有机物污染土壤修复方法介绍

韩兰兰，钟　辉

（成都理工大学 材料与化学化工学院，四川 成都　610000）

有机物污染土壤修复方法介绍

韩兰兰，钟辉

（成都理工大学 材料与化学化工学院，四川 成都610000）

土壤中有机污染物种类繁多，强烈的疏水性，与土壤结合紧密不易被微生物降解，在食物链中易堆积且具有潜在的致癌风险，使得土壤中有机物污染的修复成为大家关心的热点。文章主要介绍溶剂萃取、化学氧化、电动力修复、生物修复、植物修复法、热解法在修复土壤中的有机污染物方法。

土壤；有机污染物；修复；技术

随着工业和农业的迅速发展，环境污染问题日益严重。欧盟针对废物的排放、环境空气质量、大气污染、水体保护制定了严格的法律法规。随着科技的快速发展，化工业、焦炭业、木材厂、炼油厂、农业及运输业的迅速发展造成的土壤污染问题日益严重。近年来，大家对土壤污染给予越来越多的关注。

1　土壤污染的主要来源

（1）重金属污染。土壤中重金属来源于各种各样的渠道，其中包括大气沉降、污水灌溉、工业固体废物堆放不当、采矿活动和使用农药和化肥等。污染物中包含具有生物毒性的金属如：Hg、Cd、Pb、Cr、As等；也包含只对特定生物具有毒性的金属，如：Zn，Cu，Ni，Sn，V等。随着经济的发展土壤中重金属的种类和含量不断增加，重金属不易被降解，在食物链中易累积严重威胁着人类身体健康，成为学者和大众关注的问题。修复重金属污染土壤的主要方法有：物理法、化学法（化学浸出、化学固定、电动力修复、vitrify technology）、生物修复法（植物吸收、微生物降解、动物吸收降解）。

（2）有机物污染。土壤中有机污染物（HOCs）常包含石油烃、多氯联苯、多环芳烃（PAHs）、多氯二苯和一些难以降解的农药。有机物的疏水性使其具有潜在的毒性，致癌性，生物有效性弱，易在食物链中积累，土壤中的有机污染然成为关注的热点。合成有机化合物种类的多样性及用途的广泛性，使得有机物污染来源广泛，如食品的生产和保鲜、工业制造，以及人类和动物医疗保健均有大量有机污染物产生，这迫使研究者在土壤有机污染修复上做了大量工作，接下来将简要介绍土壤中有机污染物修复方法。

2　土壤有机物修复方法介绍

2.1物理化学修复方法

（1）溶剂清洗。溶剂清洗土壤是一种用单一溶剂或多种溶剂混合物萃取土壤中的有机污染物非原位修复法。常采用溶剂有：水与其他溶剂的混合溶液、共溶剂、表面活性剂。近年来溶剂的无毒性和生物有效性成为众多学者关注的问题，大量研究提出用环糊精（CDs）和植物油等作为无毒萃取溶剂。

土壤清洗——水+有机溶剂/共溶剂。水与有机溶剂共同作用萃取土壤中的PAHs等污染物，学者已经做出大量研究，常采用一种或多种有机溶剂与去离子水混合萃取或清洗土壤中的污染物，文献中提到的有机溶剂有：乙醇、丙醇、三氯甲烷、环己烷、戊烷、丙酮、甲苯 、石油醚等。有机污染物释放到土壤后，会发生吸附、挥发、氧化、溶解、生物降解、生物体内富集等迁移过程。土壤中有机污染物主要吸附在土壤有机质（SOM）和非水相液体中。然而土壤有机质与有机污染物紧密结合影响着有机污染物的毒性和生物有效性。

溶剂清洗——表面活性剂。表面活性剂通常分为阳离子型、阴离子型、非离子型、两性表面活性剂。土壤清洗（SW）和土壤淋洗（SF）两种修复方法使用表面活性剂增强污染物从吸附的土壤中脱附出来。Ahn et al.提出的非离子性表面活性剂：Tween 40，Tween 80，Brij 30，Brij 35等萃取有机物污染的土壤。Zhou and Zhu提出尽管这些表面活性剂能够加强有机污染物从土壤中脱附出来，但是表面活性剂本身也是能够被土壤吸附。由于这些表面活性剂本身的毒性对土壤依然有污染作用，因此开发低毒表面活性剂迫在眉睫。K Urum等提出无毒性天然rhamnolipid表面活性剂清洗土壤，发现对污染物萃取率与有毒性的十二烷基酸钠相差不大。

溶剂清洗——CDs植物油。环糊精是一种可以从土壤中萃取PAHs等无毒且可以被生物降解的萃取剂。环糊精又包含ɑ——环糊精，β——环糊精，γ——环糊精等。有研究提出环糊精衍生物如：羟丙基——β——环糊精，甲基——β——环糊精对土壤有机污染物有较高的吸附效率。近年来土壤清洗剂的无毒高效成为学者热衷关注的话题。植物油是一种对亲油性有机污染然强吸附性的物质，因其无毒，低成本和生物可利用性成为备受关注的热点。在Gong et al.的研究中提出用葵花籽油萃取土壤中有机污染物，Pannu et al.提出用花生油作为萃取剂，均得出良好的修复效果。Gong et al.认为残留的植物油可以提供微生物生长环境，剩余的植物油可以被微生物降解，同时提高剩余污染物的生物可利用性，在该过程中活性炭起了至关重要的作用。

（2）土壤淋洗（Soil Flushing）。土壤淋洗是在受污染的土地上，通过添加萃取剂提高土壤中非水相有机污染物的流动性，加强污染物从土壤中脱附原位修复技术。土壤性质，污染物性质及饱和度严格制约该修复方法的有效性。土壤淋洗效果的差异性主要取决于选取萃取剂的不一样，必须根据实际污染情况选取。也有研究者用电动力和表面活性剂辅助土壤淋洗修复，这样取得较好的修复效果。

2.2化学氧化

化学氧化可用于修复有机物污染的土壤。氧化剂从常见的Fenton试剂与臭氧到不常见的过氧酸、高锰酸钾、过氧化氢和活性过硫酸钾钠。Flotron et al.在研究Fenton试剂解吸和降解土壤中的荧蒽时，虽然对污染物有很好的降解作用，但是在该过程中产生具有极强毒性的副产物。Kawahara et al.用Fenton试剂处理杂酚油污染的土壤，结果发现有机物种类反而增多。这表明Fenton试剂有可能只是初步修复，将难降解的污染物转化成分子量较小的化合物。

2.3光催化降解

光催化降解是在光照条件下利用光催化剂促进土壤中有机物的氧化反应。该项技术已广泛用于废水处理，也有学者将其应用于饱和烃污染土壤修复。Zhang et al.在使用紫外光照射下用TiO2作光催化剂降解土壤中的菲、蒽等有机物，发现该方法促进了有机物的降解。在过程中尽管产生了TiO2的多种衍生物，但对有机物的降解没有影响，土壤的pH在酸性条件下有利于对有机物的降解。

2.4电动力修复

电动力原位修复技术是在土壤两端添加电极产生低直流电，让污染物（重金属，放射性核素和部分有机污染物）移动至相反电极。在污染物移动的过程中电渗流起主要作用，因此需要提供溶解剂。常用的溶解剂有：表面活性剂（3%Tween 80，Igepal CA-720），共溶剂（20%n-butylamine），环糊精（10% HPCD）；实验所用的电压是在2.0 VCD/cm的周期性电压范围内。R.E.Saichek et.al在研究中发现阳极的pH影响荧蒽在高岭土中的溶解和迁移，两端电极的pH是电动力修复中需要关注的因素。

2.5微生物修复法

由于微生物修复成本低廉，在废水处理上受到广泛关注。土壤的物理化学性质，微生物条件将影响污染物的生物降解。微生物降解有机污染物的三种途径：有氧降解、无氧降解、厌氧降解。一些合成的化学物质生物可利用性差只有特定的微生物菌落和酶才对其起作用。已报道的微生物能够修复土壤中的多种有机化合物如卤化有机物、硝基芳香化合物、石油烃、多氯二苯或多氯联苯。微生物修复法由于其成本低廉，无毒受到青睐。

2.6植物修复法

植物修复法是一种原位生物修复技术。长久以来因其重金属有萃取，降解，隔离作用广受关注，直到1991年研究发现植物对土壤中有机物的降解有着重要作用，在修复有机物污染土壤中掀起热潮。植物庞大的根系能深入土壤中，与微生物有密切的关系，这些因素将影响植物修复法的有效性，植物的选择成为应用该方法的关键要素。

2.7热解法

热解法就是在温度辅助作用下分解或使污染物从土壤中挥发的修复方法，一般该过程需要在870～1200℃的高温下。美国EPA将路易斯安那州重杂酚油污染的土壤挖掘出来并送入高温模块化的焚烧厂。在该项目中PAH的浓度降低十倍，取得良好的修复效果。但该过程中不得不添加石灰或其他化学物质使得土壤中的水分完全移出；同时产生的HCl、SOx、NOx造成空气污染。

3　土壤有机污染物修复技术的发展趋势

尽管国内外已经开发出几十种物化和生物方法用于修复石油污染的土壤，但由于污染物和土壤本身性质的多样性使得每一种修复方法只能用于特定的修复场地。因此整合各种土壤修复技术，提高修复效率，减少土壤的二次污染是我们需要关注的问题。

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Introduction of Soil Organic M atter Pollution Repair M ethod

HAN Lan-lan，ZHONG Hui

（Materials and Chemical Engineering Department，Chengdu Technology University，Chengdu，Sichuan 610000，China）

Hydrophobic organic compound（HOCs）are carcinogenic micropollutants which are resistant to environmental degradation due to their highly hydrophobic nature.Concerns over their adverse health effects have resulted in extensive studies on the remediation of soils contaminated with HOCs.This paper aim to provide a review of the remediation technologies for HOCs contaminated soils.The technologiesdiscussedhereincludesolventextraction，chemicaloxidation，electrokinetic remediation，bioremediation，phytoremediation，thermal treatment.

soil；HOCs；remediation；technology

X53

A

2095-980X（2016）09-0162-02

2016-08-24

韩兰兰（1990-），女，四川成都人，主要研究方向：化学工程。