楊升洪，饒健(云南省生態(tài)環(huán)境廳駐保山市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，云南 保山 678000)

0 引言

現(xiàn)階段，我國(guó)部分地區(qū)土壤及地下水遭受有機(jī)污染現(xiàn)象十分嚴(yán)重，這給該區(qū)域的居民日常飲食、居住、生活等構(gòu)成了明顯的安全威脅。導(dǎo)致土壤及地下水中的有機(jī)污染物產(chǎn)生的來(lái)源主要有兩種，一種是在自然狀態(tài)下自然生產(chǎn)的有機(jī)污染物。一般來(lái)講，自然界中存在的地質(zhì)連接層，這一連接層會(huì)長(zhǎng)期和地下水相接觸，自然而然就會(huì)產(chǎn)生各種各樣的有機(jī)污染物，這些污染物中最主要成分為腐殖酸，它們存在的時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)于土壤造成的污染就愈發(fā)嚴(yán)重[1-2]。另外一種則是來(lái)自于人類(lèi)活動(dòng)過(guò)程中所帶來(lái)的有機(jī)污染物。這類(lèi)污染物不僅分布廣，而且形成原因十分復(fù)雜。比如在石油開(kāi)采和原油運(yùn)輸過(guò)程中的石油泄漏現(xiàn)象所產(chǎn)生的污染、或者一些生產(chǎn)型企業(yè)不遵守規(guī)定胡亂排放污水也會(huì)導(dǎo)致土壤和地下水出現(xiàn)有機(jī)污染[3-4]。近些年以來(lái)，各地環(huán)保部門(mén)都在致力于修復(fù)遭受有機(jī)污染的土壤及地下水生態(tài)系統(tǒng)。因此，物理、化學(xué)和生物等多種污染修復(fù)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，其中，化學(xué)修復(fù)和生物修復(fù)技術(shù)因其產(chǎn)生的二次污染較少、成本低廉且清潔效率較高等優(yōu)勢(shì)，在清潔土壤和地下水中有機(jī)污染物方面受到廣泛歡迎。

1 化學(xué)修復(fù)

1.1 有機(jī)污染土壤的化學(xué)修復(fù)

目前，對(duì)土壤中有機(jī)污染物進(jìn)行化學(xué)修復(fù)的過(guò)程中使用的方法主要是土壤淋洗技術(shù)，包括表面活性劑淋洗和助溶劑淋洗兩種類(lèi)型。前者主要使用吐溫80、磺基硫拍酸二己酷鈉等，而后者主要使用水、甲醇、正戊醇等。在修復(fù)過(guò)程中，化學(xué)清洗劑的自身屬性、土壤吸收污染物和清洗劑的能力都會(huì)影響到最終的修復(fù)效果。但在通過(guò)使用一些表面活性劑去處理有機(jī)污染化合物時(shí)，它的親水性以及可利用性都能得到明顯提高，因此在對(duì)有機(jī)污染土壤進(jìn)行化學(xué)修復(fù)時(shí)，經(jīng)常會(huì)選擇使用這類(lèi)表面活性劑?，F(xiàn)如今，市面上流通的用于修復(fù)污染土壤的表面活性劑類(lèi)型眾多，但在進(jìn)行實(shí)際修復(fù)工作中，如何選用何種表面活性劑進(jìn)行修復(fù)，還是要科學(xué)依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行確定。例如，在選用價(jià)格合適的活性劑的同時(shí)還應(yīng)具備良好的生物降解能力，以及較小的表面張力和較低的臨界膠束濃度。經(jīng)研究證明，在對(duì)遭受有機(jī)污染的土壤進(jìn)行修復(fù)時(shí)，動(dòng)植物和微生物中的天然表面活性劑對(duì)于處理土壤中有機(jī)污染物的效果更為顯著，而且這種活性劑更加容易被降解，因此發(fā)展前景更為廣闊。

1.2 有機(jī)污染地下水的化學(xué)修復(fù)

1.2.1 有機(jī)黏土法

有機(jī)黏土法主要是通過(guò)向地下水中加入人工合成的有機(jī)黏土，通過(guò)黏土自身具備的吸附作用，在進(jìn)入地下水層后，它會(huì)將有機(jī)污染物吸附到自身從而達(dá)到清潔地下水中有機(jī)污染物的目的。具體過(guò)程主要為：首先在蓄水層中加入表面活性劑，在該區(qū)域中能夠形成一個(gè)有機(jī)粘土礦區(qū)域，然后使得該區(qū)域逐漸具備一定的吸附能力以攔截可能進(jìn)入到地下水層中的有機(jī)污染物，防止它對(duì)地下水帶來(lái)污染。最后，通過(guò)利用該活性劑的吸附作用，這些有機(jī)污染物將會(huì)聚集在這個(gè)區(qū)域里面，緊接著就可以進(jìn)行下一步的降解富集，從而徹底清除這些污染物。

1.2.2 電動(dòng)力化學(xué)修復(fù)技術(shù)

電動(dòng)力化學(xué)修復(fù)技術(shù)的原理是把電極插入受污染水體中，使其能夠產(chǎn)生自身的電解場(chǎng)，因?yàn)殡妶?chǎng)的作用，水體中的原有原子會(huì)跟著電場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，這會(huì)把污染物集中到一個(gè)區(qū)域，更便于集中降解。而此時(shí)，電極表面會(huì)發(fā)生電解反應(yīng)，水體中會(huì)產(chǎn)生大量氧氣，出現(xiàn)這種情況后將會(huì)大大提高其對(duì)有機(jī)污染物的降解速度。從相關(guān)研究結(jié)果中可以看出，該項(xiàng)修復(fù)技術(shù)在即時(shí)修復(fù)這方面更加適用，而且它不會(huì)受到土壤深度的干擾，因此該技術(shù)也可用于土壤水層及氣層。并且由于該項(xiàng)技術(shù)的安裝和操作過(guò)程較為簡(jiǎn)單，所以一經(jīng)問(wèn)世便得到了許多國(guó)家的廣泛使用。但是這項(xiàng)技術(shù)現(xiàn)階段還存在一些不完美之處，需要在之后的研究中進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化和改進(jìn)。

2 生物修復(fù)

2.1 有機(jī)污染土壤的生物修復(fù)

在對(duì)受到有機(jī)物污染的土壤進(jìn)行生物修復(fù)時(shí)，主要是通過(guò)植物和微生物對(duì)該土壤進(jìn)行修復(fù)，而且，生物修復(fù)技術(shù)有機(jī)污染土壤中最為重要的一項(xiàng)技術(shù)，因其二次污染小且修復(fù)效率高在土壤修復(fù)技術(shù)中具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

2.1.1 植物修復(fù)

植物修復(fù)技術(shù)主要是利用植物可以忍耐和超量吸收許多的化學(xué)元素這一特性，或者利用某些植物、根際微生物可以對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行吸收、過(guò)濾、降解、固定等作用從而使污染物可以降解轉(zhuǎn)化為無(wú)毒物質(zhì)，從而凈化環(huán)境。經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)證明，和其他修復(fù)技術(shù)相比較，植物修復(fù)技術(shù)主要是利用植物可以萃取、揮發(fā)和降解污染物來(lái)進(jìn)行土壤修復(fù)，而且它具有低成本、高效率的優(yōu)勢(shì)，它不會(huì)產(chǎn)生場(chǎng)地破壞和環(huán)境擾動(dòng)情況，同時(shí)還會(huì)大大提高土壤的肥力，增加有機(jī)質(zhì)的含量。但該技術(shù)還存在一定缺點(diǎn)，它的土壤修復(fù)深度低，周期長(zhǎng)，而且對(duì)于污染場(chǎng)地和環(huán)境也有較高的要求。

2.1.2 微生物修復(fù)

這個(gè)方法實(shí)際上就是將微生物放入土壤里面，利用微生物的降解作用將土壤中本身含有的有毒有害污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)毒物質(zhì)。它也可以通過(guò)加入外源性降解微生物，或者強(qiáng)化土壤中的微生物來(lái)實(shí)現(xiàn)。在20世紀(jì)70年代，一些國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始使用生物修復(fù)技術(shù)，通過(guò)在污染地下水或土壤中注入微生物以及優(yōu)勢(shì)菌種，以達(dá)到降解污染物的目的。經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明，該項(xiàng)技術(shù)同樣不會(huì)帶來(lái)二次污染，且成本更低、操作方法更為簡(jiǎn)便，而且該技術(shù)的降解效率更高，污染物基本上可以全部被氧化，基本上可以完全消除污染物。比如，在含有石油烴類(lèi)、衍生物高濃度的有機(jī)污染土壤中使用微生物修復(fù)技術(shù)都可以取得不錯(cuò)的效果。但是該項(xiàng)技術(shù)所需要的修復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)，并且對(duì)使用環(huán)境要求很高，在具體應(yīng)用中，研究人員應(yīng)該對(duì)有機(jī)土壤污染的溫度、pH值、營(yíng)養(yǎng)狀況以及土壤濕度等進(jìn)行全面分析，以保證選擇微生物修復(fù)技術(shù)的合理性。

2.1.3 植物-微生物修復(fù)

顧名思義，該方法就是將植物修復(fù)和微生物修復(fù)技術(shù)相結(jié)合的方法來(lái)對(duì)污染土壤進(jìn)行修復(fù)。因?yàn)楦叩戎参飼?huì)生產(chǎn)出各種各樣的酶和有機(jī)酸，這些物質(zhì)中的部分微生物將會(huì)為受到有機(jī)物污染的土壤補(bǔ)充許多營(yíng)養(yǎng)成分，這將會(huì)大大加快微生物的繁殖速度，這些源源不斷產(chǎn)生的微生物將會(huì)通過(guò)植物的葉片將空氣中的氧氣傳送到植物的根部，并將氧氣輸送到植物根部周?chē)毖醯膮^(qū)域，在根部四周產(chǎn)生一個(gè)充滿氧化物的環(huán)境，從而利用這些好氧微生物對(duì)土壤內(nèi)部的有機(jī)污染物進(jìn)行吸收分解。

2.2 有機(jī)污染地下水的生物修復(fù)

通常情況下，在使用生物修復(fù)技術(shù)來(lái)清理地下水中的污染物時(shí)，經(jīng)常會(huì)使用的方法主要包括有機(jī)黏土法、生物反應(yīng)器法、生物注射法、抽取地下水系統(tǒng)和回注系統(tǒng)相結(jié)合法。一般來(lái)說(shuō)，由于污染物的情況都不盡相同，所以使用哪種方法更加合適還是要結(jié)合實(shí)際污染情況來(lái)決定。生物反應(yīng)器法的主要原理是先把地下水回抽到地面，隨后在反應(yīng)設(shè)備中對(duì)污染地下水進(jìn)行處理；而生物注射法相反，它主要是利用壓強(qiáng)將空氣注入到存在地下水污染物的地方，從而讓地下水下部進(jìn)行生物降解活動(dòng)以清潔有機(jī)污染物；與此相比，有機(jī)黏土法的明顯優(yōu)勢(shì)則是可以控制地下水遷移；相較而言，使用抽取地下水系統(tǒng)和回注系統(tǒng)相結(jié)合的方法不僅所需花費(fèi)成本更低，而且它所需時(shí)間也極其短暫，是目前在修復(fù)地下水污染中相對(duì)來(lái)說(shuō)效率更高的一種方法，已經(jīng)得到了廣泛使用。除此之外，相關(guān)研究已經(jīng)表明，生物修復(fù)技術(shù)除了可以在正常環(huán)境下使用，還可以發(fā)生在厭氧條件下，修復(fù)范圍非常廣闊，但該項(xiàng)技術(shù)還存在很多的不足。例如該項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用中會(huì)受到污染物質(zhì)本身屬性以及修復(fù)環(huán)境中的空氣、營(yíng)養(yǎng)和能量物質(zhì)的限制，這些問(wèn)題還需要長(zhǎng)期的研究來(lái)改善。雖然生物修復(fù)技術(shù)目前還有很多需要完善的方面，但它在處理地下水有機(jī)污染物方面仍具有明顯優(yōu)勢(shì)，相信它在未來(lái)將會(huì)有更為顯著的應(yīng)用前景及優(yōu)良效果。

3 結(jié)語(yǔ)

近些年來(lái)，世界上許多國(guó)家工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，使得地下水及土壤中的有機(jī)物污染現(xiàn)象越發(fā)突出，他們已經(jīng)慢慢開(kāi)始將研究重點(diǎn)放在土壤及地下水有機(jī)污染的修復(fù)工作中來(lái)，并且給予這方面越來(lái)越多的關(guān)注。其中，化學(xué)修復(fù)和生物修復(fù)技術(shù)因其具有使用成本低、凈化效率高、產(chǎn)生污染較少等優(yōu)點(diǎn)，許多國(guó)家和地區(qū)在進(jìn)行有機(jī)物污染修復(fù)時(shí)會(huì)優(yōu)先選用這兩種技術(shù)，并且在這方面的研究中也取得了一定的成就，但總的來(lái)說(shuō)，這兩種技術(shù)都還存在許多的不足和需要提升的地方。雖然使用化學(xué)和生物修復(fù)技術(shù)在一定程度上大大節(jié)約了成本，但這兩種修復(fù)技術(shù)在修復(fù)過(guò)程中受到的影響因素較多，相對(duì)來(lái)說(shuō)環(huán)境對(duì)于修復(fù)的影響因素較大，研究者應(yīng)該將研究重點(diǎn)放在對(duì)于復(fù)雜環(huán)境體系尋找如何快速進(jìn)行定量污染檢測(cè)的方法，注重將兩種修復(fù)技術(shù)相結(jié)合，因地制宜，充分考慮到實(shí)際應(yīng)用情況，滿足當(dāng)?shù)匚廴拘迯?fù)需求。