張晶晶

（山西省運(yùn)城生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，山西 運(yùn)城 044000）

0 引言

當(dāng)今社會(huì)，人類(lèi)生產(chǎn)和生活對(duì)化學(xué)品的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，尤其是對(duì)苯胺類(lèi)及其衍生物的應(yīng)用越來(lái)越多，主要應(yīng)用在農(nóng)藥、塑料、醫(yī)藥等行業(yè)。苯胺類(lèi)及其衍生物的使用導(dǎo)致其殘留在土壤中，甚至滲透至地下水中，嚴(yán)重影響人們的身體健康[1-2]。傳統(tǒng)針對(duì)土壤中的苯胺類(lèi)物質(zhì)主要采用物理或化學(xué)方法進(jìn)行處理，雖然這些方法具有見(jiàn)效快、效率高的優(yōu)勢(shì)，但是其會(huì)對(duì)地下水和大氣造成二次污染且費(fèi)用較高[3-4]。鑒于此，本文將以對(duì)土壤中苯胺類(lèi)及其衍生物的檢測(cè)為基礎(chǔ)，采用植物修復(fù)對(duì)土壤中的苯胺類(lèi)物質(zhì)進(jìn)行消除。

1 苯胺類(lèi)物質(zhì)的檢測(cè)方法研究

針對(duì)土壤中有價(jià)化合物的檢測(cè)主要以定量和定性分析為主，最為常用的檢測(cè)方法為色譜檢測(cè)法，包括有氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用法、液相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用法、毛細(xì)管電泳法等[5-6]。針對(duì)土壤中苯胺類(lèi)物質(zhì)的檢測(cè)需求，本文采用氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用法進(jìn)行檢測(cè)。其所采用的核心儀器為氣相色譜儀，具體型號(hào)為VARIAN，對(duì)應(yīng)的技術(shù)參數(shù)如表1 所示。

表1 VARIAN 氣相色譜儀技術(shù)參數(shù)

氣相條件如下：氣相由氬氣和空氣組成，二者體積比為9∶1；氣相流速為40 mL/min，氣相溫度為285 ℃。為保證對(duì)土壤中苯胺類(lèi)檢測(cè)的準(zhǔn)確性，需要對(duì)土壤進(jìn)行預(yù)處理，然后再對(duì)其進(jìn)行測(cè)定。其中，在對(duì)土壤進(jìn)行預(yù)處理時(shí)重點(diǎn)對(duì)樣品進(jìn)行萃取、濃縮和純化操作，將土壤樣品中干擾測(cè)試精度的物質(zhì)剔除，以保證最終的測(cè)試精度和準(zhǔn)確度。具體預(yù)處理流程如下：

1）將待檢測(cè)的土壤放置陰涼處并風(fēng)干，將土壤中的植物的殘留物和礫石去除，并通過(guò)4 mm 的尼龍篩進(jìn)行篩選；

2）將上述篩選的土壤均分為兩等份，其中一份通過(guò)2 mm 尼龍篩進(jìn)行二次篩選，主要用于對(duì)土壤pH值和含水率的測(cè)定；另外一份樣本通過(guò)0.25 mm 的尼龍篩進(jìn)行兩次篩選，對(duì)其中的苯胺類(lèi)含量進(jìn)行測(cè)定。

將第兩份樣本做好標(biāo)準(zhǔn)溶液后采用氣相色譜儀進(jìn)行測(cè)定，并將測(cè)定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)圖譜進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)圖譜和相關(guān)計(jì)算公式得出苯胺類(lèi)物質(zhì)的含量。

2 土壤中苯胺類(lèi)物質(zhì)的修復(fù)

2.1 試驗(yàn)方法

作為芳香胺類(lèi)物質(zhì)的代表性物質(zhì)，針對(duì)苯胺類(lèi)物質(zhì)的處理可采用物理吸附法、化學(xué)氧化法、超聲波/電化學(xué)降解法以及新型技術(shù)等方法[7]。本文將重點(diǎn)采用植物修復(fù)方式對(duì)土壤中的苯胺類(lèi)物質(zhì)進(jìn)行修復(fù)，所選用的修復(fù)植物為冰草植物，具體修復(fù)效果通過(guò)試驗(yàn)組和對(duì)照組兩組的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。具體如下：

對(duì)照組：土壤上不種植冰草，并在該土壤上澆灌苯胺類(lèi)污水，對(duì)8 個(gè)月內(nèi)土壤中苯胺類(lèi)物質(zhì)的變化趨勢(shì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)；

試驗(yàn)組：在土壤上種植冰草植物，在該土壤上澆灌苯胺類(lèi)污水，對(duì)8 個(gè)月內(nèi)土壤中苯胺類(lèi)物質(zhì)的變化趨勢(shì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

本次試驗(yàn)所選擇土壤場(chǎng)地的面積為1 216 m2，并將其平均劃分為5 等份；其中，1#、2#和3#場(chǎng)地為試驗(yàn)組；4#為對(duì)照組；5#為邊界區(qū)域，該區(qū)域的主要功能是消除各個(gè)區(qū)域土壤差異性所引來(lái)的誤差。在8 個(gè)月的試驗(yàn)過(guò)程中，在每個(gè)場(chǎng)地每次澆灌苯胺類(lèi)污水的的量為0.004 6 mg/L，每周澆灌次數(shù)為5 次，保證每次澆灌苯胺類(lèi)污水相對(duì)均勻。

2.2 試驗(yàn)樣品的采集

參照《土壤環(huán)境檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》在現(xiàn)場(chǎng)采用系統(tǒng)布點(diǎn)法對(duì)土壤和冰草的樣品進(jìn)行采集。其中，將每片試驗(yàn)場(chǎng)地平均劃分為四塊，并在每塊中央點(diǎn)對(duì)土壤進(jìn)行采集，為保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，采集地下0.25 m、0.50 m和0.75 m 深的土壤3 份。冰草樣品的采集與土壤樣品的采集應(yīng)在同一時(shí)間段內(nèi)完成，主要對(duì)冰草的莖葉、穗以及根等部位進(jìn)行采集。

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，最終共采集到試驗(yàn)土壤樣品183 份，冰草植物95 份。

除了對(duì)土壤和冰草植物進(jìn)行采集外，還需對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的水樣進(jìn)行采集。水樣的采集主要應(yīng)在污水澆灌期間進(jìn)行分時(shí)段采集[8]。在對(duì)污水開(kāi)始澆灌時(shí)進(jìn)行首次采集，在澆灌中間時(shí)期進(jìn)行二次采集，在澆灌結(jié)束后進(jìn)行三次采集；每次采集均需在固定的時(shí)間段內(nèi)完成。具體取樣方法如下：將所采集的水樣置于固定的容器內(nèi)，要求所采集水樣的體積占據(jù)存儲(chǔ)容器容積的80%左右，對(duì)每次水樣采集完成的容器進(jìn)行標(biāo)記。為避免對(duì)水樣測(cè)試結(jié)果的影響，將存儲(chǔ)水樣的容器在取樣前連續(xù)沖洗2～3 次，將容器中的沉積物處理干凈后塞上瓶塞，便于后期運(yùn)輸。針對(duì)水樣的存儲(chǔ)采用硬質(zhì)棕色的廣口玻璃瓶。

3 植物對(duì)土壤中苯胺類(lèi)物質(zhì)的修復(fù)對(duì)比

對(duì)所采集的土壤樣本中苯胺類(lèi)物質(zhì)的含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)應(yīng)不同土壤深度中苯胺類(lèi)物質(zhì)的含量進(jìn)行對(duì)比，包括對(duì)照組和試驗(yàn)組，對(duì)比結(jié)果如圖1 所示。

圖1 對(duì)照組和試驗(yàn)組中不同深度土壤中苯胺類(lèi)物質(zhì)的含量對(duì)比

如圖1 所示，T25 為深度為0.25 m 土壤樣品；T50為深度為0.50 m 土壤樣品；T75 為深度為0.75 m 土壤樣品。綜合對(duì)比圖1 中的數(shù)據(jù)得出如下結(jié)論：

1）對(duì)照組和試驗(yàn)組土壤中苯胺類(lèi)物質(zhì)的含量從10 月份以后急劇下降，一方面是由于從10 月份開(kāi)始停止?jié)补啾桨奉?lèi)污水；另一方面是由于土壤中的微生物對(duì)苯胺類(lèi)物質(zhì)的適應(yīng)能力增強(qiáng)，從而提高對(duì)苯胺類(lèi)物質(zhì)的降解能力。

2）在對(duì)照組中，在深度為0.25 m 土壤中苯胺類(lèi)物質(zhì)的含量最高，在深度為0.75 m 土壤中苯胺類(lèi)物質(zhì)的含量最低。在試驗(yàn)組中，在深度為0.50 m 土壤中苯胺類(lèi)物質(zhì)的含量最高，其次為深度為0.25 m 的土壤，在0.75 m 深度土壤中的苯胺類(lèi)物質(zhì)最低。

其中，在0.50 m 深度土壤中的苯胺量最低且小于對(duì)照組，說(shuō)明冰草植物可對(duì)苯胺類(lèi)物質(zhì)進(jìn)行吸收，或者冰草植物可以加劇土壤中微生物對(duì)苯胺類(lèi)物質(zhì)的降解?？偟膩?lái)講，土壤中種植冰草植物可以增加其中的有機(jī)碳含量，從而強(qiáng)化對(duì)土壤中苯胺類(lèi)物質(zhì)的吸附作用，進(jìn)而阻止了苯胺類(lèi)物質(zhì)向下一層土壤中遷移。

4 結(jié)論

土壤中的苯胺類(lèi)物質(zhì)及其衍生物不僅會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，而且還會(huì)滲透至地下水或者下一層食物鏈中。因此，對(duì)土壤中苯胺類(lèi)物質(zhì)及其衍生物的消除尤為重要。傳統(tǒng)針對(duì)土壤中的苯胺類(lèi)物質(zhì)主要采用物理或化學(xué)方法進(jìn)行處理，雖然這些方法具有見(jiàn)效快、效率高的優(yōu)勢(shì)；但是，其會(huì)對(duì)地下水和大氣造成二次污染且費(fèi)用較高。因此，本文提出采用冰草植物對(duì)土壤中的苯胺類(lèi)物質(zhì)及其衍生物進(jìn)行修復(fù)，并對(duì)修復(fù)效果進(jìn)行研究。

1）首先，以氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用法可對(duì)土壤中的苯胺類(lèi)物質(zhì)含量進(jìn)行測(cè)定，為后續(xù)準(zhǔn)確評(píng)估苯胺類(lèi)物質(zhì)的修復(fù)效果奠定基礎(chǔ)。

2）通過(guò)構(gòu)建對(duì)照組和試驗(yàn)組兩組場(chǎng)地研究了冰草植物對(duì)土壤中苯胺類(lèi)物質(zhì)的修復(fù)效果，經(jīng)對(duì)比得知：土壤中種植冰草植物可以增加其中的有機(jī)碳含量，從而強(qiáng)化對(duì)土壤中苯胺類(lèi)物質(zhì)的吸附作用，進(jìn)而阻止了苯胺類(lèi)物質(zhì)向下一層土壤中遷移。