土壤環(huán)境污染化學(xué)與化學(xué)修復(fù)研究

何愛紅

（萍鄉(xiāng)市環(huán)境監(jiān)測站，江西 萍鄉(xiāng) 337000）

土壤環(huán)境污染化學(xué)是化學(xué)環(huán)境的一部分，而隨著人們對環(huán)境問題、資源問題重視程度的不斷加深，有關(guān)部門強化污染修復(fù)技術(shù)研究，通過化學(xué)修復(fù)手段，解決土壤環(huán)境污染化學(xué)中存在的問題。化學(xué)修復(fù)技術(shù)在污染修復(fù)中具有很強的優(yōu)勢，能夠有效減少污染對環(huán)境、土地、人體造成的危害，進而優(yōu)化環(huán)境保護、資源保護的目標(biāo)。

1 土壤環(huán)境污染危害研究

首先，土壤污染會破壞原有的土壤結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其無法進行樹木、農(nóng)產(chǎn)品的種植，造成土地?zé)o法應(yīng)用，存在嚴(yán)重的荒廢情況，土地資源利用效率會逐漸降低，無法實現(xiàn)土地的應(yīng)用價值。其次，在土壤遭受化學(xué)污染、污染物污染時，由于土壤中存在大量的病毒、病菌，甚至?xí)埩舸罅康闹亟饘僭兀鋾饾u滲透到地下水中或者注入地表水中，導(dǎo)致二者出現(xiàn)嚴(yán)重的污染，繼而對人體健康造成影響。最后，若土壤中存在大量的污染物，長期放置不管會導(dǎo)致土質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，導(dǎo)致周圍植被死亡，污染效果不斷擴大，造成區(qū)域性的嚴(yán)重污染，甚至出現(xiàn)寸草不生的情況[1]。

2 土壤環(huán)境污染化學(xué)修復(fù)技術(shù)研究

2.1 化學(xué)淋洗修復(fù)技術(shù)

化學(xué)淋洗技術(shù)在土壤修復(fù)應(yīng)用中可以分為兩種，即原位土壤修復(fù)技術(shù)和異位土壤修復(fù)技術(shù)。原位土壤修復(fù)技術(shù)是指應(yīng)用化學(xué)淋洗液，在污染土壤區(qū)域進行化學(xué)試劑淋洗，通過淋洗液的溶解作用、吸解作用，修復(fù)污染土壤中的污染元素。在具體應(yīng)用過程中，需要考慮土質(zhì)結(jié)構(gòu)、污染情況，該技術(shù)對地下水飽和區(qū)域的土壤結(jié)構(gòu)修復(fù)具有很強的效果，能夠處理土壤中吸附狀態(tài)的污染物。另外，需要分析土質(zhì)結(jié)構(gòu)的滲透效率，若滲透效率較差，化學(xué)液體無法滲透到土壤結(jié)構(gòu)中，無法與深層的污染物質(zhì)反應(yīng)，就會影響土壤修復(fù)效果。

異位淋洗修復(fù)技術(shù)與原位修復(fù)技術(shù)在修復(fù)原理上存在明顯的一致性，但具體應(yīng)用模式存在明顯的差異。在應(yīng)用異位淋洗技術(shù)時，需要先將污染區(qū)域的土壤挖出，在特定的工作區(qū)域?qū)ζ溥M行淋洗，在修復(fù)完成后，將其運輸?shù)皆廴緟^(qū)域。此技術(shù)的成本投入較大，但不受土質(zhì)性質(zhì)影響，在應(yīng)用淋洗修復(fù)技術(shù)時，需要綜合考慮，結(jié)合自身的環(huán)境條件與資金條件，選擇適宜的淋洗修復(fù)方法，如圖1所示。

圖1 化學(xué)淋洗設(shè)備

2.2 溶劑修復(fù)技術(shù)研究

溶劑修復(fù)技術(shù)原理是利用特別制造的化學(xué)試劑，使土壤環(huán)境中的污染物與土壤結(jié)構(gòu)產(chǎn)生分離，并通過將污染物提取的方式，實現(xiàn)土壤結(jié)構(gòu)的修復(fù)功能。此技術(shù)對于修復(fù)有機土壤污染具有很強的效果，尤其是多環(huán)芳烴所造成的土壤污染，具有很強的適應(yīng)性。在具體應(yīng)用過程中，很多部門選擇在污染土壤區(qū)域埋設(shè)溶劑，經(jīng)過分離反應(yīng)后，對新生成的物質(zhì)進行處理，若生成物質(zhì)不存在污染因素，則不會對其進行處理，如圖2所示。

溶劑修復(fù)技術(shù)可以應(yīng)用在原位土壤污染處理中，其間需要采用藥劑注射的方式，并開展動態(tài)注射檢測，為土壤環(huán)境優(yōu)化提供保障。此技術(shù)通過氣態(tài)藥劑注射、液態(tài)藥劑注射的方式，將藥劑注入地下土壤中，結(jié)合土壤與藥劑之間的轉(zhuǎn)移、吸收、降解，將原始地區(qū)的有害污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。在應(yīng)用溶劑修復(fù)技術(shù)時，人們需要分析藥劑注射后的地下情況分布，并明確注射濃度、注射間距、注射半徑等。此外，還需結(jié)合土壤結(jié)構(gòu)，明確注射流量、注射壓力、注射體積等，對地下水水位變化進行監(jiān)測，有效規(guī)避地下水對土壤所造成的影響。

圖2 異位溶劑修復(fù)現(xiàn)場

2.3 氧化修復(fù)技術(shù)研究

氧化修復(fù)技術(shù)是指在土壤污染區(qū)域添加化學(xué)氧化劑，氧化劑與污染物發(fā)生氧化反應(yīng)，對污染物進行分解，進而實現(xiàn)降低污染物毒性的目標(biāo)。由于土壤中的氧氣較少，而很多元素自身就會發(fā)生氧化反應(yīng)，添加氧化劑，能夠加快污染物的氧化反應(yīng)，提高土壤對污染物的分解能力。如果土壤污染物無法分解，人們可以在土壤中添加適量的還原劑，使污染物能夠充分進行氧化還原[2]。此技術(shù)還處于發(fā)展階段，需要有關(guān)部門強化技術(shù)研究，科學(xué)應(yīng)用污染物的氧化還原反應(yīng)，完成土壤環(huán)境污染的修復(fù)作業(yè)，減少生成物對環(huán)境所造成的污染，如圖3所示。

圖3 土壤氧化修復(fù)現(xiàn)場

氧化還原技術(shù)在重金屬土壤污染修復(fù)中具有很強的應(yīng)用性。重金屬污染土壤包含大量污染物，而添加氧化劑、還原劑后，其能夠與金屬元素發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生新的物質(zhì)。具體原理為：在土壤污染區(qū)域投入化學(xué)改良劑等物質(zhì)，經(jīng)過改良劑的吸收作用，使原有土壤中的重金屬發(fā)生還原反應(yīng)并產(chǎn)生沉淀，有效減少土壤中的金屬元素含量，降低金屬物質(zhì)對土壤的危害。石灰等物質(zhì)在還原土壤中可以發(fā)揮重要的作用，通過提高土壤酸堿度，將土壤中的金屬污染物氧化還原，使其形成新的碳酸類沉淀物，能夠起到良好的修復(fù)效果。此外，將生物技術(shù)與氧化還原技術(shù)融合是現(xiàn)階段研究的主要內(nèi)容，人們需要加大研究力度，使其發(fā)揮更大的修復(fù)作用。

2.4 脫氯修復(fù)技術(shù)研究

脫氯修復(fù)技術(shù)在氯化物土壤污染修復(fù)中應(yīng)用廣泛，具有很強的適應(yīng)性與價值性。污染區(qū)域可以添加脫氯物質(zhì)，除去土壤中的氯元素，使其變?yōu)闅怏w蒸發(fā)到空氣中，進而實現(xiàn)凈化土壤的目標(biāo)。例如，某地土壤中含有大量的多氯聯(lián)苯、農(nóng)藥，對周圍植被造成巨大的影響，有關(guān)部門在土壤中添加氧化劑，化學(xué)污染物發(fā)生氧化反應(yīng)，最終生成大量氯氣，使原有土壤中的污染物變?yōu)闊o毒物質(zhì)。

2.5 化學(xué)修復(fù)新技術(shù)研究

以上四種修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛，結(jié)合我國土壤污染現(xiàn)狀，其具有很強的技術(shù)適用性，但各項技術(shù)均不夠完善，在應(yīng)用過程中具有很強的局限性。針對土壤污染問題，我國強化了修復(fù)技術(shù)研究，已經(jīng)能夠簡單應(yīng)用電化學(xué)修復(fù)技術(shù)，對土壤污染進行修復(fù)治理。其間，有關(guān)部門結(jié)合電動力學(xué)原理，將化學(xué)試劑與土壤充分?jǐn)嚢铦B透，以消除土壤的鉛污染，有效規(guī)避懸浮液技術(shù)、淋洗技術(shù)應(yīng)用所造成的物質(zhì)殘留。

此外，針對土壤重金屬污染，人們研究出機械化學(xué)修復(fù)技術(shù)，即將脫鹵與球磨機結(jié)合，還原土壤中的鹵化物，此技術(shù)在毒性土壤污染中得到了廣泛的應(yīng)用，能夠?qū)⒂卸疚镔|(zhì)有效分解，使其恢復(fù)到無毒、低毒的狀態(tài)，進而實現(xiàn)土壤污染的修復(fù)功能[3]。在新技術(shù)研究階段，若僅僅是輕微污染，在土壤中投放石灰、磷酸鹽、硫磺、吸附劑、改良劑等，均能夠達到修復(fù)污染的目的，即通過化學(xué)改良可以有效處理土壤污染物。若土壤污染比較嚴(yán)重，則可應(yīng)用電動化學(xué)修復(fù)技術(shù)，通過溶液的電滲反應(yīng)，對小范圍的土壤污染進行修復(fù)。目前，該技術(shù)發(fā)展還不夠完善，應(yīng)用比較少。電動技術(shù)可以用于修復(fù)小范圍的嚴(yán)重土壤污染，能夠達到修復(fù)土壤、分解污染物的目的，在成本、效率上均具有一定的優(yōu)勢。

傳統(tǒng)土壤修復(fù)技術(shù)和新型土壤修復(fù)技術(shù)各有優(yōu)缺點。通過以上技術(shù)對同一區(qū)域土壤化學(xué)污染土質(zhì)進行分類處理和對比，筆者探討了不同技術(shù)的應(yīng)用效果，其投入成本、修復(fù)周期和效益不盡相同，具體情況如表1所示。

表1 化學(xué)土壤修復(fù)技術(shù)對比

對某地區(qū)各項技術(shù)的應(yīng)用成本、修復(fù)周期、修復(fù)效果等進行分析，人們制定了三個等級，新技術(shù)在成本和效果上均具有明顯的優(yōu)勢。以上四種技術(shù)雖有差異，但已經(jīng)完善，應(yīng)用也比較普遍，在同類土壤污染修復(fù)中，修復(fù)效果與成本相差不多。基于此，對新技術(shù)進行完善以及推廣，具有一定的必要性[4]。

3 結(jié)論

傳統(tǒng)的修復(fù)方法已經(jīng)無法滿足現(xiàn)階段的土壤環(huán)境污染修復(fù)需要，而化學(xué)修復(fù)技術(shù)具有很明顯的優(yōu)勢，但技術(shù)還不夠完善。本文首先闡述了土壤環(huán)境污染的傳統(tǒng)修復(fù)技術(shù)，如溶劑修復(fù)技術(shù)、淋洗修復(fù)技術(shù)和氧化修復(fù)技術(shù)等，然后對新技術(shù)進行分析，以期相關(guān)部門給予高度重視，對其進行不斷優(yōu)化，使其實現(xiàn)推廣和應(yīng)用。