多环芳烃污染土壤化学氧化修复技术应用研究

周欣 张代荣 李萍

摘要：本文在分析了PAHs法污染土壤修复常用技术基础上，以化学氧化修复技术为例，结合案例，探讨了该技术在多环芳烃污染土壤修复中的应用，对打赢蓝天碧水净土保卫战具有积极的现实意义。

关键词：多环芳烃;化学修复技术;土壤污染;氧化法

中图分类号：X53 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）02-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.02.051

Abstract：Based on the analysis of the common technologies of PAHs polluted soil remediation， this paper takes chemical oxidation remediation technology as an example，and discusses the application of this technology in PAHs polluted soil remediation，which has positive practical significance for winning the battle of blue sky and clear water and clean soil.

Key words：PAHs;Chemical remediation technology;Soil pollution;Oxidation method

多环芳烃（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，简称 PAHs）是一类含有两个或以上苯环的碳氢化合物，具有致癌、致畸、致突变性。多环芳烃主要来自化石燃料及生物质燃料不完全燃烧以及工业工艺过程及泄漏事故等。多环芳烃具有疏水性，这一特点使其能够易吸附于固体颗粒和水体沉积物，从而得以在土壤中长期存在。且多环芳烃在动植物体内积累，随着大气可远距离迁移，环境危害及潜在威胁较大。因此，做好多环芳烃污染土壤修复，对打赢蓝天碧水净土保卫战具有积极的现实意义。

1 PAHs法污染土壤修复常用技术

1.1 物理修复技术

多环芳烃物理修复技术，是指利用各种物理方法将受PAHs污染的土壤中的有机物含量分离或去除。目前，物理修复PAHs污染土壤技术主要有超临界萃取、蒸汽抽提和热脱附技术等。物理修复技术在PAHs污染土壤中的应用，具有修复成本高，且物理法修复只是将土壤中的污染物进行了转移，并未实现土壤中的PAHs污染物真正的消除。因此，物理修复技术在PAHs污染土壤中的修复效果难以达到预期效果。

1.2 生物修复技术

生物修复技术包括微生物修复技术和植物修复技术，其中，前者主要是指在适宜环境背景下，将驯化的土著微生物或将特定降解效果的外源性微生物引入受PAHs污染土壤中，从而将土壤中的有毒有害物质降解成低毒或无毒;后者主要是指利用植物及其根部将受PAHs污染土壤中的污染物进行吸收、代谢、挥发、吸附或根际分泌物降解等，从而实现污染土壤中PAHs的转移、降解。生物修复技术成本低，处理效果好，但生物修复技术易受到土壤土质及土壤环境因素影响，在修复过程中产生的降解产物毒性甚至比原污染物毒性更高。

1.3 化学修复技术

化学修复技术是指利用化学物质氧化、还原、催化等性能，将受PAHs污染土壤中的污染物转化、降解为低毒、无毒物质。化学修复技术在受PAHs污染土壤修复應用中具有快速、彻底、经济和可靠等技术特点，使其在有机物或无机物污染修复中应用广泛，尤其是多环芳烃污染土壤分解、处理中占据重要地位。

2 化学氧化法技术种类及其特点

2.1 Fenton法

在Fe2+/H2O2中，在Fe2+催化作用下分解H2O2，产生（·OH）烃基自由基。烃基自由基具有很强的氧化能力和亲电子能力，能够将有机物分子氧化为CO2和H2O，具有反应速度快、操作简便、效率高、设备简单等优势。

2.2 高锰酸盐氧化法

利用高锰酸根离子与阳离子组成盐类，具强氧化性，广泛应用于受石油烃类污染的土壤修复中。这一方法修复效率高，但对高锰酸盐投加量要求严格，投加过少达不到预期修复效果，投加过量易造成土壤板结，污染地下水。

2.3 H2O2氧化法

H2O2作为一种强氧化剂，应用于受PAHs污染土壤修复，产生H2O和O2，对土壤酸碱度及土壤类型要求不高，广泛应用于大多数PAHs污染土壤修复。但也要注意该工艺处理受PAHs污染土壤修复时，H2O2溶液妥善存放，预防分解等问题。

2.4 类Fenton法

利用含铁针铁矿、磁铁矿等有机/无机材料，或Fe3+盐溶液替代Fenton试剂中使用的Fe2+分解H2O2，从而生成·OH。近年来，随着光、微波、电等辅助技术的应用，进一步促进了Fenton反应，又进一步衍生出光-Fenton法、微波-Fenton法、电-Fenton法等类Fenton法，修复受PAHs污染效果更好。与传统Fenton法修复PAHs相比，效果更好，拓展了活化H2O2反应pH值范围，但H2O2消耗量较大的问题应予重视。

2.5 O3氧化法

O3具有很强的氧化能力，能够去除有机污染物、无机污染物，常作为消毒剂，在不挥发性有机污染物和挥发性有机污染物处理方面潜力巨大。O3不仅可以利用其自身强氧化性直接氧化污染物，还可通过其分解所产生的·OH达到间接氧化污染物的效果。由于O3氧化电位高，在处理难降解有机物方面具有广泛应用前景。但是由于O3具有强腐蚀性，在修复过程中要注意选材的耐蚀性。此外，O3需要以土壤中的孔隙作为其流动及传递途径，以便污染物获得充分接触和反应。因此，O3在砂质类PAHs污染土壤修复效果更佳。

3 PAHs污染土壤修复中的案例分析——以化学氧化法为例

3.1 案例概况

某项目为生产油漆、涂料等有机化工品，2010年停产搬迁。根据用地规划，未来将作为商住用地，经前期现场勘察，发现该工厂遗留场地含有苯并芘、苯并蒽、苯并荧蒽、二苯并蒽等PAHs污染物。受污染的土壤约1.5万m3。

3.2 修复方法

根据场地污染物调查，经过修复技术工艺比选，决定采用异位化学氧化法修复。修复的工艺方法主要包括污染土壤预处理、加药筛分化学氧化处理、养护、验收、回填等。（1）清挖转运。根据场地受污染土壤修复规模，决定将该工厂受PAHs污染土壤分层分批次清挖，修复深度为2-3m，同步推进污染处理，并将清挖过程中产生的大块土壤破碎，降低粒径（控制在50mm以下），单独堆放，为土壤修复药剂混合做好准备。转运过程中需要对运输车辆进行密闭运输。（2）预处理。将预先配置的氧化剂与受PAHs污染土壤进行混合、搅拌，将污染土壤平铺成1m厚度长方形土体，依次添加适量活化剂（由挖掘机铺洒）和氧化剂（配成液体喷洒），利用专业筛分混合设备，实现土壤筛分、破碎和混合等功能。（3）养护。利用挖掘机等机械设备将预处理后的土壤迁移至养护区，要求土壤含水率>30%，土壤養护天数为3～5d。（4）验收。分批次（500m3）对受PAHs污染土壤修复养护样品进行检测验收，达标的由第三方验收、登记;未达标的继续进行二次加药修复，直至达标。（4）回填。验收合格后将修复后的达标土壤回填。

3.3 主要参数

根据该场地土壤现场调查，确定受PAHs污染土壤修复工艺相关氧化剂投加参数：生石灰活化剂，药剂规格为85%以上，投加比2～5%;过硫酸钠氧化剂，药剂规格为99%，投加比1%～2%。

3.4 修复结果

修复完成，经第三方检测机构对修复结果进行采样、检测、评估。结果如表1。均达到了修复目标。

4 结语

利用氧化剂的氧化性或氧化剂分解过程中产生的自由基强氧化性，从而达到破坏有机污染物分子结构，将毒性污染物降解为无毒或低毒物质。化学氧化法修复PAHs污染土壤具有污染物降解彻底、降解速度快的显著特点。

参考文献

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[2]付奕舒.多环芳烃污染土壤化学氧化修复及案例研究[J].绿色科技，2019（4）：88-89.

[3]冉宗信.土壤多环芳烃及其化学氧化修复技术研究进展[J]云南化工，2019（2）：33-35.

收稿日期：2020-01-07

作者简介：周欣（1987-），女，汉族，硕士研究生，中级工程师，研究方向为环境化学。