土壤與地下水有機污染物修復技術分析

郭 彬 蘇宏建

1. 華勘（天津）生態(tài)城市研究院有限責任公司 天津 300170

2. 華北地質勘查局五一四地質大隊 河北 承德 067000

3. 河北華勘資環(huán)勘測有限公司 河北 承德 067000

近些年我國環(huán)境污染情況日益嚴重，有機污染物逐漸滲透到土壤以及地下水中，超出了土壤的承受容量和凈化速度，土壤以及地下水中的動態(tài)平衡遭到了破壞。這些環(huán)境問題的威脅到了人們的生命安全。并且，我國土壤以及地下水資源畢竟有限，如果當前的污染問題不能得到有效的控制，那么污染面積會迅速擴大，引發(fā)的后果不可估量。針對此，需要我國相關部門提高對有機污染物治理的重視程度，加大資金投入對各種污染物的修復技術進行完善，從而提高治理效率，只有這樣才可以減少或者消除有機污染物對土壤和地下水資源的影響。

1 土壤與地下水污染調(diào)查

1.1 土壤污染的危害

土壤污染種類不同，所使用的修復方式也要有所差異。按照污染形式進行劃分，可以將土壤污染分為有機物污染、重金屬污染以及放射性元素污染等。不僅工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)會產(chǎn)生污染物，同時有毒有害氣體如汽車尾氣的排放也會造成不同程度的污染。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，為了提高農(nóng)作物的產(chǎn)量、減少病蟲害的發(fā)生，農(nóng)民往往會使用足量的農(nóng)藥和化肥等，這些物質的使用雖然可以提高區(qū)域內(nèi)的農(nóng)作物產(chǎn)量、提高農(nóng)民的經(jīng)濟水平，但是對農(nóng)田土壤環(huán)境造成的危害是不可逆的，影響著土壤質量。此外，日常生活中，由于人們?nèi)狈Νh(huán)境保護理念，對產(chǎn)生的生活污水隨意排放、生活垃圾隨意丟棄。這些行為均會對土壤環(huán)境造成破壞，形成有機物污染。生態(tài)是一個巨大的互聯(lián)的體系，通過食物鏈的發(fā)展，這些有害物質會隨著人們的進食過程進入到人體內(nèi)，對人體造成嚴重侵害。究其原因，污染物的產(chǎn)生還是由于人們的活動所導致的，土壤環(huán)境容量以及凈化能力有限，長期的積累會導致土壤環(huán)境持續(xù)惡化。與其他環(huán)境污染形式不同，土壤污染并非短時間內(nèi)可以顯現(xiàn)出來的，具有一定滯后性和隱蔽性。如有機污染物的污染對農(nóng)田造成的不良影響不會立即顯現(xiàn)，而是通過飲食或者呼吸形式進入到人體，對人體內(nèi)的骨骼以及組織等造成損傷。這一特性導致無法通過有效的手段對污染進行徹底有效的修復[1]。

1.2 地下水的調(diào)查與分析

當前對于地下水的調(diào)查主要是通過區(qū)域內(nèi)水質質量以及周邊環(huán)境進行。水具有流動性。因此在調(diào)查過程中，為了提高調(diào)查結果的準確性，一般是采用抽樣調(diào)查法對水源進行收集和分析[2]。相關部門在開展工作使時，首先需要對現(xiàn)代工業(yè)區(qū)域周邊的土壤環(huán)境進行調(diào)查，這一步驟不僅可以對企業(yè)的污水排放位置進行掌握、確定污染源，同時可以通過對污染物的分析和實驗，探究有機污染物排放量對土壤環(huán)境造成的影響，通過一系列的數(shù)據(jù)信息對比，對當前的污染程度進行評估；另外，當環(huán)境治理部門對有機污染物排放情況充分掌握后，可以通過一定算法對污染物可能影響到的流域進行測算。專業(yè)人員通過現(xiàn)場勘察，對工業(yè)企業(yè)污水排放池的容量以及具體位置進行探查，了解污染物排放過程以及治理環(huán)節(jié)的有效銜接，從而使得企業(yè)及時調(diào)整排放計劃。最后，由于工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程中涉及到多個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，污染物種類也大不相同[3]。因此，不僅要關注主要污染源，同時還需要對土壤環(huán)境以及地下水造成破壞的其他污染源進行排查，并且依據(jù)其污染危害對其進行分類；工業(yè)生產(chǎn)中，一般通過填埋的方式對固體污染物進行處理，這就需要有關人員對固體污染存在位置以及排放方向進行明確，在了解污染物的污染程度以及堆放情況的基礎上，制定出科學有效的應對方案、提高方案設計有效性。

1.3 土壤與地下水有機物的分類

數(shù)據(jù)表明，近些年土壤和地下水污染情況大體分為兩種，分別是天然有機污染物形成的污染源以及工業(yè)生產(chǎn)造成的污染。以天然有機污染物為例，這種污染物所造成的污染程度較低。這是由于天然污染物是自然發(fā)展的產(chǎn)物，不可避免會在發(fā)展過程中受到污染[4]。例如當前的森林和草原地下水資源或者是由于動植物自然死亡造成的污染。這兩種污染源被土壤充分吸收后，會繼續(xù)向下滲透，滲透到地下水中。在環(huán)境治理工作中，由于這種污染不嚴重，可以使用簡易的治理方法進行具體操作，從而增強治理效果。與之相反的是工業(yè)污染源。這種污染源形成原因較為復雜，并且滲透性較強。對于這種大面積擴散的污染源，對于修復技術的使用要求較高。這就需要有關部門投入資金開展污染治理研究工作，同時提高治理人員的專業(yè)能力和專業(yè)素養(yǎng)、提高治理效率。例如，在工業(yè)活動中，極易產(chǎn)生廢水，廢氣，廢渣等物質，這三種物質的形成也會對土壤環(huán)境和地下水造成破壞，甚至危害到人類的身體健康[5]。

2 土壤與地下水有機污染物修復技術

2.1 化學修復技術分析

2.1.1 化學修復土壤環(huán)境

我國環(huán)境治理部門近幾年已經(jīng)意識到了土壤環(huán)境以及地下水污染修復的重要性，并且有序推進了兩種污染的治理工作。土壤污染與地下水污染的治理是一項長期復雜的工作，需要國家政府以及相關環(huán)保部門投入大量的人力物力資源，從而為土壤環(huán)境的修復提供支持[6]。經(jīng)調(diào)查，當前治理土壤有機污染物過程中，有關部門主要應用有機溶劑和表面活性劑對土壤環(huán)境進行清洗。這種治理方式操作難度較低且效果較為顯著。治理手段的原理在于有機溶劑和表面活性劑本身具有清潔能力，將其應用到土壤中，可以使土壤中的有機污染物與化學試劑充分反應，從而將化學試劑吸附到土壤中，到預期的清潔目的。另外，科學研究表明，表面活性劑在清理有機污染物時，具有一定的可操作性。因此，潔凈土壤的效果十分明顯，可以將其推廣應用到其他類型的有機污染物修復中。近些年，隨著經(jīng)濟的發(fā)展以及科技的進步，我國工業(yè)行業(yè)得到了良好的發(fā)展，在一定程度上改善了我國國民生活質量和生活水平。但是，工業(yè)化的蓬勃發(fā)展帶來了更大的污染問題。為了有效解決這些問題，我國當前已經(jīng)研究出多種可以用化學修復的表面活性劑。在這些表面活性劑中，主要使用的有非離子，陰離子以及生物型。不同種類的表面活性劑可以對不同特性的有機污染物進行科學合理的修復，并且去污效果十分顯著。在具體修復過程中，首先需要工作人員對受污染地區(qū)進行實地勘察，了解污染源類型以及污染程度。根據(jù)這些數(shù)據(jù)選擇恰當?shù)谋砻婊钚詣┻M行環(huán)境清潔。為了降低修復成本，工作人員需要進行全面思考。在保證去污質量的同時，選擇性價比較高的清潔材料，并且需要對活性劑的表面張力進行測試，選擇張力較小的活性劑。這種活性劑不僅具有可降解性，減少了對環(huán)境的破壞，同時可以提高去污質量和效率。

2.1.2 化學修復地下水污染

就目前來講，我國環(huán)境污染問題十分嚴峻。當前的污染已經(jīng)不僅是本文中提到的土壤環(huán)境污染以及地下水資源污染問題，更涉及到了大氣污染、海洋污染以及熱污染等。以文中提到的地下水污染為例，當前使用的化學修復方式主要有四種。分別是有機粘土法、電化學動力修復法以及淋溶法和施用改良劑法。以下文字對這些修復方式進行分別闡述：首先是有機黏土法，這種修復手段主要利用人為干擾對污染源進行修復。簡單來講，就是用人工合成的粘土對地下水資源中的有機污染物進行清除。具體工作開展過程中，工作人員需要對集中在蓄水層的污染物進行攔截和清理，從而減少有機污染物的數(shù)量，避免地下水污染問題更加嚴重。當污染物被集中處理后，可以利用一些技術如降解和富集等，對已經(jīng)固定的污染物進行處理，從而達到預期的地下水資源修復目的。第二種則是較為常見的修復手段，即電化學動力修復。實踐數(shù)據(jù)表明，這種技術具有較強的應用效果。但是也有一個不可忽視的缺點，與其他手段相比，這種修復技術使用成本較高。該技術的應用原理是通過在污染水域中放入電極，從而在水域內(nèi)部形成電解場。在這種技術使用背景下，地下水中的水離子不會恢復以往的不規(guī)則運動形式，而是按照特定的方式進行運動，從而提高污染物的降解效率。當電機進入污染水域后，水域中氧氣量急劇升高，為有機污染物的降解提供便利條件。這種技術應用較為廣泛，具有不錯的使用效果。但是由于這種技術應用時間較短，仍然存在一定不足、影響使用效果。為此，需要技術人員積極進行實踐，在實踐中積累經(jīng)驗，從而完善修復體系、提高化學修復技術水平。第三，淋溶法。該修復方法的工作原理是利用淋洗液對土壤中的重金屬進行轉移，轉移到土壤液相造成的方向。隨后對于一些含有重金屬的廢水進行回收處理，從而降低地下水的污染程度。這種修復技術對于輕度污染土壤具有較好的治理效果。但是容易造成養(yǎng)分流失，并且需要費用較高。第四，施用改良劑。將改良劑與土壤充分混合，利用改良劑的吸附作用地下水中的重金屬進行氧化還原，從而降低重金屬的生物有效性。這種技術在使用過程中需要關注改良劑的功能和特性，改良劑種類不同具體操作手法也有所差異。例如，在污染程度較高的土壤中加入石灰性物質，改善土壤環(huán)境的酸堿度。另外一些重金屬在發(fā)生反應后可以形成沉淀，此時加入有機物可以加快還原反應，從而達到修復污染的目的。

2.2 生物修復技術分析

2.2.1 土壤污染的生物修復技術

對于土壤污染的治理過程中，化學修復技術應用范圍更廣。但是，化學修復也有一個不可忽視的缺點，即化學試劑的使用不可避免會對環(huán)境造成一些不良影響，增加了二次污染的產(chǎn)生幾率。在這種情況下，生物修復技術應運而生。與其他修復技術有所不同，生物技術是利用生態(tài)系統(tǒng)的循環(huán)性，利用微生物對環(huán)境污染進行修復。這類修復方式不會對環(huán)境產(chǎn)生不良影響。與化學修復技術相比，這種技術所需資金更少且對原有土壤不會造成破壞。生物修復技術可以將有機污染物轉變?yōu)閷ψ匀画h(huán)境無傷害的物質。該技術的應用與當前積極推行的綠色可持續(xù)發(fā)展理念相符。常用的生物修復技術主要有以下兩種，分別是就地處理法和原位處理法。就地處理法顧名思義即將污染物放在經(jīng)過處理后的場地上，此時污染物與場地中的物質進行充分反應，從而使土壤中的營養(yǎng)，水分和酸堿程度處在平穩(wěn)狀態(tài)。利用微生物的特性實現(xiàn)自主降解。如果想要提高土壤的降解能力，可以添加微生物，進而提高修復質量。原位處理法不需要對土壤進行處理。可以對滲透性較強但不飽和的土壤進行直接處理，從而提高土壤營養(yǎng)。這種技術通過增加菌群提高降解能力。或者是抽取定量的地下水放在地表上，利用微生物對其進行自然處理，隨后將其放回到原位。經(jīng)過多次反復的操作，可以改良土壤環(huán)境。

2.2.2 地下水污染的生物修復

地下水污染的生物修復技術與土壤修復差異較大。考慮到水具有流動性，修復中往往通過對地下水系統(tǒng)進行抽取或者回注以及生物反應器的方式進行綜合修復。人們生活離不開水，地下水資源與人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活聯(lián)系較為緊密。因此，技術人員需要選擇恰當?shù)姆绞竭M行地下水污染修復，從而改善環(huán)境質量。當前使用的地下水污染生物修復技術主要有兩種。第一，生物注射法。這種修復技術是將加壓注射后的空氣投入到污染水域中，在微生物的自然反應下，可以對有機污染物進行降解，從而緩解地下水資源污染的嚴重程度，達到修復地下水的目的。為了提高修復效率，技術人員也可以將空氣替換為表面活性劑，然后注射到污染水域中。表面活性劑中有大量的營養(yǎng)物質，可以加速代謝效率。第二，有機粘土法。生物修復技術中的有機黏土法與化學修復相似度較高，該技術的使用都是在于也對水體遷移程度進行控制，從而抑制污染水的擴散，避免出現(xiàn)更加嚴重的后果。并且這種技術所需費用不高、具有較為顯著的修復效果。作為常見的一種修復方式，有機黏土法可以對地下水的移動情況進行控制。通過氨鹽陽離子活性劑的注射，可以在蓄水層形成依附區(qū)，從而在該區(qū)域完成生物降解降解。

3 結束語

總之，為了推動我國工業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，需要意識到環(huán)境保護的重要性。在具體發(fā)展過程中需要在保護生態(tài)環(huán)境的同時，進行工業(yè)生產(chǎn)，從而達到綠色發(fā)展的目的。我國有關部門近幾年積極開展土壤與地下水資源有機污染物修復工作，并且取得了不錯的進展。在具體修復過程中，需要對當前的土壤環(huán)境污染以及水資源污染情況進行深入了解和分析，在此基礎上使用生物與化學修復技術相結合的形式，提高修復效率、保護生態(tài)環(huán)境。