jù)其污染危害對(duì)其進(jìn)行分類；工業(yè)生產(chǎn)中，一般通過填埋的方式對(duì)固體污染物進(jìn)行處理，這就需要有關(guān)人員對(duì)固體污染存在位置以及排放方向進(jìn)行明確，在了解污染物的污染程度以及堆放情況的基礎(chǔ)上，制定出科學(xué)有效的應(yīng)對(duì)方案、提高方案設(shè)計(jì)有效性。

1.3 土壤與地下水有機(jī)物的分類

數(shù)據(jù)表明，近些年土壤和地下水污染情況大體分為兩種，分別是天然有機(jī)污染物形成的污染源以及工業(yè)生產(chǎn)造成的污染。以天然有機(jī)污染物為例，這種污染物所造成的污染程度較低。這是由于天然污染物是自然發(fā)展的產(chǎn)物，不可避免會(huì)在發(fā)展過程中受到污染[4]。例如當(dāng)前的森林和草原地下水資源或者是由于動(dòng)植物自然死亡造成的污染。這兩種污染源被土壤充分吸收后，會(huì)繼續(xù)向下滲透，滲透到地下水中。在環(huán)境治理工作中，由于這種污染不嚴(yán)重，可以使用簡(jiǎn)易的治理方法進(jìn)行具體操作，從而增強(qiáng)治理效果。與之相反的是工業(yè)污染源。這種污染源形成原因較為復(fù)雜，并且滲透性較強(qiáng)。對(duì)于這種大面積擴(kuò)散的污染源，對(duì)于修復(fù)技術(shù)的使用要求較高。這就需要有關(guān)部門投入資金開展污染治理研究工作，同時(shí)提高治理人員的專業(yè)能力和專業(yè)素養(yǎng)、提高治理效率。例如，在工業(yè)活動(dòng)中，極易產(chǎn)生廢水，廢氣，廢渣等物質(zhì)，這三種物質(zhì)的形成也會(huì)對(duì)土壤環(huán)境和地下水造成破壞，甚至危害到人類的身體健康[5]。

2 土壤與地下水有機(jī)污染物修復(fù)技術(shù)

2.1 化學(xué)修復(fù)技術(shù)分析

2.1.1 化學(xué)修復(fù)土壤環(huán)境

我國(guó)環(huán)境治理部門近幾年已經(jīng)意識(shí)到了土壤環(huán)境以及地下水污染修復(fù)的重要性，并且有序推進(jìn)了兩種污染的治理工作。土壤污染與地下水污染的治理是一項(xiàng)長(zhǎng)期復(fù)雜的工作，需要國(guó)家政府以及相關(guān)環(huán)保部門投入大量的人力物力資源，從而為土壤環(huán)境的修復(fù)提供支持[6]。經(jīng)調(diào)查，當(dāng)前治理土壤有機(jī)污染物過程中，有關(guān)部門主要應(yīng)用有機(jī)溶劑和表面活性劑對(duì)土壤環(huán)境進(jìn)行清洗。這種治理方式操作難度較低且效果較為顯著。治理手段的原理在于有機(jī)溶劑和表面活性劑本身具有清潔能力，將其應(yīng)用到土壤中，可以使土壤中的有機(jī)污染物與化學(xué)試劑充分反應(yīng)，從而將化學(xué)試劑吸附到土壤中，到預(yù)期的清潔目的。另外，科學(xué)研究表明，表面活性劑在清理有機(jī)污染物時(shí)，具有一定的可操作性。因此，潔凈土壤的效果十分明顯，可以將其推廣應(yīng)用到其他類型的有機(jī)污染物修復(fù)中。近些年，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及科技的進(jìn)步，我國(guó)工業(yè)行業(yè)得到了良好的發(fā)展，在一定程度上改善了我國(guó)國(guó)民生活質(zhì)量和生活水平。但是，工業(yè)化的蓬勃發(fā)展帶來了更大的污染問題。為了有效解決這些問題，我國(guó)當(dāng)前已經(jīng)研究出多種可以用化學(xué)修復(fù)的表面活性劑。在這些表面活性劑中，主要使用的有非離子，陰離子以及生物型。不同種類的表面活性劑可以對(duì)不同特性的有機(jī)污染物進(jìn)行科學(xué)合理的修復(fù)，并且去污效果十分顯著。在具體修復(fù)過程中，首先需要工作人員對(duì)受污染地區(qū)進(jìn)行實(shí)地勘察，了解污染源類型以及污染程度。根據(jù)這些數(shù)據(jù)選擇恰當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣┻M(jìn)行環(huán)境清潔。為了降低修復(fù)成本，工作人員需要進(jìn)行全面思考。在保證去污質(zhì)量的同時(shí)，選擇性價(jià)比較高的清潔材料，并且需要對(duì)活性劑的表面張力進(jìn)行測(cè)試，選擇張力較小的活性劑。這種活性劑不僅具有可降解性，減少了對(duì)環(huán)境的破壞，同時(shí)可以提高去污質(zhì)量和效率。

2.1.2 化學(xué)修復(fù)地下水污染

就目前來講，我國(guó)環(huán)境污染問題十分嚴(yán)峻。當(dāng)前的污染已經(jīng)不僅是本文中提到的土壤環(huán)境污染以及地下水資源污染問題，更涉及到了大氣污染、海洋污染以及熱污染等。以文中提到的地下水污染為例，當(dāng)前使用的化學(xué)修復(fù)方式主要有四種。分別是有機(jī)粘土法、電化學(xué)動(dòng)力修復(fù)法以及淋溶法和施用改良劑法。以下文字對(duì)這些修復(fù)方式進(jìn)行分別闡述：首先是有機(jī)黏土法，這種修復(fù)手段主要利用人為干擾對(duì)污染源進(jìn)行修復(fù)。簡(jiǎn)單來講，就是用人工合成的粘土對(duì)地下水資源中的有機(jī)污染物進(jìn)行清除。具體工作開展過程中，工作人員需要對(duì)集中在蓄水層的污染物進(jìn)行攔截和清理，從而減少有機(jī)污染物的數(shù)量，避免地下水污染問題更加嚴(yán)重。當(dāng)污染物被集中處理后，可以利用一些技術(shù)如降解和富集等，對(duì)已經(jīng)固定的污染物進(jìn)行處理，從而達(dá)到預(yù)期的地下水資源修復(fù)目的。第二種則是較為常見的修復(fù)手段，即電化學(xué)動(dòng)力修復(fù)。實(shí)踐數(shù)據(jù)表明，這種技術(shù)具有較強(qiáng)的應(yīng)用效果。但是也有一個(gè)不可忽視的缺點(diǎn)，與其他手段相比，這種修復(fù)技術(shù)使用成本較高。該技術(shù)的應(yīng)用原理是通過在污染水域中放入電極，從而在水域內(nèi)部形成電解場(chǎng)。在這種技術(shù)使用背景下，地下水中的水離子不會(huì)恢復(fù)以往的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)形式，而是按照特定的方式進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，從而提高污染物的降解效率。當(dāng)電機(jī)進(jìn)入污染水域后，水域中氧氣量急劇升高，為有機(jī)污染物的降解提供便利條件。這種技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，具有不錯(cuò)的使用效果。但是由于這種技術(shù)應(yīng)用時(shí)間較短，仍然存在一定不足、影響使用效果。為此，需要技術(shù)人員積極進(jìn)行實(shí)踐，在實(shí)踐中積累經(jīng)驗(yàn)，從而完善修復(fù)體系、提高化學(xué)修復(fù)技術(shù)水平。第三，淋溶法。該修復(fù)方法的工作原理是利用淋洗液對(duì)土壤中的重金屬進(jìn)行轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移到土壤液相造成的方向。隨后對(duì)于一些含有重金屬的廢水進(jìn)行回收處理，從而降低地下水的污染程度。這種修復(fù)技術(shù)對(duì)于輕度污染土壤具有較好的治理效果。但是容易造成養(yǎng)分流失，并且需要費(fèi)用較高。第四，施用改良劑。將改良劑與土壤充分混合，利用改良劑的吸附作用地下水中的重金屬進(jìn)行氧化還原，從而降低重金屬的生物有效性。這種技術(shù)在使用過程中需要關(guān)注改良劑的功能和特性，改良劑種類不同具體操作手法也有所差異。例如，在污染程度較高的土壤中加入石灰性物質(zhì)，改善土壤環(huán)境的酸堿度。另外一些重金屬在發(fā)生反應(yīng)后可以形成沉淀，此時(shí)加入有機(jī)物可以加快還原反應(yīng)，從而達(dá)到修復(fù)污染的目的。

2.2 生物修復(fù)技術(shù)分析

2.2.1 土壤污染的生物修復(fù)技術(shù)

對(duì)于土壤污染的治理過程中，化學(xué)修復(fù)技術(shù)應(yīng)用范圍更廣。但是，化學(xué)修復(fù)也有一個(gè)不可忽視的缺點(diǎn)，即化學(xué)試劑的使用不可避免會(huì)對(duì)環(huán)境造成一些不良影響，增加了二次污染的產(chǎn)生幾率。在這種情況下，生物修復(fù)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。與其他修復(fù)技術(shù)有所不同，生物技術(shù)是利用生態(tài)系統(tǒng)的循環(huán)性，利用微生物對(duì)環(huán)境污染進(jìn)行修復(fù)。這類修復(fù)方式不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不良影響。與化學(xué)修復(fù)技術(shù)相比，這種技術(shù)所需資金更少且對(duì)原有土壤不會(huì)造成破壞。生物修復(fù)技術(shù)可以將有機(jī)污染物轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)自然環(huán)境無傷害的物質(zhì)。該技術(shù)的應(yīng)用與當(dāng)前積極推行的綠色可持續(xù)發(fā)展理念相符。常用的生物修復(fù)技術(shù)主要有以下兩種，分別是就地處理法和原位處理法。就地處理法顧名思義即將污染物放在經(jīng)過處理后的場(chǎng)地上，此時(shí)污染物與場(chǎng)地中的物質(zhì)進(jìn)行充分反應(yīng)，從而使土壤中的營(yíng)養(yǎng)，水分和酸堿程度處在平穩(wěn)狀態(tài)。利用微生物的特性實(shí)現(xiàn)自主降解。如果想要提高土壤的降解能力，可以添加微生物，進(jìn)而提高修復(fù)質(zhì)量。原位處理法不需要對(duì)土壤進(jìn)行處理?？梢詫?duì)滲透性較強(qiáng)但不飽和的土壤進(jìn)行直接處理，從而提高土壤營(yíng)養(yǎng)。這種技術(shù)通過增加菌群提高降解能力。或者是抽取定量的地下水放在地表上，利用微生物對(duì)其進(jìn)行自然處理，隨后將其放回到原位。經(jīng)過多次反復(fù)的操作，可以改良土壤環(huán)境。

2.2.2 地下水污染的生物修復(fù)

地下水污染的生物修復(fù)技術(shù)與土壤修復(fù)差異較大?？紤]到水具有流動(dòng)性，修復(fù)中往往通過對(duì)地下水系統(tǒng)進(jìn)行抽取或者回注以及生物反應(yīng)器的方式進(jìn)行綜合修復(fù)。人們生活離不開水，地下水資源與人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活聯(lián)系較為緊密。因此，技術(shù)人員需要選擇恰當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行地下水污染修復(fù)，從而改善環(huán)境質(zhì)量。當(dāng)前使用的地下水污染生物修復(fù)技術(shù)主要有兩種。第一，生物注射法。這種修復(fù)技術(shù)是將加壓注射后的空氣投入到污染水域中，在微生物的自然反應(yīng)下，可以對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行降解，從而緩解地下水資源污染的嚴(yán)重程度，達(dá)到修復(fù)地下水的目的。為了提高修復(fù)效率，技術(shù)人員也可以將空氣替換為表面活性劑，然后注射到污染水域中。表面活性劑中有大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，可以加速代謝效率。第二，有機(jī)粘土法。生物修復(fù)技術(shù)中的有機(jī)黏土法與化學(xué)修復(fù)相似度較高，該技術(shù)的使用都是在于也對(duì)水體遷移程度進(jìn)行控制，從而抑制污染水的擴(kuò)散，避免出現(xiàn)更加嚴(yán)重的后果。并且這種技術(shù)所需費(fèi)用不高、具有較為顯著的修復(fù)效果。作為常見的一種修復(fù)方式，有機(jī)黏土法可以對(duì)地下水的移動(dòng)情況進(jìn)行控制。通過氨鹽陽離子活性劑的注射，可以在蓄水層形成依附區(qū)，從而在該區(qū)域完成生物降解降解。

3 結(jié)束語

總之，為了推動(dòng)我國(guó)工業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，需要意識(shí)到環(huán)境保護(hù)的重要性。在具體發(fā)展過程中需要在保護(hù)生態(tài)環(huán)境的同時(shí)，進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)，從而達(dá)到綠色發(fā)展的目的。我國(guó)有關(guān)部門近幾年積極開展土壤與地下水資源有機(jī)污染物修復(fù)工作，并且取得了不錯(cuò)的進(jìn)展。在具體修復(fù)過程中，需要對(duì)當(dāng)前的土壤環(huán)境污染以及水資源污染情況進(jìn)行深入了解和分析，在此基礎(chǔ)上使用生物與化學(xué)修復(fù)技術(shù)相結(jié)合的形式，提高修復(fù)效率、保護(hù)生態(tài)環(huán)境。