有机污染土壤修复技术研究进展 王国峰 高先萍 罗文娟 陈力

发表时间:2020/7/14   来源:《基层建设》2020年第8期   作者:王国峰 高先萍 罗文娟 陈力
[导读] 摘要:随着工业城市化进程的加快,以及城区企业“退二进三”和“退城进园”等政策的实施,一大批污染较重的化工企业由城市人口稠密区迁往郊区,或进入规划工业园区,对改善城市生态环境、保护环境安全有着非常重要的意义,但同时暴露出的有机污染物污染土壤的问题也越来越凸显。
        重庆市固体废物管理服务中心有限公司  重庆  400000
        摘要:随着工业城市化进程的加快,以及城区企业“退二进三”和“退城进园”等政策的实施,一大批污染较重的化工企业由城市人口稠密区迁往郊区,或进入规划工业园区,对改善城市生态环境、保护环境安全有着非常重要的意义,但同时暴露出的有机污染物污染土壤的问题也越来越凸显。因此必须高度重视有机物对土壤的污染问题,并根据具体的迁移机制以及土壤污染特点而采取相应的修复技术,以实现有效控制以及修复受污染的土壤的目的,为我国社会经济的可持续性发展提供重要的技术保障。
        关键词:有机污染;土壤修复;修复技术
        引言:
        随着近年来我国经济的飞速发展,所带来的土壤污染的问题也日益严重。由于石油行业的不断发展,农药的过度使用,工业废水废物的排放以及各种的人类活动导致了土壤中有机物的积累,并通过土壤中污染物的迁移作用影响到人类的健康。针对这些土壤中的有机污染物,目前主要是通过物理法、化学法、生物法来修复土壤。物理法主要是通过物理的手段把土壤中的污染物进行分离去除土壤中的有机物,具体的方法主要有蒸汽抽提法以及热脱附技术。化学法是利用化学物质自身的氧化性、还原性以及催化性,将土壤中的污染物转化成无毒或低毒的物质,从而达到土壤修复的目的。主要有化学氧化法、等离子体降解法以及光催化降解法。生物法修复污染的土壤主要有三种方式,分别是微生物修复、植物修复以及动物修复。利用生物法来修复污染的土壤的优势在于不需要添加药剂,没有二次污染的风险,并且可以把污染物降解成无毒无害的物质。此三种方法各有利弊,把三种方法其中的两种甚至三种方法结合到一起提出的联合修复技术无疑是在土壤修复的发展中最有前景的一种修复手段。
        1土壤中有机污染物概述
        全球合成化学品产量在逐年上涨,土壤中有机污染物主要分为7大类,有机农药类污染、石油类污染、塑料制品、染料、表面活性剂、增塑剂、阻燃剂。其中,常见的有机农药有有机氯农药和有机磷农药;石油类污染物主要包括多环芳烃(和烷烃、环烷烃、烯烃以及芳香烃;塑料制品主要包括食品包装、泡沫塑料填充包装、快餐盒、农用地膜等“白色污染”,这些“白色污染”的主要成分为聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等,使土壤结构遭到破坏、农作物减产、品质受损、破坏农业生态系统。同时,在城市和工业垃圾焚烧、聚氯乙烯的生产环节会产生二噁英,二噁英是目前已知的有机化合物中毒性最强的化合物;染料类有机污染物主要来源于工业废水排放、堆肥过程,如苊、苯胺;表面活性剂类有机污染物主要成分是烷基苯磺酸盐,主要存在于污泥、污灌中,较高浓度的表面活性剂导致土壤黏粒稳定性增加,加重水土流失;增塑剂包括多氯联苯、钛酸酯类化合物(PAEs)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸异辛酯(DEHP);阻燃剂主要包括有机磷酸酯、多溴联苯醚类。土壤中的大部分有机污染物化学性质稳定,具有较强的生物毒性,进入土壤后难以被土壤中的微生物降解,有机污染物在土壤中具有隐蔽性、潜伏性、不可逆转性和中间产物复杂等特征,可以在土壤中富集,容易对环境造成持久性污染,同时,可以以颗粒物、气体、等形式经口、吸收、皮肤等暴露途径进入人体,对人类造成危害。
        2修复技术对有机物污染土壤进行治理的重要性分析
        当有机物对土壤造成污染后,土壤原本的机能受到破坏,同时一旦植物吸收了这些污染成分会在食物链中形成累积效果,不仅会对植物的生长繁殖造成影响,而且还会进而破坏植食性动物的遗传特征以及代谢机能。当这些污染成分通过各种渠道进入人体后,会积累在人体内,从而对人体的正常新陈代谢以及消化机能造成不利的影响,严重的还会增加人体致癌的概率。此外有机污染物还有可能在水力以及风力作用下对自然水体、生态环境以及空气质量等造成不利的影响,并导致生态问题的产生。因此必须通过应用科学的土壤修复技术来控制并减少有机质成分对土壤环境的污染,这样才能避免生态系统以及人体健康受到威胁。

在对有机物污染土壤进行修复时,其技术应用的核心环节是将有机物的迁移路径阻断,并使污染物中所含的有毒有害成分降低,分解稀释,从而实现保护土壤环境和生态系统的目的。
        3有机污染土壤修复技术应用
        3.1采用原位修复技术治理有机物污染土壤
        采用原位修复技术能够对没有被挖掘过的污染土壤进行有效的治理。这种原位修复技术方式的主要特点在于能够减少对土壤的扰动,其技术应用的成本相对较低,而且能够有效地对污染物进行就地减毒降解,减少了相关设施以及设备运输的成本投入。另外该修复技术易于操作,能够对埋深较大的污染土壤进行有效的修复治理,因此在有机物污染土壤修复实践中得到了广泛的应用。但是在该技术的应用过程中必须注意减少修复施工中所产生的废气、废水以及废物的二次污染问题,这也是该技术应用的主要难点环节。
        3.2生物修复技术
        生物修复技术类型主要有动物修复、植物修复、微生物修复技术和其联合修复技术。生物修复的机理是利用微生物的代谢过程将土壤中的污染物转化为二氧化碳、水、脂肪酸和生物体等无毒物质的修复过程。其中,联合修复技术是将生物通风与堆肥相结合以提高处理效率,土壤植物与微生物修复相结合可以取得比单一方法更高的修复效率。李春荣等通过田间试验研究玉米和向日葵2种植物对石油污染土壤的修复作用,在外源菌的协同效应下,玉米和向日葵降解土壤中石油的速率分别提高30.3%和30.0%。
        3.3物理修复技术
        物理修复技术原理主要有土壤蒸气提取技术、玻璃化技术、热处理技术、稀释和覆土技术。该技术优点简单,处理方便,对土壤本身质地破坏度小,且可远程处理人工难以到达的污染区域。缺点效率低,不确定性大,且实际操作中材料费用高,修复效果极易受土壤质地影响。
        3.4采用化学技术修复有机物污染土壤
        在修复有机物污染土壤时比较常用的化学修复技术包括农业改良技术、化学洗、脱卤、氧化以及溶剂提取等技术方式,其主要是通过向污染区域内的土壤直接使用化学技术措施来对土壤中的有机质形态结构加以改变,从而实现土壤修复的目的。
        3.5联合修复技术
        单一的修复方法都有各自的缺点,所以联合修复技术用来修复被有机物污染的土壤无疑是目前研究的热门,以低成本、高效率的化学修复手法为辅助,组合物理或生物的修复方法能够降低修复成本,增加污染物去除效率,减少土壤二次污染的风险。研究发现把生物和电化学联合起来,可以将单一电化学阳性对照效率从37.6%~43.4%提高至63.5%~78.7%。该技术在修复被重金属污染的土壤中的效果已经得到证实,但是该技术目前来讲应用的还不是十分广泛,无疑此技术是一项具有挑战性也是具有良好前景的修复技术。
        结语
        随着农业高科技设备设备不断涌现,农业产品的不断生产,自然界原有的天然土壤不断被大量的农药、化肥所侵染,尽管农作物产量有所改善,但一味的以牺牲土壤质量为代价追求高产,使得土壤有机物污染日益加剧;工业生产、石油开采、交通运输、畜禽养殖及居民生活等工农业生产生活过程中也会排出大量有机污染物,如多环芳烃(PAHs)、多氯联苯(PCBs)及抗生素(ATBs)等,使土壤有机物污染进一步加剧。因此,开展有机物污染土壤修复活动,能够改善土壤环境质量、保护土壤资源,为土壤的进一步健康开发利用提供前提,促进经济社会的可持续发展。
        参考文献
        [1]李娇,吴劲,蒋进元,等.近十年土壤污染物源解析研究综述[J].土壤通报,2018,49(1):232-242.
        [2]刘惠,陈奕.有机污染土壤修复技术及案例研究[J].环境工程,2015,33:920-923.
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