簡述揮發性有機物污染土壤工程修復技術的研究進展

摘 要:揮發性污染毋庸置疑的已經成為了嚴重影響人們身體健康和人類進步的污染種類之一，目前，已經被各國科學家、學者重視起來。揮發性有機物污染作為一種可以在空氣中傳播的污染方式，使其成為了一種難以治理，來源廣泛的污染。本文從揮發性有機物的理論概念出發，闡述了對土壤的污染，給人們帶來的健康危害以及治理工作的開展。

關鍵詞:揮發性有機物 土壤 污染

中圖分類號:X53文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)04(b)-0142-01

隨著國民經濟的快速發展，各種污染已經成為了人類文明前進的最大阻礙，已經使得人們付出了慘痛的代價，人類面臨著自己的家園每況越下，到了必須敲響警鐘的時刻了。日前，有報道稱世界汽車的日尾氣排放量逼近了大自然所能修復的極限數值，石油開采的不規范使得石油泄漏、對土壤、水源等造成了無法挽回的損害。有專家指出，大量的揮發性有機物(Volatile Organic Compounds)VOCs對土壤的污染的危害將在未來成為人類最防不勝防的健康殺手，為此，有效的治理、管理來整治揮發性有機物污染對土壤的工程的實施刻不容緩。

1 揮發性有機物污染

VOCs揮發性有機物定義為:室溫下，飽和蒸汽壓大于7091Pa，或者沸點在260℃以下的有機物以氣體的方式進入空氣中的污染，一般常見的以這種污染方式存在的主要有石油、制藥、印刷、化工原料、噴涂等等。揮發性有機物由于其特性一般具有幾點特征:

(1)隱蔽性:氣體是均勻的分布在空氣中的，很多時候是人們不可以避免的，當有毒有害的有機物以氣體形式存在空氣中時，深入到土壤后就可以造成土壤污染，當蘊藏在土壤中的有毒有機物釋放出來后對人們的危害不可估量。

(2)有毒有害:揮發性有機物大部分都是對人體有害無利的物質，這些土壤中的物質一旦在適當的氣溫釋放出來，其毒害性可以對人畜的眼睛、皮膚、呼吸道造成危害，輕則使人畜皮膚過敏、頭痛、呼吸道感染，重則將危及到生命。更加危險的是，有些VOCs在太陽光的照射下會產生一系列的化學變化，產生毒性更加大的物質，不僅對人體造成危害，也對自然環境、大氣造成破壞。

(3)土壤中的VOCs不易清除:揮發性有機物污染，隱藏到土壤中后不易清除，如果不加以管理，隨著日積月累的VOCs積累，土壤中的毒害物質將會在土壤對化學物質具有吸附作用的條件下，從量變到質變，對人們的身體健康造成難以想象的危害。

2 揮發性有機物污染土壤工程的修復

通過對揮發性有機物污染危害的了解，認識到了治理VOCs土壤污染已經到了關鍵的時刻。世界上許多專家對于這種看不到、摸不著的有機物污染主要有幾大類措施。

(1)熱解吸技術。熱解吸是比較常用的治理揮發性有機物土壤污染的。

方式之一，方法是通過對土壤進行加熱，改變自然環境，使得吸附在土壤中的有機物飽和蒸汽壓增大，揮發進入氣相狀態后處理。

熱解吸治理揮發性有機物在土壤中的污染主要有三個階段，土壤預處理、旋轉爐熱處理、出口氣體處理。Chem等人報道，連續進料式旋轉爐技術在治理揮發性有機物土壤污染十分有效。其中，主要考慮幾個參數:溫度、揮發性有機物種類、載流氣體速度等，例如:當20分鐘的停留時間就可以將土壤中的某些有機物的98%以上除去。

(2)光降解技術。這種方式處理揮發性有機物主要有兩種辦法:

①直接光降解。直接光降解技術主要應用月水溶性較低、感光性敏感的化學物質。土壤中揮發性有機物的光降解效率主要取決于土壤中氣體、水分、空氣三者的比例。一般我們通過促進光感物質的揮發來提高光降解率，包括提高土壤的疏松度或者干燥度，也可以通過耕作、設置排水系統來提高有機物的蒸發率。

②光催化氧化。光催化氧化是另一種解決揮發性有機物土壤污染的有效方法，光催化氧化法是指在正常情況下，揮發性有機物分解為無毒的二氧化碳和水以及無機物質，這一過程反映速度快，且沒有其它的污染，被專家成為最有潛力的方法。

(3)土壤淋洗技術。土壤淋洗是一種通過相溶原理來過濾土壤中有毒有機物的方法，一般可用于處理吸附在土壤中的污染物。這一技術先將淋洗液注入已污染土壤，再用泵將含有污染物的淋洗液抽吸至地面就地處理。在此過程中，淋洗液和污染土壤充分混合，被土壤吸附的污染物通過溶解、乳化和化學作用進入淋洗液中，從而隨淋洗液的吸出從土壤中去除。一般需要用清潔的提取液反復多次淋洗以去除殘余的污染物，然后對含有污染物的淋洗液進行處理與回用。

土壤淋洗法主要有兩步來完成清洗，一是以淋洗溶解液體來溶解污染物，然后再利用二是利用沖淋水力帶走土壤孔隙中或吸附于土壤中的污染物。前一過程由污染物的溶解性以及Henry定律常數控制，而后者則取決于沖淋水的壓力梯度、土壤粘度及污染物濃度。

目前來看，土壤淋洗是相對使用價格最低，二次污染小的處理揮發性有機物土壤污染的有效途徑之一，這種方法可以加速自然滲瀝過程，主要針對PAHs的低溶解度和疏水性，使用純水進行原位以及異位土壤淋洗效率非常的低，但是當我們學區非離子表面活性劑對原位淋洗，就可以將治理效率提高數倍。另外，土壤淋洗法在對土壤作用淋洗液的過程中，淋洗液與土壤作用的時間，淋洗液的用量，以及成分的組合對于土壤的清洗都會有影響。例如:土壤中淤泥和粘土成分過高，將會阻礙淋洗溶液在土壤中的滲透。事實表明，使用多種表面活性劑進行連續的土壤淋洗，對揮發性有機物去除效果往往要優于使用單一表面活性劑。表面活性劑的濃度、淋洗溶液的成分都是目前我們研究的重點，找出最適合治理土壤中的揮發性有機物污染的溶液參數對這一工程有重要的作用。

(4)土壤氣相抽取技術。土壤氣相法抽取(SVE)也被廣大專家稱作土壤真空抽取法，也可以理解為土壤通風法。土壤氣相法抽取技術采用真空泵與小口徑垂直井或側渠相連來降低土壤中的蒸汽壓，以加速污染物的揮發并使之隨氣流帶出土壤，從而達到凈化目的。這種技術尤其適用于滲透性強的土壤，可以在揮發性有機物深入地下水之前，將其過濾，防患于未然。疏松沙質的土壤十分有利于SVE系統運行過程中的空氣流通，以及氣、土相之間良好的界面交換。SVE系統的性能好壞，取決于其對污染物的去除率、所需的處理時間以及處理成本。這些性能參數又依賴于物理化學因素，如通過土壤的空氣速率、氣流模式、污染物類型及其在氣相、液相、溶解和吸附狀態中的分布等。SVE系統運行成本低廉、操作簡便，在許多VOCs污染土壤的修復中得到了成功應用。

3 展望

在世界范圍內揮發性有機物土壤污染技術的發展對人類的進步有著重要以及深遠的意義，雖然這一工程的投入很大，但是許多國家仍越來越重視，投入的人力物力也越來越多。在我國，污染土壤的治理工作主要是集中在重金屬方面，對于揮發性有機物的治理尚處于關注階段，為此，政府應該積極調動專家來開發治理方案，呼吁群眾注意揮發性有機物的防范，嚴懲不法商家不顧環境污染換取自己利益的罪惡行徑。

參考文獻

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