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        石油污染土壤修復(fù)研究進(jìn)展

        2018-01-12 11:51:50劉隴
        智富時(shí)代 2018年12期
        關(guān)鍵詞:土壤修復(fù)研究進(jìn)展

        劉隴

        【摘 要】工業(yè)革命以來(lái),石油污染業(yè)已成為土壤環(huán)境問(wèn)題的重要影響因素,對(duì)于地球生態(tài)環(huán)境及人類生產(chǎn)生活有著極大的影響。本文擬對(duì)石油污染土壤修復(fù)問(wèn)題的研究進(jìn)展情況進(jìn)行分析,以期為推動(dòng)相關(guān)研究工作提供有價(jià)值的參考。

        【關(guān)鍵詞】石油污染;土壤修復(fù);研究進(jìn)展

        對(duì)于人類的生產(chǎn)活動(dòng)乃至自然界的存在與發(fā)展來(lái)說(shuō),土壤都是重要且基礎(chǔ)的自然資源,直接關(guān)系到地球生態(tài)的穩(wěn)定與發(fā)展。然而,隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,石油等能源資源的開(kāi)采給地球生態(tài)造成了巨大的影響,特別是在土壤污染方面,石油的危害愈發(fā)顯得嚴(yán)重,污染面積也越來(lái)越大,直接危及可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略實(shí)施。基于此,本文就目前的石油污染土壤修復(fù)技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)綜述,以期為土壤污染修復(fù)研究提供一些參考。

        一、石油烴污染土壤的物理修復(fù)技術(shù)

        物理修復(fù)技術(shù),指的是依據(jù)物理學(xué)的相關(guān)原理,將石油烴污染物從受到污染的土壤中分離出來(lái),從而對(duì)土壤進(jìn)行修復(fù)的技術(shù)。其主要包括土壤置換、氣相抽提、萃取洗脫等。

        1.土壤置換法:是將污染土壤通過(guò)機(jī)械手段從污染場(chǎng)地移除,并填充以新鮮土壤的修復(fù)技術(shù)。土壤置換法較為單調(diào),且修復(fù)過(guò)程需要投人大量人力、物力和財(cái)力。該技術(shù)一般只適用于污染核心區(qū)超高濃度污染土壤的處理或者緊急事件小面積污染場(chǎng)地的處理,如天津“8·12”事故中爆炸核心區(qū)的場(chǎng)地修復(fù)。

        2.氣相抽提法:是去除非飽和區(qū)土壤中揮發(fā)性有機(jī)物的有效手段,通過(guò)注入井向滲流區(qū)注入空氣,同時(shí)利用抽提井產(chǎn)生低壓環(huán)境,使得土壤中存在于油相、溶解相以及吸附相的有機(jī)污染物揮發(fā)到氣相中,并經(jīng)抽提井收集到地面尾氣處理裝置中進(jìn)行回收或處理。

        3.化學(xué)萃取技術(shù):是一種利用溶劑將污染物從被污染的土壤中萃取后去除的技術(shù)。在采用溶劑萃取之前,現(xiàn)將污染土壤挖掘出來(lái),并將大塊雜質(zhì)、石塊等分離,然后將土壤放入一個(gè)具有良好密封性的萃取容器內(nèi),土壤中的污染物與化學(xué)溶劑充分接觸,從而將有機(jī)污染物從土壤中萃取出來(lái),濃縮后進(jìn)行最終處置(焚燒或填埋)。該技術(shù)取得成功的關(guān)鍵是要求浸提溶劑能夠很好地溶解污染物,但其本身在土壤環(huán)境中的溶解較少。常用的化學(xué)溶劑有各種春蕾或液態(tài)烷烴,以及超臨界狀態(tài)下得水。

        二、石油烴污染土壤的化學(xué)修復(fù)技術(shù)

        化學(xué)修復(fù)方法是利用化學(xué)反應(yīng)原理和工程技術(shù)將土壤中的污染物分解成無(wú)毒小分子,從而達(dá)到土壤修復(fù)的目的。其一般適用于高濃度污染場(chǎng)地的處理,主要的修復(fù)技術(shù)包括化學(xué)氧化、等離子體降解和光催化降解等;

        1.化學(xué)氧化法:化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)是通過(guò)向污染土壤中加入化學(xué)氧化劑,利用氧化劑和污染物之間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)土壤中污染物的降解。

        2.等離子體降解:等離子體是由大量離子、電子、原子、分子以及未電離的中性粒子組成的宏觀上呈電中性的集合體。近幾年,等離子體作為一種新型技術(shù)被運(yùn)用到環(huán)境領(lǐng)域。由于在電離產(chǎn)生等離子體過(guò)程中能夠產(chǎn)生大量活性物質(zhì)如O3、H202、自由基(·0H)等,從而創(chuàng)造一種強(qiáng)氧化環(huán)境,將處于電離場(chǎng)中的有機(jī)物進(jìn)行氧化分解。

        3.光催化降解:是當(dāng)半導(dǎo)體材料吸收的光能大于或等于半導(dǎo)體禁帶寬度時(shí),電子由半導(dǎo)體的價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶上產(chǎn)生高活性電子e。同時(shí),在原來(lái)的價(jià)帶上形成1個(gè)空穴h+。產(chǎn)生的空穴具有極強(qiáng)的氧化性(即獲取電子的能力),可以與水作用形成羥基自由基(·OH),從而直接將有機(jī)物降解為小分子物質(zhì)。

        三、石油烴污染土壤的生物修復(fù)技術(shù)

        生物修復(fù)技術(shù)研究開(kāi)始于20世紀(jì)80年代中期,到20世紀(jì)90年代有了成功應(yīng)用的實(shí)例。根據(jù)污染土壤生物修復(fù)主體的不同,分為微生物修復(fù)、植物修復(fù)和動(dòng)物修復(fù)3種,其中以微生物修復(fù)與植物修復(fù)應(yīng)用最為廣泛。污染土壤的生物修復(fù)技術(shù)與其他修復(fù)技術(shù)相比,有著許多優(yōu)點(diǎn),如技術(shù)成本低、對(duì)環(huán)境影響小、能使地表長(zhǎng)期穩(wěn)定、可在清除土壤污染的同時(shí)清除污染土壤周圍的大氣和水體中的污染物,從而有利于改善生態(tài)環(huán)境。可以說(shuō),目前石油污染土壤修復(fù)的研究方向,基本都指向生物修復(fù)技術(shù)。

        一是植物修復(fù)技術(shù)。從植物的生理、栽培、遺傳的角度進(jìn)行研究,篩選能超量積累污染物的植物;改善植物吸收性能,發(fā)掘高效污染修復(fù)植物;開(kāi)展植物修復(fù)的機(jī)理研究,探索有效修復(fù)污染環(huán)境的植物修復(fù)技術(shù);應(yīng)用分子生物學(xué)和基因工程技術(shù),鑒定和克隆抵抗重金屬或降解有機(jī)污染物的植物基因,通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)創(chuàng)造一批新的植物品種,培育轉(zhuǎn)基因植物,從而構(gòu)建出高效去除污染物的植物;其他,如污染物在植物體系中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律、植物—微生物體系的作用規(guī)律、植物物種的搭配、工程設(shè)計(jì)規(guī)范及工程治理標(biāo)準(zhǔn)等,也是使植物修復(fù)技術(shù)最優(yōu)化的重要研究。

        二是微生物修復(fù)技術(shù)。運(yùn)用分子生物學(xué)、遺傳學(xué)和基因工程等新理論、新技術(shù)分離和選育高效降解菌,培育基因工程菌,增強(qiáng)它們對(duì)污染物的降解能力,是提高土壤微生物修復(fù)效果的研究熱點(diǎn);通過(guò)工程化措施,利用土著、外源微生物或基因工程菌進(jìn)行污染土壤的生物修復(fù);基于微生物的復(fù)合修復(fù):微生物—土壤物理改良、微生物—化學(xué)活化、微生物—?jiǎng)游?、微生物—植物、甚至于微生物—植物—?jiǎng)游锏榷嗌w的系統(tǒng)組合研究。

        四、結(jié)束語(yǔ)

        石油污染土壤的修復(fù)是一項(xiàng)系統(tǒng)性的復(fù)雜工程,其中涉及的因素非常多,單純地依靠某一項(xiàng)或者某一種技術(shù),難以真正實(shí)現(xiàn)土壤的徹底恢復(fù)。因此,在土壤修復(fù)實(shí)踐中,要研究探索將物理、化學(xué)、生物技術(shù)進(jìn)行充分地融合,對(duì)石油污染進(jìn)行綜合治理,才能夠有效實(shí)現(xiàn)土壤的修復(fù)和再利用。

        【參考文獻(xiàn)】

        [1]黃榮霞,周際海,袁穎紅,等.石油污染土壤修復(fù)研究進(jìn)展[J].南昌工程學(xué)院學(xué)報(bào),2016,35(3):48-54.

        [2]藺昕,李培軍,臺(tái)培東,等.石油污染土壤植物-微生物修復(fù)研究進(jìn)展[J].生態(tài)學(xué)雜志,2006,25(1):93-100.

        [3]劉五星,駱永明,王殿璽.石油污染場(chǎng)地土壤修復(fù)技術(shù)及工程化應(yīng)用[J].環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù),2011,23(3):47-51.

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