有機物污染土壤修復技術探討

周克偉

（濰坊市坊子區自然資源和規劃服務中心，山東 濰坊 261200）

我國是一個人口大國，人均土壤面積較少，為了能夠更好地保證各個地區土壤質量達到最佳狀態，就必須最大限度地降低土壤中有機物污染概率，要想做到這一點，還需要采取有效的方法對有機物污染土壤進行修復。[1]雖然目前國內關于土壤污染的修復技術逐漸成熟，但是實踐應用環節依然需要關注到一些重點問題，修復技術運用的重點在于及時清理及處理土壤內有機污染物，確保土壤微生物結構得到更好的保護，盡量減少有機污染物對人體造成的不利影響以及嚴重危害。隨著我國經濟的快速發展，有機物污染土壤修復技術逐漸成熟，可以使用的類型也越來越多，但是由于各個地區土壤結構存在明顯的差異，所以在選擇修復技術時應該結合實際情況?；诖?，本文通過對有機物污染土壤物理、生物、化學、聯合四大修復技術進行分析，借助案例探討指出應用的要點、重點，旨在為有機物污染土壤修復技術的合理應用提供有價值的建議。

1 有機物污染土壤修復技術

1.1 生物修復

生物修復技術指的是人為活動中，通過借助一些生物體，例如植物、動物、微生物等吸收、分解、轉化作用，固定、轉化土壤內污染物有害物質，將其轉為無毒無害物質，或降低污染物濃度以及遷移性，避免其繼續擴散至周邊環境中。[2]

以下重點針對植物、微生物、動物三大類型修復技術進行了闡述，詳細內容如下。

1.1.1 植物修復

植物修復以植物、共生微生物為媒介，在吸收、轉移、轉化、分解、固定等相關作用下，將土壤中有害有毒污染物去除或者修復，進而達到徹底清除、削弱、固定污染物的目的，避免污染物毒害土壤生態環境。此技術屬于生態型，發展前景非常不錯。

1.1.2 微生物修復

此技術運用過程中會在土壤內部放置一些土著微生物，或者是具有人工馴化功能的微生物，在土壤內部環境滿足一定條件下，再加之自身功能的發揮，達到污染物濃度降低以及污染物賦存形態改變的目的，避免土壤環境內生態風險的發生。當前環境內微生物類型繁多，有些微生物在降解土壤有機污染物的過程中會進行遷移、轉化，進而形成重金屬，在有機物與重金屬共同作用下將污染物清除。

1.1.3 動物修復

動物修復中蚯蚓發揮了非常重要的作用，主要是由于蚯蚓活動時可促進土壤養分有效性、周轉率的提升，并且蚯蚓尸體、分泌物養分較多，有利于植物生長。[3]動物對農藥、礦物油類有著較強的富集性、轉化功能，蚯蚓在去除土壤有機物時主要運用植物、微生物雙作用，進食、排泄均可以降解土壤中的物質，分離土壤和有機污染物。

除此之外，還有甲螨、線蟲等動物農藥富集作用較為突出，修復效果非常明顯。

1.2 物理修復

1.2.1 熱傳導脫附技術

此技術通過在有機物污染的土壤中使用熱處理器、熱處理毯，借助熱處理作用分解及揮發有機污染物，以達到修復效果提高的目的。[4]若土壤內存在的污染物埋藏較深，此時可以采用熱處理井加熱的方法；若埋深較淺則可以在地面鋪設一些熱處理毯，促進污染物快速分解及揮發，土壤與污染物在較短時間內分離；當土壤內有機污染物揮發性較強時，便可以在熱輻射作用下將周圍土壤熱傳導，隨之溫度升高，污染物與土壤便會分離，采用蒸汽抽離技術收集處理這些有機污染物。此技術最大的優勢便是在處理一些滲透性低、難度大的有機污染土壤時修復效果更好。

1.2.2 電子熱脫附技術

此技術原理是將有機污染物內插入電機，電路處于閉合狀態下，由于土壤具有導電功能，在放電過程中可快速將電能轉為熱能，氣化作用下，土壤內水分被蒸發，易揮發有機污染物脫附以后融入至蒸汽流動區中，滲透難度大幅度降低。氣態與液態混合有機物處理時可借助蒸汽抽取設備快速捕獲，在此基礎之上采用無害處理的方法。

此技術實踐應用時關鍵在于土壤含水率、導電力，所以需在每個電極周邊設置加溫系統，保證水分、鹽分的供應，使土壤導電率增高，由于需要的設備較多，所以此技術應用時成本較高。

1.2.3 蒸汽脫附技術

此技術運用時會在土壤中注入水蒸汽，借助液化功能釋放熱量，土壤溫度會逐漸升高，而這些半揮發、易揮發有機污染物會在蒸汽及液化中轉為水，多種物質混合轉化為汽水混合物，因此此技術應用時為降低土壤蒸汽溢出，一般情況下要在地下0.5m 深度的位置安裝水平抽提裝置，這樣做無形之中增加了修復成本。當前此技術多用于地下水流速較高有機物污染土壤修復環節，加熱溫度最高可至100℃，若無法達到有機污染物沸點，會降低分離效果，因此此技術應用之前要明確有機污染物種類及沸點。

1.2.4 蒸汽抽提技術

若土壤內有機污染物是半揮發性、揮發性就要使用此技術，主要是由于此技術可將土壤空氣內氣體、大氣環境氣體交換率提高，土壤有機污染物固化以后轉變成氣體，以達到土壤與污染物及時分離的目的，收獲較好的修復效果。但此技術僅能用于土壤和有機污染物的分離，很難實現徹底清除的目的，因此如果土壤有機污染物不易被揮發，那么不適用于此技術。

1.3 化學修復技術

此技術借助的是化學作用，在氧化與提取過程中分離被污染土壤中的有機污染物及重金屬，修復率較高，修復時間較短。運用Fe-EDDS 處理技術將鹽酸快速提取的同時，氧化過硫酸鹽，將土壤內沉積物PAHs、重金屬有效清除。在批次萃取-氧化全過程中，使用3%過氧化氫，搭配0.1M 乙二胺四乙酸便可以將污染土壤內70%石油、60%銅、鉛去除。此技術可在很短的時間內將有機物污染土壤快速修復，但無論使用哪一流程，金屬提取劑、氧化劑單獨或者連續性使用重點依然以重金屬、有機污染物處理為主，相互間并不會發生聯合反應。

1.4 聯合修復技術

由當前多種有機物污染土壤修復技術具體應用實踐而言，物理修復與化學修復兩大技術均具備了較強的修復功能，而且修復率非常高，生物修復技術可持續性優勢會更加突出，修復以后的土壤結構比較適合動物、植物生長與繁殖，不存在二次污染的風險，因此，生物修復技術以其科學合理性得到了廣泛應用。但是由于國內技術發展時間有限，如果僅依賴于物理或者化學進行修復，土壤結構很難改變，不僅會導致土壤成分單一化，而且獲取的效益也是短期內的。而將各修復技術結合，既能夠突出各技術優勢，同時又彌補了各自的缺陷，化學修復技術作為主導，物理及生物修復為輔，結合土壤污染具體情況選擇最佳修復方法，成本低、效果好。

2 有機物污染土壤修復技術實例分析

2.1 案例概況

此次研究為了更好地了解有機物污染土壤修復技術應用具體情況，以某土壤修復項目為例，此案例土地面積是2500m2，而且出現了重度的污染，在前期勘測以及評估過程中了解到此案例土壤中以SvOCs、vOCs有機質成分為主，此成分均屬于半揮發、揮發性較強物質，土壤類型為重度復合型，埋深＞16m。檢測時發現土壤中還存在多環芳烴、苯系物等大量污染物，而且受污染的土壤中出現了不同程度的疊加情況。

2.2 修復技術應用

案例中有機物污染區域的土壤修復過程中首先綜合考慮了區域內實際場地環境，在此基礎之上評估了修復所需成分投入的時間及要求，進而科學選擇最適宜的修復技術，不但要確保土壤修復以后的效果，而且還要最大限度地降低修復環節可能帶來的二次污染等問題，特別要關注到是否會導致人身健康受損，破壞自然環境等。此案例關于有機物污染土壤修復技術的應用主要考慮到了區域內地質環境、業主對修復的需求，在經過反復試驗以后對多種修復技術應用效果、價值進行了分析，充分保證安全的情況下不斷優化，認真研究，進而選出最佳的修復技術方案，進一步明確了GTR 熱脫附技術更適用于此案例。在此基礎之上安裝了熄火原位熱脫附裝置，等到需要修復的土壤溫度下降到常溫時，運用了鉆孔取樣法，主要就是為了更好的檢測及評估修復后的效果如何，鉆孔取樣環節根據10m×10m 規格對所有地塊取樣網格進行設置，保證檢測結果更加全面與客觀。

2.3 修復效果分析

在使用了修復技術以后，對結果進行了檢測與評價，進而了解到此地塊通過修復各項指標以及參數都與修復目標數值相符，這也充分表明通過使用原位熱脫附技術可以有效修復治理有機物污染土壤。與此同時，在此次修復技術應用全過程中降低了固體廢物、廢水、噪聲等污染物發生的概率，二次污染可能對環境帶來的不良影響也隨之減少，保證了修復施工科學合理的同時，更加有效。

3 有機物污染土壤修復技術未來發展趨勢

3.1 綠色發展

當前雖然我國在有機物污染土壤修復技術方面的研究逐漸變得成熟，但是依然存在較大的缺陷，在修復環節二次污染的概率較高。[5]除此之外，在國家大力提倡綠色可持續發展理念下，有機物污染土壤修復技術會逐漸向著原位綠色可持續發展方向邁進。生物修復技術危害性小，但對土壤性質、溫度、pH 值等有著較高的要求，實踐時要綜合考慮到以上因素，在優化和調整中選擇最適宜的條件。適當采收一些超富集植物，處理方法的運用要做到科學、合理，不但可以降低修復技術因為污染土壤移位處理需要損耗的大量技術成本，而且避免了二次污染，將自然可再生資源優化配置、合理化使用，使土壤中微生物生存環境更加適宜，自我修復能力不斷提高，依靠自身修復功能便可以清除有機污染物，經濟效益隨之提升。所以今后修復技術中，生物修復，尤其是植物修復技術會占據主導地位。

3.2 綜合發展

目前我國很多地區出現的有機物污染土壤自身蘊含的污染物成分非常復雜，而且再加之污染土壤自身理化性質存在明顯的差異性，當前使用的修復技術大多數單一化，而且每一個技術間的關聯性較低，實踐過程中的修復效果極其有限。所以在今后發展中，在面臨著較為復雜的污染物體系時，需要站在多視角、多層次下將修復技術進行整合，綜合利用各種技術的優勢，強化各技術間相互串聯，優勢互補，不斷豐富綜合修復技術理論，以便于更好地為有機物污染土壤修復技術的應用提供針對性指導，全方位立體化處理污染土壤，促進修復效果的提高。

3.3 現有技術的不斷創新

植物修復優勢在于方便快捷，既可以快速篩選出大量重金屬物質，同時又可以將這些成分進行馴化，在基因工程技術的支持下，超富集植物耐性基因會快速轉移至生物量較大、生長速度較快的植物中，推進植物修復逐漸向著產業化發展。而在微生物修復技術的應用中則需要以基因重組為重點，最大限度研發出具備較強抗逆性、分解能力的基因工程菌。與此同時，還要在各項修復技術機理研究方面加大力度，深層次分析植物-微生物互相作用機理或者弄清楚植物耐受性基因、富集重金屬原理。在此基礎之上，更有利于新技術、新植物品種的開發，促進了修復系統效率的同時，還要加快超富集植物的引入，在引入之前要考慮此操作是不是會引發生物入侵等一些消極影響。

4 結語

總而言之，有機物污染土壤修復技術的應用是復雜且繁瑣的，整個過程是比較系統的，難度較大，在具體實踐環節就需要充分了解各類土壤修復技術優點、缺點，綜合考慮以后，結合土壤污染實際情況選擇最適宜的技術手段，突出技術優勢的同時，將技術價值最大化發揮。隨著時代的發展，社會的不斷進步，有機物污染土壤修復技術也在逐漸完善與成熟，多項技術綜合使用將成為未來主要趨勢，不斷推進修復技術綠色發展。