隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，汽車數(shù)量急劇上升，加油站和地下儲(chǔ)油罐的數(shù)量與日俱增。由于輸油管道、儲(chǔ)油罐滲漏，含油污水排放，落地油等原因，大量油類污染物進(jìn)入土壤。石油和化工工業(yè)對(duì)土壤造成的污染，尤其是其中的大量揮發(fā)性有機(jī)物，破壞了土壤本身的生態(tài)系統(tǒng)，對(duì)地下水也構(gòu)成威脅，嚴(yán)重危害人類健康。揮發(fā)性有機(jī)物作為一類特殊的土壤污染物有不同于其他污染物的污染特性，并因其成分的復(fù)雜性和危害性，被列為環(huán)境中潛在危險(xiǎn)性大、應(yīng)優(yōu)先控制的污染物。因此，如何合理、有效地處置、修復(fù)揮發(fā)性有機(jī)污染土壤已成為亟待解決的問題。筆者介紹了土壤中揮發(fā)性有機(jī)物污染土壤的修復(fù)技術(shù)，以期為我國(guó)今后開展揮發(fā)性有機(jī)污染土壤的控制與修復(fù)工作提供依據(jù)。
01
揮發(fā)性有機(jī)物及其污染土壤的特性
揮發(fā)性有機(jī)物是指室溫下飽和蒸汽壓超過70.91Pa或沸點(diǎn)小于260℃的有機(jī)物，是石油、化工、制藥、印刷、建材、噴涂等行業(yè)排放的最常見污染物。揮發(fā)性有機(jī)物污染土壤有以下特性：
（一）隱蔽性
和其它土壤污染一樣，揮發(fā)性有機(jī)物造成的土壤污染也不像大氣與水體污染那樣容易為人們所發(fā)覺。因?yàn)橥寥朗菑?fù)雜的三相共存體系，各種有害物質(zhì)在土壤中，總是與土壤相結(jié)合。揮發(fā)性有機(jī)物在土壤里也存在氣、液、固三相的吸附平衡，隱匿于土壤環(huán)境。而且，當(dāng)土壤污染物損害人畜健康時(shí)，土壤本身可能還繼續(xù)保持其一定的生產(chǎn)能力。
（2）揮發(fā)性
土壤污染主要是通過植物傳遞來表現(xiàn)其危害。但和其它大多數(shù)土壤污染物不同的是，揮發(fā)性有機(jī)物具有強(qiáng)揮發(fā)性。因而，揮發(fā)性有機(jī)物不像其它污染物那樣，經(jīng)由植物吸收進(jìn)入生物鏈傳遞，而是在一定的條件下（合適的溫度、氣壓及土層受到擾動(dòng)等），直接從土壤中解吸附，揮發(fā)出來被人體吸入或危害環(huán)境。
（3）毒害性
揮發(fā)性有機(jī)物大多具有毒性，對(duì)人體健康的影響主要是刺激眼睛和呼吸道，使人產(chǎn)生頭疼、咽痛、乏力及皮膚過敏等癥狀。其中苯、氯乙烯、多環(huán)芳烴以及甲醛等還是可疑致癌物質(zhì)。有些揮發(fā)性有機(jī)物在光照條件下發(fā)生光化學(xué)氧化反應(yīng)，生成更毒的光氧化產(chǎn)物。部分揮發(fā)性有機(jī)物對(duì)臭氧層有破壞作用，如氯氟碳化物（CFCs）和氯氟烴等。揮發(fā)性有機(jī)物類物質(zhì)都直接或間接對(duì)人體或環(huán)境造成不良影響。
（4）累積性
有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，在揮發(fā)性有機(jī)物污染土壤中的一些難降解有機(jī)物（通常是5、6環(huán)化合物），至今仍大量存在于土壤中。由于土壤對(duì)化學(xué)物質(zhì)的吸附作用，揮發(fā)性有機(jī)物將在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)緩慢釋放。從土壤環(huán)境中揮發(fā)出的揮發(fā)性有機(jī)物濃度并不一定很高，但經(jīng)過長(zhǎng)期低劑量釋放，也可以在人體中逐日累積，由量變到質(zhì)變，最終對(duì)人體健康造成極大威脅。
（5）多樣性
揮發(fā)性有機(jī)物并非單一的化合物，它由900多種有機(jī)物組成，不同地點(diǎn)、不同時(shí)間在土壤中所測(cè)得的揮發(fā)性有機(jī)物組分也是不相同的。由于各有機(jī)化合物混和共存，它們之間存在的協(xié)同及頡頏等作用，使得此類土壤污染變得更加復(fù)雜多樣。研究表明，在各單一揮發(fā)性有機(jī)物組分濃度都低于限制濃度時(shí)，揮發(fā)性有機(jī)物的總濃度達(dá)到一定值，仍會(huì)對(duì)人體造成傷害。尤其是多種揮發(fā)性有機(jī)物混和存在，其危害程度將大大增加。同時(shí)，揮發(fā)性有機(jī)物組成的多樣性，也加大了此類污染土壤修復(fù)的難度。
02
揮發(fā)性有機(jī)物污染土壤修復(fù)技術(shù)研究
土壤修復(fù)技術(shù)通常可以分為工程修復(fù)和生物修復(fù)兩大類，但由于揮發(fā)性有機(jī)物的上述污染特性，國(guó)外主要采用工程修復(fù)技術(shù)對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物污染土壤進(jìn)行修復(fù)。本文闡述的下列適用于揮發(fā)性有機(jī)物污染土壤工程修復(fù)技術(shù)，在具體技術(shù)的選用時(shí)，不僅需考慮污染物的物理化學(xué)特性，同時(shí)還需因地制宜，充分考慮各項(xiàng)具體技術(shù)的適用條件、投資概算、運(yùn)行成本及成熟程度等因素。
（一）熱解吸技術(shù)
熱解吸技術(shù)是一項(xiàng)新型的非燃燒土壤異位物理修復(fù)技術(shù)，多用于能夠熱分解的揮發(fā)性有機(jī)污染物如石油污染。加熱溫度范圍通常在200～600℃，可以通過紅外線輻射、微波和射頻等方式產(chǎn)生熱量。在國(guó)內(nèi)外一些工程實(shí)踐中，利用管道輸入水蒸氣，打井引入地?zé)岬确绞絹砑訜嵬寥�，污染物變�(yōu)闅鈶B(tài)揮發(fā)去除，處理效果良好。Aresta等利用熱解吸技術(shù)和催化氫化技術(shù)聯(lián)合修復(fù)多氯聯(lián)苯污染土壤。研究表明，在足夠的時(shí)間和適宜的溫度下，多氯聯(lián)苯的處理效率達(dá)到99%以上，連續(xù)運(yùn)行12h的修復(fù)效率可達(dá)100%。美國(guó)海軍工程服務(wù)中心采用熱氣抽提系統(tǒng)在154℃下修復(fù)油類污染土壤，總石油烴濃度由4700mg/kg降至257mg/kg，去除率達(dá)95%。
（二）光降解技術(shù)
光降解技術(shù)是目前研究較為活躍的揮發(fā)性有機(jī)物處理方法之一，主要有土壤表層直接光解、土壤懸浮液光解、溶劑萃取與光降解聯(lián)合處理、光催化氧化等。土壤表層的直接光解應(yīng)用較廣泛，適用于處理水溶性低、具強(qiáng)光降解活性的化學(xué)物質(zhì)。李智冬等利用模擬可見光照射土壤樣品，分析了土壤中的初始含油量、土壤類型、pH對(duì)石油在土壤表面光降解過程的影響。
（三）土壤淋洗技術(shù)
土壤淋洗技術(shù)主要用于處理化學(xué)吸附在土壤微�？紫都爸車膿]發(fā)性有機(jī)污染物，既可以原位修復(fù)，又可以異位修復(fù)。其運(yùn)行方式有單級(jí)淋洗和多級(jí)淋洗2種。淋洗液可以是清水，也可以是無機(jī)溶液（堿、鹽）、有機(jī)溶液和螯合劑、表面活性劑、氧化劑及超臨界CO2流體。土壤淋洗技術(shù)主要通過淋洗液溶解液相、吸附相或氣相污染物和利用沖淋水力帶走土壤孔隙中或吸附于土壤中的污染物。鞏宗強(qiáng)等用植物油淋洗受多環(huán)芳烴污染的土壤，去除率達(dá)90%以上，殘留在土壤中的植物油可在幾天內(nèi)被降解。
近幾年來，主要用表面活性劑作為淋洗液來修復(fù)受揮發(fā)性有機(jī)物污染的土壤。有關(guān)研究表明，使用多種表面活性劑進(jìn)行連續(xù)的土壤清洗，去除效果往往要優(yōu)于使用單一表面活性劑。生物表面活性劑由于具有高度特異性、良好的生物降解性和生物適應(yīng)性而具有廣泛的應(yīng)用前景。這類生物表面活性劑可為微生物提供碳源且更易被生物降解。Grigiskis等研究了生物表面活性劑和化學(xué)表面活性劑清洗油污染土壤的效果，發(fā)現(xiàn)用生物表面活性劑作淋洗劑時(shí)的修復(fù)效果是用化學(xué)表面活性劑作淋洗劑時(shí)的1.5倍。
（四）生物修復(fù)技術(shù)
生物修復(fù)技術(shù)是在生物降解的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型的污染土壤修復(fù)技術(shù)。它是傳統(tǒng)的生物處理方法的發(fā)展。生物修復(fù)技術(shù)不僅能夠處理其他技術(shù)難以應(yīng)用的污染場(chǎng)地，而且可以同時(shí)處理受污染的土壤和地下水，處理效果好，費(fèi)用低，對(duì)環(huán)境影響小，不破壞植物生長(zhǎng)所需要的土壤環(huán)境，但所需修復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)、易受污染物類型限制。一般來說常用的生物修復(fù)技術(shù)包括微生物修復(fù)、植物修復(fù)、動(dòng)物修復(fù)三大類。
03
總結(jié)
隨著石油和化工工業(yè)的發(fā)展，土壤揮發(fā)性有機(jī)污染正在不斷擴(kuò)大。對(duì)污染土壤進(jìn)行處理，使其在較短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用，是亟待解決的問題。生物修復(fù)技術(shù)由于低成本、無污染、高效率的優(yōu)點(diǎn)而得到較快的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。為了能夠更經(jīng)濟(jì)、有效地修復(fù)揮發(fā)性有機(jī)物污染土壤，需要聯(lián)合使用多種技術(shù)，發(fā)揮各自優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到最佳的修復(fù)效果。目前，我國(guó)對(duì)揮發(fā)性有機(jī)污染土壤修復(fù)的研究仍處于模擬試驗(yàn)階段，還未找到一套可用于現(xiàn)場(chǎng)的、修復(fù)費(fèi)用低、效率高、可操作性強(qiáng)的技術(shù)和工藝。今后，仍需深入研究揮發(fā)性有機(jī)污染土壤的修復(fù)技術(shù)。
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