有機物污染土壤修復技術的應用研究

摘要：隨著人們對土壤有機污染物危害的認識和關注，有機物污染土壤修復技術越來越受到重視。本文在分析有機污染物在土壤中遷移機制的基礎上，結合實際修復案例，研究有機污染土壤修復應用，以期為我國今后開展有機物污染土壤的控制與修復工作提供依據。

關鍵詞：有機物;污染土壤;修復技術

中圖分類號：X53 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）07-0-01

Abstract：With peoples understanding and concern about the harm of organic pollutants in soil， more and more attention has been paid to the remediation technology of organic pollutants contaminated soil. Based on the analysis of the migration mechanism of organic pollutants in soil， combined with actual remediation cases， this paper studies the application of organic contaminated soil remediation， in order to provide a basis for the future control and remediation of organic contaminated soil in China.

Key words：Organic matter;Contaminated soil;Repair technology

1 有機污染物在土壤中遷移機制

有機污染物在土壤中遷移機制主要包括吸附、解吸、揮發、淋濾、降解殘留等。有機污染物自身的特性如易揮發性、難降解性、親水或憎水性等都會影響其在土壤中的遷移。由于地區、環境、氣候等因素，導致土壤自身的肥沃度、結構組成、溫濕度等也不盡相同，因而不同地區土壤中有機污染物的遷移機制也大相徑庭。天然土壤顆粒具有其獨特的次級結構特性，如團聚體或裂隙結構，即使在較干燥的情況下，由于小孔隙的毛細作用，團聚體內的小孔隙都為靜止的水所充滿，而團聚體間的大孔隙則為流動相（水相、氣相或水氣共存）所占據 [1]。進入土壤的有機污染物同土壤物質和微生物發生反應，進而產生降解作用。有機污染物進入土壤后，可能經歷以下過程：與土壤顆粒的吸附與解吸;揮發和隨土壤顆粒進入大氣;滲濾至地下水或者隨地表徑流遷移至地表水中;通過食物鏈在生物體內富集或被降解;生物和非生物降解[2]。

2 有機物污染土壤修復技術目的

土壤有機污染物可直接被人體攝入、積累，影響消化和新陳代謝，甚至導致癌癥發病率增加;直接破壞土壤的正常機能，并通過植物的吸收和食物鏈的積累，影響土壤動物的新陳代謝、遺傳特性和植物生長發育，進而危害人類健康;在風力和水力的作用下導致大氣、水體污染和生態系統退化等次生生態問題。

有機物污染土壤修復目的關鍵是減少甚至消除有機污染物對土壤、環境，尤其人體和其他土壤微生物的危害。修復的關鍵是阻斷有機污染物傳遞轉移，途徑是在生態系統某些環節將有毒化學物稀釋分解降低其濃度與毒性，最終成為無毒的物質。

3 有機物污染土壤修復技術類型

有機物污染土壤修復技術按修復土壤的位置分為原位修復和異位修復技術;根據操作原理，又分為物理修復、化學修復和生物修復技術。

3.1 原位修復技術

基于對未挖掘的土壤進行治理的原位修復技術，對土壤沒有太大擾動，重點在原位。顯而易見，原位修復技術的優點是較經濟有效，就地對污染物降解和減毒，無需建設昂貴的地面基礎設施和遠程運輸，操作維護較簡單，還可修復深層次污染土壤。缺點是控制處理過程中產生的“三廢”比較困難。

3.2 異位修復技術

異位修復技術指對挖掘后的土壤進行修復的過程。異位修復分為原地和異地處理兩種。優點是處理過程的條件控制較好、與污染物接觸較好，容易控制處理過程“三廢”排放;缺點是處理前需挖土和運輸，影響處理后土壤的再利用且費用較高。

3.3 物理修復技術

物理修復技術原理主要有土壤蒸氣提取技術、玻璃化技術、熱處理技術、稀釋和覆土技術。該技術優點簡單，處理方便，對土壤本身質地破壞度小，且可遠程處理人工難以到達的污染區域。缺點效率低，不確定性大，且實際操作中材料費用高，修復效果極易受土壤質地影響。

3.4 化學修復技術

化學修復技術主要有洗技術、原位化學氧化技術、化學脫鹵技術、溶劑提取技術及農業改良措施，運用農業技術措施直接向污染土壤施用，從而改變土壤污染物的形態，改善土壤有機質結構。

3.5 生物修復技術

生物修復技術類型主要有動物修復、植物修復、微生物修復技術和其聯合修復技術。生物修復的機理是利用微生物的代謝過程將土壤中的污染物轉化為二氧化碳、水、脂肪酸和生物體等無毒物質的修復過程。

其中，聯合修復技術是將生物通風與堆肥相結合以提高處理效率，土壤植物與微生物修復相結合可以取得比單一方法更高的修復效率[4]。李春榮等通過田間試驗研究玉米和向日葵2種植物對石油污染土壤的修復作用，在外源菌（DX-9）的協同效應下，玉米和向日葵降解土壤中石油的速率分別提高30.3%和30.0%。

4 修復技術應用案例

在選擇有機物污染土壤修復技術時，需綜合平衡考慮修復時間、修復成本、場地利用等各種因素條件，選用的修復方法確保在修復過程中將二次污染降到最低程度，確保不對環境和周圍民眾產生不可接受的負

影響。以珠三角某重度有機污染地塊為例，根據該地塊場地調查與風險評估報告，地塊為揮發性有機物（VOCs）和半揮發性有機物（SVOCs）復合型重度污染，污染物以苯系物和多環芳烴（PAHs）為主，污染面積約2400㎡，污染深度直至地下16m。通過對不同深度的污染區塊進行疊加，土壤修復范圍見圖1。

修復單位結合業主的修復進度要求、場地地質結構，并充分平衡考慮施工安全因素、技術可行性及小試中試結果，經技術篩選優化，采用了原位熱脫附（GTR）修復技術。原位熱脫附系統熄火后，待修復土壤冷卻至常溫，修復效果評估監測取樣方式為鉆孔取樣，每個地塊按10m×10m網格進行劃分布點鉆孔取樣。

復效果評估監測結果均在修復目標值范圍內，污染土壤經原位熱脫附治理修復達到預期效果。施工期間的廢水、廢水、噪聲和固體廢物等二次污染得到有效的控制。

5 結論與展望

隨著農業高科技設備設備不斷涌現，農業產品的不斷生產，自然界原有的天然土壤不斷被大量的農藥、化肥所侵染，盡管農作物產量有所改善，但一味的以犧牲土壤質量為代價追求高產，使得土壤有機物污染日益加劇;工業生產、石油開采、交通運輸、畜禽養殖及居民生活等工農業生產生活過程中也會排出大量有機污染物，如多環芳烴（PAHs）、多氯聯苯（PCBs）及抗生素（ATBs）等，使土壤有機物污染進一步加劇[5]。因此，開展有機物污染土壤修復活動，能夠改善土壤質量、保護土壤資源，為土壤的進一步開發利用提供健康的土壤基礎，促進經濟的可持續發展。

參考文獻

[1]趙志強，趙慧敏，全燮.土壤中氯代有機化合物的環境行為[J].土壤，2000（05）：231-235.

[2]趙俊嶺，周巖梅，刁曉華.CaCl_2濃度對土壤吸附西維因的影響研究[J].環境污染與防治，2013，35（04）：47-51.

[3]李春榮，王文科，柴麗紅.石油污染土壤的生物修復技術研究[J].土壤，2008，40（5）：824-827.

[4]劉沙沙，董家華，陳志良等.揮發性有機物污染土壤修復技術研究進展[J].安徽農業科學，2012，40（12）：7130-7132.

收稿日期：2019-02-25

作者簡介：潘文波（1984-），男，漢族，本科學歷，環境監測與環評工程師，研究方向為環境工程。