生物修復和多相提取技術相結合的土壤原位治理修復方案

文_閆衛軍 山西晉環科源環境資源科技有限公司

在全球工業化大潮下，各國土壤污染問題日趨嚴重。在各類型的土壤污染中又以土壤重金屬污染尤為嚴重，給我國糧食安全和人民的身體健康帶來了嚴重的危害。由于土壤污染具有隱蔽性高、危害性強、持續時間長的特點，給土壤治理帶來了嚴重的挑戰。傳統的土壤治理方案主要包括對污染土壤的深埋置換、化學降解等，但實際應用中不僅治理周期長、治理成本高，而且還具有治理不徹底，易造成二次污染的缺陷。因此根據長期土壤治理經驗，在進行理論分析的基礎上提出了一種新的土壤原位治理修復方案，以生物修復和多相提取技術相結合的方式，綜合生物修復環保性強、效果好，多相提取技術修復速度快、針對性強的優點，實現了對污染土壤的原位修復，無需進行深埋、移位處理。實際應用表明，該綜合土壤治理方案具有治理效果好、周期短、節能環保的優點，具有極大的應用推廣價值。

1 生物修復方案

生物修復主要是利用各類有益的微生物、植被等對土壤中的污染物進行分解處理，實現將各類重金屬分子的分解，對被污染土壤進行有機修復，主要包括利用好氧微生物的好氧降解處理、厭氧微生物的厭氧降解處理及植被降解處理。

1.1 好氧物的分解處理

在被污染土壤內，除極少數的污染物（如塑料等白色污染物），多數污染物均能夠被好氧微生物所分解。為了加快好氧微生物對污染離子的分解速度，采用在污染區域內進行有氧空氣噴射、在土壤內注入富氧的水溶液、在土壤內播撒過氧物等來增加土壤內的氧氣含量，增加好氧微生物的活性，加快對被污染土壤的分解。根據實際情況，采用好氧微生物對土壤中的各類芳香族溶劑等進行分解?？梢?，利用富氧環境對污染物的降解具有積極作用。

1.2 厭氧微生物的分解

多數情況下由于被污染土壤的厚度較大，在深層土壤內的氧氣含量極度缺乏，無法形成有效的有氧環境，因此對于深層次土壤污染的處理需要通過厭氧微生物分解。通過厭氧型微生物能夠有效的對苯類、氯類等污染物進行有效處理。

1.3 植被治理

根據被污染土地所含有的重金屬及其他污染物的情況，選擇在污染土壤內加入石灰石、磷灰石等，首先降低土壤中的銅離子、鎘離子等的含量，然后在被污染的土地上種植黑麥草、巨菌草等，對土壤內的污染離子進行吸收，從而有效降低土壤內各種重金屬離子的含量。

通過利用新型生物修復方案，經過1年的試驗期，對10塊污染土地上修復前后的情況進行分析，結果如表1所示。

表1 各地塊生物修復前后的重金屬含量

由實際驗證結果可知，采用新型生物修復方案下，被污染土壤內的銅離子的含量的平均下降幅度達到了64.6%，土壤中鎘離子的含量平均降低了約為64.5%，表現出了優良的修復效果，顯著降低了土壤內有害物質的含量。

2 多相提取修復技術

對污染土壤的多相提取修復技術主要包括了氣相提取修復技術、液相提取修復技術及混合相提取修復技術方案。

氣相提取修復技術主要是用于對不飽和區域內的土壤中的易揮發的污染物進行提取。土壤氣相抽提的基本原理是利用真空泵抽提產生負壓，空氣流經污染區域時，解吸并夾帶土壤孔隙中的揮發性和半揮發性有機污染物，由氣流將其帶走，經抽提井收集后最終處理，達到凈化包氣帶土壤的目的。有時在抽提的同時，可以設置注氣井，人工向土壤中通入空氣。涉及的污染土壤深度范圍為1.5～90.0m，主要應用于VOCs、燃料油的土壤污染。一般要求有機污染物的亨利常數大于0.01，或蒸氣壓大于0.5mmHg。

液相提取修復技術主要是在氣相提取修復技術應用的過程中輔以抽取污染區域內的地下水，使其向上滲透。它既可以防止污染物的下滲，又可以確保將污染物所處的深度提升，增加氣相修復技術的修復效果。

對污染土壤的多相提取修復方案主要是同時提取地下水、空氣流體、土壤空氣等將氣液分離分別抽出處理。該方案主要適用于對高滲透性污染的土壤，對沙土類的土壤污染處理效果最為顯著。利用多相提取修復技術對10塊污染地塊修復前后的情況進行對比，結果如表2所示。

表2 修復前后土壤的污染級別統計表

由實際驗證結果可知，采用多相提取修復技術后，能夠有效降低污染地塊污染等級，表明了該修復技術方案的有效性。

將多相提取修復技術及生物修復方案進行綜合利用能夠實現在不對污染地塊土壤移位情況下的原位修復，且修復時周期短、成本低、效果好，具有極大的應用推廣效果。

3 結語

文中針對現有土壤修復方案所存在的治標不治本、周期長、成本高，嚴重限制了土壤治理的進一步發展的情況。結合節能環保要求不斷提高的現狀，提出了一種新型方案，即將生物修復和多相提取技術相結合的方式，對修復原理和實際應用情況進行了分析。

①采用生物修復方案下，被污染土壤內的銅離子的含量的平均下降幅度達到了64.6%，土壤中鎘離子的含量平均降低了約64.5%，表現出了優良的修復效果，顯著降低了土壤內有害物質的含量。

②采用多相提取修復技術后，能夠有效降低污染地塊的污染等級，表明了該修復技術方案的有效性。

③綜合多相提取修復技術及生物修復方案，其能夠實現在不對污染地塊土壤移位情況下的原位修復，且修復時周期短、成本低、效果好，具有極大的應用推廣效果。