摘 要：苯酚對(duì)人類健康有較嚴(yán)重危害，易通過(guò)受來(lái)源廣泛的苯酚污染土壤而間接進(jìn)入人體。本文總結(jié)與探討了土壤苯酚污染的各種化學(xué)治理和修復(fù)技術(shù)與當(dāng)前研究進(jìn)展。主要探討了化學(xué)淋洗、化學(xué)氧化、電化學(xué)動(dòng)力學(xué)修復(fù)、土壤性能改良等技術(shù)，以及化學(xué)修復(fù)與其他修復(fù)方法聯(lián)用的技術(shù)等，以期對(duì)日益關(guān)注的土壤環(huán)境污染修復(fù)研究提供有益的幫助。

關(guān)鍵詞：土壤;苯酚污染;化學(xué)修復(fù)

0 引言

土壤是人類生存的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，土壤污染自然成為普遍關(guān)注的環(huán)境問(wèn)題中不可缺少的重要組成部分。隨著對(duì)環(huán)境問(wèn)題重視，對(duì)各種排放嚴(yán)格的控制，各種點(diǎn)源污染已得到較有效控制，關(guān)注的焦點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)移到多介質(zhì)非點(diǎn)源污染[1-2]。

苯酚來(lái)源廣泛，主要由煉焦，煉油，石油化工，化肥，農(nóng)藥，制造塑料，燃料等過(guò)程產(chǎn)生[3]。苯酚通過(guò)工業(yè)廢氣排放、汽車尾氣排放、醫(yī)院及建材揮發(fā)等途徑進(jìn)入大氣，通過(guò)濕沉降、石油化工的合成生產(chǎn)過(guò)程及產(chǎn)品使用過(guò)程中排放污水等途徑進(jìn)入水體，又通過(guò)灌溉、雨水、洪水泛濫等途徑，在土壤環(huán)境中被吸收、積累而造成土壤環(huán)境的污染。進(jìn)而通過(guò)所種植的農(nóng)作物對(duì)污染物的吸收所富集，將危害擴(kuò)大到生物鏈與食物鏈中，最終對(duì)人類的健康、生存、繁衍造成危害。由于苯酚具有很大的毒性和致癌作用，我國(guó)1989年將其列入到“水中優(yōu)先控制污染物黑名單”中。

土壤苯酚污染治理的技術(shù)主要有物理、生物、化學(xué)、植物等方法。因各種高濃度廢水（包括液體苯酚）直接污染、固體苯酚由于事故傾灑或工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)搬遷遺留場(chǎng)地等原因?qū)е峦寥辣椒狱c(diǎn)污染，最為廣泛應(yīng)用的應(yīng)急處理方法是使用機(jī)械清除被污染土壤并在安全區(qū)進(jìn)行處置，如焚燒。如環(huán)境不允許大量挖掘和清除土壤時(shí)，可綜合使用物理、化學(xué)和生物方法消除污染。

本文針對(duì)多介質(zhì)非點(diǎn)源污染的、不能機(jī)械清除的土壤苯酚污染，總結(jié)與探討其中化學(xué)治理和修復(fù)土壤苯酚污染的方法?；瘜W(xué)修復(fù)方法主要有化學(xué)淋洗、化學(xué)氧化、電化學(xué)動(dòng)力學(xué)修復(fù)、土壤性能改良等技術(shù)。

1 化學(xué)淋洗

1.1 化學(xué)淋洗原理

化學(xué)淋洗法利用水流的水力壓頭推動(dòng)淋洗液透過(guò)土壤，借助淋洗液使吸附在土壤顆粒表面的苯酚脫附，使其溶解于水流中，從而使苯酚隨水流從土壤中攜帶出來(lái)，最后對(duì)含有苯酚的淋洗液進(jìn)行處理與回收。

1.2 化學(xué)淋洗特點(diǎn)

污染土壤淋洗處理技術(shù)是一種原位修復(fù)技術(shù)，可以去除土壤中大量苯酚，有效限制污染物的擴(kuò)散轉(zhuǎn)移，修復(fù)效果徹底、穩(wěn)定，周期短、效率高，同時(shí)能夠節(jié)約大筆土壤挖掘運(yùn)輸費(fèi)用。但也存在處理過(guò)程不易控制管理，淋洗過(guò)程的水流容易導(dǎo)致土壤營(yíng)養(yǎng)元素流失或者沉淀，土壤肥力降低等問(wèn)題。

1.3 化學(xué)淋洗的應(yīng)用

化學(xué)淋洗廣泛用于苯酚污染嚴(yán)重土壤的修復(fù)，表面活性劑對(duì)污染物的洗脫能力高于水。陰離子表面活性劑（LAS）對(duì)強(qiáng)極性污染物洗脫效果好，而非離子表面活性劑對(duì)弱極性污染物洗脫效果較好。例如，研究表明，用1.0g/L的十二烷基苯磺酸鈉溶液為淋洗劑，對(duì)含苯酚10.1mg/kg的模擬污染土壤樣品及現(xiàn)場(chǎng)土壤樣品（苯酚437.25mg/L）進(jìn)行淋洗，可有效去除模擬污染土壤樣品及現(xiàn)場(chǎng)土壤樣品中苯酚，洗脫率高達(dá)93.97%[4]。

2 化學(xué)氧化

2.1 化學(xué)氧化原理

該技術(shù)是通過(guò)向土壤中投加化學(xué)氧化劑（Fenton試劑、臭氧、過(guò)氧化氫、高錳酸鉀等），在化學(xué)氧化反應(yīng)過(guò)程中，氧化劑從苯酚等有機(jī)污染物獲得電子被還原成環(huán)境中固有的無(wú)機(jī)物質(zhì)，苯酚等有機(jī)污染物失去電子被氧化成對(duì)土壤無(wú)害的C02和水，從而降低苯酚污染。

2.2 化學(xué)氧化特點(diǎn)

化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)能有效去除污染物，具有修復(fù)后監(jiān)測(cè)維護(hù)容易，二次污染小、修復(fù)污染物的速度快等優(yōu)勢(shì)，且能節(jié)約修復(fù)過(guò)程中的材料、監(jiān)測(cè)和維護(hù)成本。其次，化學(xué)氧化修復(fù)具有藥劑投放方式多樣、治理方案靈活性高等特點(diǎn)，可根據(jù)場(chǎng)地實(shí)際情況需要因地制宜調(diào)整優(yōu)化，因此被廣泛應(yīng)用于污染場(chǎng)地修復(fù)。常用的氧化劑包括高錳酸鹽、臭氧、過(guò)氧化氫及過(guò)硫酸鹽等。適用于土壤和地下水同時(shí)被苯酚污染的原位修復(fù)。

2.3 化學(xué)氧化的應(yīng)用

目前原位化學(xué)氧化技術(shù)已作為成熟技術(shù)廣泛應(yīng)用于揮發(fā)性、半揮發(fā)性有機(jī)污染及多環(huán)芳烴、農(nóng)藥、炸藥等污染土壤和地下水的原位治理，并在美國(guó)、歐洲、澳洲等十幾個(gè)國(guó)家和地區(qū)進(jìn)行成功示范案例。在國(guó)內(nèi)，崔朋等通過(guò)建設(shè)注藥井等方式將雙氧水作為氧化劑注入污染土壤中，利用其生成的強(qiáng)氧化性羥基自由基（OH·）修復(fù)某化工廠的舊址處被苯酚類有機(jī)物污染的土壤[5]。

Fenton氧化劑可與其他方法聯(lián)用，如超聲浸提-Fenton氧化法治理土壤苯酚污染，采用蒸餾水作浸提劑，結(jié)合超聲，將土壤中的苯酚浸提到水溶液中，浸提得到的水溶液加入Fenton試劑氧化其中的苯酚。浸提后的土壤可以保持原有功能，經(jīng)過(guò)Fenton試劑氧化處理后的含酚廢水水質(zhì)達(dá)到污水排放標(biāo)準(zhǔn)，再予以排放。此法具有較高的提取率，且處理后既沒(méi)有破壞土壤肥力和生態(tài)環(huán)境功能，又不會(huì)導(dǎo)致二次污染的發(fā)生[6]。

3 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)修復(fù)

3.1 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)修復(fù)原理

電化學(xué)動(dòng)力學(xué)修復(fù)（簡(jiǎn)稱電動(dòng)修復(fù)）是通過(guò)電化學(xué)和電動(dòng)力學(xué)的復(fù)合作用（電滲、電遷移和電泳等），利用電動(dòng)力學(xué)過(guò)程對(duì)土壤中酚類物質(zhì)的解吸附和遷移，將分散在土壤中的苯酚污染物定向遷移富集到電極區(qū)，再向其中加入處理藥劑或活性微生物進(jìn)行集中處理或分離的過(guò)程。同時(shí)也通過(guò)加速苯酚污染物向土壤微生物運(yùn)動(dòng)，增強(qiáng)其生物可利用性和原位生物降解過(guò)程。

3.2 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)修復(fù)特點(diǎn)

除苯酚外，電化學(xué)動(dòng)力學(xué)修復(fù)方法也適用于其他有機(jī)物和重金屬污染土壤修復(fù)。其優(yōu)點(diǎn)為修復(fù)速度較快、成本較低，特別適用于小范圍的多種重金屬污染粘質(zhì)土壤和可溶性有機(jī)物污染土壤的修復(fù)。缺點(diǎn)在于針對(duì)不溶性有機(jī)污染物，需要化學(xué)藥劑增加溶解度，易產(chǎn)生二次污染。發(fā)展電動(dòng)強(qiáng)化的復(fù)合污染土壤聯(lián)合修復(fù)技術(shù)將是未來(lái)一項(xiàng)非常具有研究?jī)r(jià)值的課題。

3.3 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)修復(fù)的應(yīng)用

在電動(dòng)修復(fù)技術(shù)中，電動(dòng)--滲透性反應(yīng)墻技術(shù)（Elec trokinetics-Permeable Reactive Barrier，簡(jiǎn)稱EK-PRB）是近些年國(guó)際上新興的一種土壤、地下水原位修復(fù)技術(shù)[7]。該技術(shù)主要通過(guò)電滲流的作用將苯酚污染物遷移到滲透性反應(yīng)墻處，與滲透性反應(yīng)墻內(nèi)的填料發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，從而去除苯酚污染物[8]。

具體來(lái)說(shuō)就是利用土壤中的電極在污染土壤的兩端加上低壓直流電場(chǎng)，在直流電的驅(qū)動(dòng)下，使得水溶的或吸附在土壤顆粒表層的污染物向不同的電極方向運(yùn)動(dòng)，從而富集在電極區(qū)進(jìn)行分離或集中處理的過(guò)程。單一電動(dòng)修復(fù)技術(shù)只能使污染物遷移到陰陽(yáng)極附近，很難再進(jìn)一步去除污染物，而電動(dòng)--滲透性反應(yīng)墻技術(shù)能很好地彌補(bǔ)這一不足，且具有修復(fù)周期短、修復(fù)效果較好、經(jīng)濟(jì)代價(jià)小和無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)。

影響電動(dòng)--滲透性反應(yīng)墻對(duì)苯酚污染的去除效果的主要因素有電場(chǎng)強(qiáng)度、LAS濃度和控制液成分等[9]。

4 土壤性能改良

污染物的遷移轉(zhuǎn)化與土壤性質(zhì)有密切關(guān)系，因此土壤改性也可作為治理苯酚污染的一種方法。陽(yáng)離子改良后的有機(jī)膨潤(rùn)士可作為固定和生物降解表層土壤混合污染物的活性介質(zhì)。

研究表明，在用未處理的膨潤(rùn)土進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中，土壤微生物在含重金屬的情況下經(jīng)過(guò)25h的滯后期后開始生長(zhǎng)，在350h內(nèi)完全降解苯酚。50mg/kg濃度的重金屬能輕微抑制土壤微生物的生長(zhǎng)從而阻礙苯酚的降解。在土壤中加入陽(yáng)離子表面活性劑能大大提高土壤吸附固定苯酚的能力。孟昭福研究了十六烷基三甲基溴化銨（CTMAB）單一修飾和十六烷基三甲基溴化銨+十二烷基磺酸鈉（CTMAB+SDS）混合修飾土壤耕層、粘化層土樣對(duì)苯酚吸附機(jī)理，表明填土耕層和粘化層土樣經(jīng)修飾后對(duì)苯酚的吸附能力顯著增大，且與修飾劑的比例成正相關(guān)關(guān)系。耕層原土吸附苯酚能力高于粘化層原土，但修飾后粘化層修飾土樣對(duì)苯酚的吸附能力超過(guò)耕層[10]。

5 聯(lián)合修復(fù)技術(shù)

5.1 物理--化學(xué)聯(lián)合修復(fù)技術(shù)

土壤物理--化學(xué)聯(lián)合修復(fù)技術(shù)是適用于苯酚污染土壤離位處理的修復(fù)技術(shù)。

溶劑萃取--光降解聯(lián)合修復(fù)技術(shù)是利用有機(jī)溶劑或表面活性劑提取苯酚有機(jī)污染物后進(jìn)行光解的一項(xiàng)新的物理--化學(xué)聯(lián)合修復(fù)技術(shù)，也可以利用光調(diào)節(jié)的TiO2催化修復(fù)苯酚污染土壤。

5.2 化學(xué)/物化--生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)

化學(xué)/物化--生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)能發(fā)揮化學(xué)或物理化學(xué)修復(fù)的快速優(yōu)勢(shì)，同時(shí)結(jié)合非破壞性的生物修復(fù)特點(diǎn)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，使其具有兩者的優(yōu)點(diǎn)。例如化學(xué)淋洗--生物聯(lián)合修復(fù)基于化學(xué)淋溶劑作用，通過(guò)增加污染物的生物可利用性而提高生物修復(fù)效率。

6 結(jié)語(yǔ)

目前，處于研究階段的土壤苯酚污染的化學(xué)處置方法較多，有的方法尚停留在實(shí)驗(yàn)室階段，未見(jiàn)成熟實(shí)際修復(fù)案例;有的使用成本高、技術(shù)復(fù)雜，還可能對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次影響。

總體上有機(jī)物污染土壤的修復(fù)具有較大的難度，采取單一化的生物修復(fù)技術(shù)、物理修復(fù)技術(shù)或者化學(xué)修復(fù)技術(shù)都難以達(dá)到預(yù)計(jì)效果[11]。實(shí)踐中多傾向于化學(xué)修復(fù)法與其他方法聯(lián)用，發(fā)揮聯(lián)合優(yōu)勢(shì)，突破治理難點(diǎn)。

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作者簡(jiǎn)介：

蔣凡（1997- ），女，本科，西北農(nóng)林科技大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)。