解勁松

【摘要】出于為我國(guó)整體土壤質(zhì)量提供保障，且最大限度減少土壤當(dāng)中的有機(jī)物影響人類的健康，應(yīng)該正確認(rèn)識(shí)到對(duì)受到有機(jī)物污染土壤加以有效修復(fù)的必要性及重要性，而且要這對(duì)各類修復(fù)技術(shù)開(kāi)展廣泛探討與深度研究。在具體工作實(shí)踐中，之所以對(duì)有機(jī)物污染土壤采取相應(yīng)的修復(fù)技術(shù)，最核心的一個(gè)目的為，科學(xué)處理和及時(shí)清除土壤其中的污染有機(jī)物質(zhì)，一方面為土壤原有的微生物結(jié)構(gòu)加以保護(hù)，另一方面還可以防止這些污染物質(zhì)威脅到人類的身體健康。可是從具體的技術(shù)使用情況分析，相關(guān)修復(fù)技術(shù)仍存在較大的發(fā)展提升空間，和世界上的發(fā)達(dá)國(guó)家存在著客觀差距，且未能達(dá)到預(yù)期的使用效果。面對(duì)這樣的情況，深入研究相應(yīng)的修復(fù)技術(shù)迫在眉睫。因?yàn)橛袡C(jī)物針對(duì)土壤造成的污染，會(huì)受限于揮發(fā)性、親水性等有關(guān)特征影響存在一定差異，而且外部環(huán)境、土壤結(jié)構(gòu)等因素會(huì)影響到污染程度的高低，所以在具體開(kāi)展修復(fù)治理工程時(shí)，需要對(duì)各類要素綜合分析選擇最合適的修復(fù)技術(shù)，以此在增強(qiáng)修復(fù)成效保護(hù)土壤的同時(shí)改善生態(tài)環(huán)境，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境和人類社會(huì)共生發(fā)展。對(duì)此，本文將簡(jiǎn)要分析受到有機(jī)物污染的土壤相關(guān)修復(fù)技術(shù)具體應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】修復(fù)技術(shù);土壤;有機(jī)物污染;應(yīng)用分析

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

20.

緒論

土壤遭受有機(jī)污染，現(xiàn)階段已經(jīng)成為全世界尤為重視的一大環(huán)境問(wèn)題。絕大多數(shù)有機(jī)污染物質(zhì)不僅難溶的而且具備毒性。無(wú)論是對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)還是人類健康均是巨大威脅。我國(guó)也在近些年，重點(diǎn)關(guān)注有機(jī)污染物質(zhì)引發(fā)土壤污染的現(xiàn)象，而且對(duì)于修復(fù)技術(shù)展開(kāi)深入地研究。據(jù)相關(guān)研究調(diào)查表明，上世紀(jì)末期美國(guó)針對(duì)土壤修復(fù)建立了基金制度，而且獲得較為理想的治理成果。同樣我國(guó)已經(jīng)認(rèn)識(shí)到有機(jī)物對(duì)土壤造成污染引發(fā)的危害，積極發(fā)展相應(yīng)的修復(fù)技術(shù)，并且開(kāi)展有關(guān)的示范工程。

一、土壤受有機(jī)物污染開(kāi)展修復(fù)治理工作的必要性

如果有機(jī)物污染到土壤，一方面會(huì)使原本的土壤機(jī)能造成不同程度破壞，另一方面植物如果將有機(jī)污染物質(zhì)的成分吸收，則會(huì)于食物鏈逐漸呈現(xiàn)出累積效果，直接影響到植物的繁殖與生長(zhǎng)繁殖，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致部分動(dòng)物代謝技能和遺傳特征出現(xiàn)紊亂[1]。若是污染成分借助不同途徑進(jìn)入到人類身體，便會(huì)在體內(nèi)大量地累積，不僅人們的代謝功能出現(xiàn)失常，而且消化機(jī)能也遭受影響，如果問(wèn)題嚴(yán)重能提高致癌機(jī)率。除此之外，這些污染物質(zhì)在風(fēng)力、水力等一系列作用下會(huì)影響到生態(tài)系統(tǒng)、自然水體和空氣質(zhì)量等，相繼引發(fā)各種生態(tài)問(wèn)題。那么，通過(guò)采取相應(yīng)的修復(fù)技術(shù)減少以及控制其對(duì)于土壤造成的污染，由此防止威脅到人類健康及自然生態(tài)系統(tǒng)。在具體修復(fù)污染土壤的過(guò)程中，所運(yùn)用的核心技術(shù)環(huán)節(jié)為切斷有機(jī)物各種遷移渠道，而且降低污染物當(dāng)中的有害成分與有毒成分，將其有效地稀釋分解，進(jìn)而達(dá)到對(duì)生態(tài)環(huán)境與土壤環(huán)境的有效保護(hù)。

二、有機(jī)物污染土壤常見(jiàn)修復(fù)技術(shù)

1.化學(xué)方法

（1）電動(dòng)力學(xué)修復(fù)

充分依托其自身以及電化學(xué)之間的復(fù)合作用，讓污染物質(zhì)在驅(qū)動(dòng)影響下富集至電極區(qū)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行分離或者是集中處理。在土壤受到污染的兩側(cè)將一定的直流電壓輸入以此形成電場(chǎng)梯度，這樣受到電場(chǎng)影響污染物質(zhì)，借助電遷移或者滲流等方法，逐漸帶至電極兩端實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)物污染土壤的修復(fù)。新階段，該項(xiàng)技術(shù)已實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用階段，同時(shí)我國(guó)也加大對(duì)五氯苯酚（如圖1所示）等物質(zhì)污染土壤的此項(xiàng)技術(shù)研究力度。針對(duì)這種土壤修復(fù)方法而言，成本投入較少而且速度快，主要使用再于粘質(zhì)且范圍有限，具備可溶性質(zhì)的有機(jī)物污染土壤，而且不涉及使用化學(xué)藥劑，因此整個(gè)修復(fù)過(guò)程機(jī)會(huì)不會(huì)影響到自然環(huán)境，相比其他技術(shù)，其受到更多的關(guān)于與更高的接受度。同樣該項(xiàng)技術(shù)也存在一定局限，若是缺少電荷的非極性有機(jī)污染物質(zhì)會(huì)降低其去除成效，如果污染物質(zhì)為不溶性會(huì)涉及到化學(xué)增溶環(huán)節(jié)，很容易出現(xiàn)二次污染。

（2）化學(xué)氧化法

①臭氧。臭氧屬于常見(jiàn)的強(qiáng)氧化劑，而且也是氣體狀態(tài)的氧化劑，在土壤中可以首先高效地吸收及擴(kuò)散，通過(guò)臭氧對(duì)土壤進(jìn)行修復(fù)擁有很廣闊的前景。依據(jù)其自身的強(qiáng)氧化性，能實(shí)現(xiàn)有機(jī)物質(zhì)的直接分解，也可以其產(chǎn)出的羥基自由基實(shí)現(xiàn)有機(jī)物質(zhì)的降解。通常情況下，土壤當(dāng)中那些難以揮發(fā)的有機(jī)污染物均是通過(guò)這種氧化法實(shí)現(xiàn)去除的。采用臭氧進(jìn)行土壤修養(yǎng)，其具體效率也取決于土壤自身的孔隙率，越大的孔隙率會(huì)具有越快的擴(kuò)散速度[2]。

②芬頓試劑。其主要組成成分為H2 O2及Fe2+，具體反應(yīng)原理為在酸性環(huán)，下，H2 O2會(huì)與Fe2+發(fā)生反應(yīng)，從而形成具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基，這樣Fe2+會(huì)在氧化作用下形成Fe3+穩(wěn)定性較差的羥基自由基，依托奪氫反應(yīng)或者是加羥基反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤中有機(jī)污染物質(zhì)的降解，進(jìn)而修復(fù)污染土壤修復(fù)。需要注意的是，在該方法應(yīng)用過(guò)程中，針對(duì)H2 O2施加量提出十分嚴(yán)格的要求。據(jù)有關(guān)研究證實(shí)，如果施加H2 O2過(guò)量會(huì)對(duì)降解污染物不利。通過(guò)配比濃度不一樣的芬頓試劑，針對(duì)去除有機(jī)污染物質(zhì)的效果進(jìn)行研究，有關(guān)結(jié)果表明伴隨逐漸提高的H2 O2以及Fe2+濃度，會(huì)逐漸降低氧化劑的選擇性，和試劑一次性加入的方式相比，建議選擇逐滴滴加。與此同時(shí)，因?yàn)榉翌D試劑會(huì)發(fā)生放熱反應(yīng)，在一定程度上會(huì)導(dǎo)致土壤原有理化性質(zhì)出現(xiàn)變化，而且反應(yīng)過(guò)程中Fe3+和OH-發(fā)生反應(yīng)，從而形成Fe（OH）3沉淀，土壤會(huì)降低自身的滲透性能，以上均是該方法運(yùn)用前要充分思考的。

2.物理方法

從實(shí)際情況分析，在修復(fù)污染土壤的眾多方法中，物理修復(fù)十分常見(jiàn)，例如覆土稀釋是運(yùn)用率較高的技術(shù)，而熱處理及蒸汽提取等技術(shù)是有效性最高的物理修復(fù)方法。關(guān)于此項(xiàng)修復(fù)技術(shù)，一方面具有突出的處理效果而且操作相對(duì)簡(jiǎn)單，另一方面還可以有效保護(hù)土壤，土壤原有結(jié)構(gòu)機(jī)會(huì)不會(huì)受到影響及污染?？墒沁@項(xiàng)修復(fù)技術(shù)是否可以將本有作用充分發(fā)揮，會(huì)受限于較多影響因素，總體上修復(fù)效果無(wú)法保證穩(wěn)定性，因?yàn)樘幚砑夹g(shù)相對(duì)先進(jìn)，所以要投入較高的修復(fù)成本，在選擇該項(xiàng)技術(shù)前，相關(guān)工作人員應(yīng)做好綜合分析。

3.生物方法

（1）微生物修復(fù)

該項(xiàng)技術(shù)的研究主要方向如下：

①淋濾技術(shù)，尤其是修復(fù)因重金屬而造成污染的土壤。因?yàn)橹亟饘傥镔|(zhì)于土壤中存在的形態(tài)主要為有機(jī)態(tài)、可交換態(tài)等，而其中的可交換態(tài)便能較好地應(yīng)用淋濾技術(shù)。以往采取的淋濾技術(shù)不僅成本高昂而且容易造成二次污染。對(duì)此，可以把微生物用于主要的淋濾工具，以此能防止再次發(fā)生污染。

②構(gòu)建處理菌株，在具體處理土壤當(dāng)中的污染物質(zhì)時(shí)，應(yīng)首先選擇合適的處理菌株，現(xiàn)階段修復(fù)中采取的微生物資源，很多在國(guó)內(nèi)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)有效利用與充分開(kāi)發(fā)和技術(shù)人員應(yīng)在未來(lái)研究中，重點(diǎn)優(yōu)化與篩選菌株的篩選。

②強(qiáng)化修復(fù)，功能性較強(qiáng)的微生物能實(shí)現(xiàn)生物修復(fù)過(guò)程的進(jìn)一步增強(qiáng)，讓有機(jī)污染物質(zhì)更好地分解，有效清理污染。另外，一些微生物具備促進(jìn)生長(zhǎng)的功能。

（2）植物修復(fù)

該項(xiàng)技術(shù)取得有關(guān)進(jìn)展如下：

①對(duì)回收與處理污染物、修復(fù)植物的過(guò)程加以完善。以往采取的植物修復(fù)方法，主要對(duì)修復(fù)植物進(jìn)行堆肥與焚燒等渠道加以處理，極易引發(fā)再次污染。因此，我國(guó)技術(shù)人員致力于研究回收率更高，導(dǎo)致污染更少的處理方法，例如通過(guò)水熱液化技術(shù)，能夠分析與吸收植物富集的約95%的污染物質(zhì)，達(dá)到無(wú)污染處理的理想效果[3]。

②該項(xiàng)技術(shù)所使用的植物種類進(jìn)一步增加。近些年，有關(guān)研究人員積極研究能夠使用在分解吸收土壤污染物質(zhì)的植物，例如水蔥、忍冬（如圖2所示）等植物均具有較強(qiáng)的吸收能力。同時(shí)，有關(guān)研究人員在培育植物種類中引入了基因技術(shù)，以此對(duì)植物自身的吸收修復(fù)效果不斷強(qiáng)化?？傊?，在后續(xù)發(fā)展中應(yīng)將這兩項(xiàng)技術(shù)有機(jī)結(jié)合。

4.原位修復(fù)

若是土壤結(jié)構(gòu)遭到污染可是未進(jìn)行挖掘，最好采用原位修復(fù)，這種技術(shù)可以獲得理想的修復(fù)效果。因?yàn)橥寥澜Y(jié)構(gòu)未挖掘，因此不涉及調(diào)整或是對(duì)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)進(jìn)行更換，所以投入的治理成本相對(duì)有限，在實(shí)際修復(fù)中可實(shí)現(xiàn)污染物質(zhì)高效且快速地分解，整個(gè)作業(yè)過(guò)程在原地便能夠完成，至于周?chē)耐寥蕾Y源不會(huì)遭受到污染。除此之外，這種修復(fù)技術(shù)的明顯優(yōu)勢(shì)為實(shí)際操作起來(lái)相對(duì)簡(jiǎn)單，雖然污染物質(zhì)已經(jīng)深埋在地下也會(huì)獲得較好的修復(fù)效果，所以在當(dāng)前的土壤修復(fù)中此技術(shù)具有廣泛地使用空間。但是此技術(shù)在具體使用過(guò)程中有一個(gè)不可忽視的問(wèn)題，很容易產(chǎn)生廢氣、廢水從而造成二次污染，所以在完成土壤修復(fù)作業(yè)之后，應(yīng)該通過(guò)專業(yè)人員對(duì)廢棄物進(jìn)行及時(shí)處理，由此將污染風(fēng)險(xiǎn)降至最低。

5.聯(lián)合修復(fù)

現(xiàn)階段，針對(duì)土壤受到有機(jī)質(zhì)污染后可以采取很多種修復(fù)技術(shù)，但從具體情況分析，化學(xué)以及物理方法具備較強(qiáng)的修復(fù)能力，而且修復(fù)效率較高，可是通過(guò)生物修復(fù)卻呈現(xiàn)出理想的持續(xù)性效果，經(jīng)過(guò)修復(fù)之后的土壤結(jié)構(gòu)也可以更好地適應(yīng)植物繁殖和生長(zhǎng)，更重要的是可以避免二次污染，因此，在土壤修復(fù)過(guò)程中生物修復(fù)屬于最為科學(xué)的方法。由于相關(guān)修復(fù)技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展時(shí)間較短，如要是過(guò)于依賴物理或者是化學(xué)修復(fù)技術(shù)，很容易導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，土壤成分也會(huì)變得單一，所以聯(lián)合修復(fù)方法的應(yīng)用十分重要[4]。實(shí)現(xiàn)土壤修復(fù)各種技術(shù)的綜合使用，將成本投入低且具備優(yōu)良處理效果的化學(xué)修復(fù)作為主體，通過(guò)合適的物理及生物修復(fù)方法作為輔助，依據(jù)實(shí)際的土壤受污染情況采取更適合的修復(fù)方案，以此確保修復(fù)效果最理想而且避免二次污染的產(chǎn)生。

結(jié)論：

基于工程角度分析，采用物理方法或者化學(xué)方法進(jìn)行有機(jī)污染土壤修復(fù)，其所具備的高效快速優(yōu)勢(shì)尤為顯著，可謂是修復(fù)的最佳途徑，可是從持續(xù)發(fā)展層面分析，采取生物方法進(jìn)行污染土壤的修復(fù)更具“溫和性”，一方面土壤仍具備生物可用性，另一方面土壤不會(huì)出現(xiàn)再次污染，因此生物修復(fù)方法具有顯著的環(huán)保優(yōu)勢(shì)。該項(xiàng)修復(fù)技術(shù)在我國(guó)的起步時(shí)間較晚，要是長(zhǎng)時(shí)間采取單一的化學(xué)、物理方法修復(fù)污染土壤，隨著時(shí)間推移會(huì)持續(xù)威脅到土壤。因此，本文建議通過(guò)聯(lián)合修復(fù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)有效修復(fù)，而如何將化學(xué)方法、物理方法和生物方法相結(jié)合，屬于土壤修復(fù)領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究課題。

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