石油污染土壤修復技術的研究現狀

魏淑梅，李春琴，王瑞兵，常國華，孫海麗

(蘭州城市學院 地理與環境工程學院，甘肅 蘭州 730000)

1 引言

由于現代工業社會的快速發展，人們對能源的需求量日益增長，石油成為當今社會的主要能源之一，廣泛應用于各個領域，包括工農業，交通運輸行業等。但由于開采技術水平有限，運輸管道的腐蝕和泄漏，對生態環境造成了嚴重的影響。石油污染物進入土壤后，由于土壤自身的性質比較特殊，所以在對其治理時需要選擇合適的修復技術。

2 石油污染的危害

石油是一種由烴類物質(鏈烷烴、環烷烴和芳香烴)和有機化合物組成的混合物，進入土壤后，絕大部分難揮發性污染物質會殘留在土壤中，會堵塞土壤顆粒之間的孔隙，降低土壤的含水率，改變土壤中的營養結構，導致土壤中生物的群落結構發生改變，最后直接影響生物的生存；土壤中農作物和一些植物的生長受到石油污染物的影響，如果通過食物鏈進入到動物體內將直接危害動物的健康[1]?；谕寥朗苁臀廴镜默F狀，對其進行修復，使其在較短時間內可重復利用對于維持我國經濟和環境的可持續發展至關重要。

3 石油污染土壤的修復技術

3.1 物理修復技術

物理修復技術要包括焚燒法、土壤置換技術、氣相抽提技術、萃取洗脫技術、電動力學修復技術、熱脫附和生物炭吸附技術等[2]。如對天津市“8·12”事故中爆炸核心場地的修復運用的是土壤置換技術[3]，土壤置換技術處理過程復雜，成本較高，不能從根本上去除污染物質，置換掉的污染土壤還要用焚燒等方法處理，而焚燒法處理過程中容易產生二次污染，通常用來修復小面積的污染土壤。氣相抽提技術對沸點較低的石油組分污染的土壤修復處理效果較好，劉等[4]應用該技術降解土壤中的石油烴，去除率達到64.88%，但對修復過程使用的儀器設備要求較高，修復成本大。電動力學修復技術操作簡便，可是對于不溶于水或難溶于水且不易遷移的石油組分往往難以去除，電極的熱效應還會影響土壤中微生物的生存。熱脫附技術耗時短，污染物去除率較大，應用不受環境條件的限制，但修復成本較高，可能引起二次污染，另外，高溫會影響土壤中微生物的正常生長。生物炭吸附技術相比于其他修復技術對環境產生的毒害作用較小，在修復污染土壤過程中具有很高的潛在價值，絕大部分的生物炭在土壤中微生物降解有機污染物的過程中起著促進的作用，但并不是所有的生物炭都能促進生物對污染物的降解，也有可能會出現吸附抑制作用。

3.2 化學修復技術

化學修復技術主要有化學氧化法、萃取法、光催化氧化法等[5]?；瘜W氧化法如KClO3、KMnO4、H2O2、O3及Fenton試劑等[6]，利用化學氧化劑與污染物發生氧化反應，從而將土壤中的石油污染物含量降低，該方法操作繁瑣，容易產生二次污染。萃取法主要用于高濃度有機污染土壤的修復，其利用相似相溶的原理可以使有機污染物的去除率達到很高的水平，杜[7]研究在最佳的操作條件下，可以將超過95%的石油污染物從土壤中萃取出來，但在萃取劑的使用過程中易造成二次污染，修復成本較高等缺點。肖俊霞等[8]利用TiO2光催化氧化技術處理含有石油烴類的有機廢水，其實驗結果表明TiO2對石油烴具有較高的降解效率。

3.3 生物修復技術

生物修復技術包括植物修復技術、微生物修復技術、微生物-植物聯合修復技術等。植物修復技術包括根際降解、植物固定、植物降解和植物揮發等，具有成本較低、操作簡單、環境友好等優點。植物對污染物的降解作用主要集中在根系附近[9]，植物根系通過分解石油中的飽和烴等物質從而達到減少石油污染物在土壤中的含量。微生物修復技術包括生物通風法、投菌法、生物培養法、異位微生物修復技術、土耕法、生物堆制法、生物泥漿法、土壤堆肥法、預制床法等[10]，降解機理是利用土壤中的微生物或外源微生物降解土壤中的石油烴，成為自身生長所必需的碳源，從而達到降解土壤中石油烴物質的目的，因此微生物修復具有成本較低、高效、經濟、應用范圍廣、對環境的毒害作用較小、不會產生二次污染的優點。微生物-植物聯合修復技術為修復石油污染土壤的新興技術，利用微生物與植物對環境污染物的聯合作用來探究其對石油污染物的利用和降解的效率，從而達到修復和改善土壤環境的目的。張麗等[11]用石油烴降解菌-鹽生植物聯合修復技術對石油污染鹽堿土壤進行修復，其實驗果表明，降解菌加肥料的體系對石油烴的降解率為38.6%，植物加肥料的體系對石油烴的降解率36.1%，植物加降解菌加肥料體系對石油烴的降解率為47.3%，所以微生物-植物聯合對修復石油污染土壤起到協同促進的作用。

4 結語

在石油的開采、加工和運輸過程中引起的石油泄露會對土壤環境造成不可忽視的危害，最終影響人類的正常生活。石油污染土壤的修復技術的選用過程中，需要考慮技術成本和時間成本，綜合各方面的因素選出適合污染地域的修復技術，以達到人與自然環境的可持續發展。