微修复技术在典型化工污染土壤中的应用

2022-02-12张凡艾思含

化工管理 2022年36期

关键词：化工抗生素污染物

张凡,艾思含

(1.湖北博识信环境工程技术有限公司，湖北武汉 430000；2.湖北衡平环境评价有限公司，湖北武汉 430000)

0 引言

近年来我国城市化进程不断加快，为我国化工产业带来了新的机遇与挑战，也对我国的环境产生了极大的负面影响。其中，土壤污染问题是当前发展过程中的突出问题。对此，化工领域必须更进一步地研究和推广微修复技术，为自身谋求更大的发展空间[1]。

1 化工污染土壤的微修复技术概述

微生物修复是当下处理土壤污染问题的有效措施之一，对进一步提升土壤修复质量和效率有着积极的作用。从其应用的角度来看，主要是针对自身存在的或后期形成的功能微生物群，在符合条件的情况下，能够有效加强微生物的代谢功能，通过这样的方式，最大化降低有毒污染物的活性，实现科学、高效、安全的修复。与此同时，微修复技术相比于传统的物理和化学修复技术，更加具备高效率、低成本、非破坏、绿色化、适用广等特点，已成为污染土壤生物修复技术的重要组成部分和主力军。

伴随着化工企业的数量增多和规模扩大，化工企业存在不规范作业的现象仍然存在，产生了大量的污染物质和有毒物质，导致土壤污染问题较为普遍，甚至威胁着人民的生命财产安全。对此，我国已开始研发并应用微修复技术，在一定程度上改善了土壤污染现状。

化工污染具有危害性大、危及范围广的特点，传播途径较为直接，通常是通过大气、水、土壤或食物链等传播。基于此，我国一方面要积极对污染土壤进行科学有效的综合治理，做好日常的修复与保养工作；另一方面应不断优化微修复技术，积极完善技术体系，提高修复率，切实满足当下化工污染土壤修复的需求，从而促进我国化工产业的可持续发展，提升经济效益和社会效益。

2 典型化工污染土壤

2.1 抗生素污染土壤

抗生素是一种非常重要的药物，能对人体起到较强的预防与保护作用。但是在实际应用中，抗生素的吸收是一大难题，很难被精确控制，且极其容易出现部分抗生素遗留的问题，进而引发土壤污染，对环境造成极大的负面影响。近些年来，随着抗生素的广泛应用，其排放量也呈现出不断增长的趋势，从某种意义上来说，抗生素已经成为一种新型污染物，这将非常不利于土壤安全。一般来说，污染场地的抗生素浓度较高多与有机肥料的不合理使用和污水的随意排放有着直接联系，且随着时间的积累，抗生素对土壤的污染还会不断加重。

与此同时，氯霉素作为抗生素的一种，非常具有典型性和代表性，在传染病的治疗方面有着显著的优势，特别是对病原菌能起到良好的抑制作用。但是氯霉素具有较强的毒副作用，必须避免长时间的持续使用。一旦使用不当，很容易导致土壤中的氯霉素日益增多，加大土壤修复的复杂性和难度。

2.2 硝基酚污染土壤

硝基酚是一种重要的化工原料，其应用范围十分广泛。从硝基酚的特性来看，其具有较强的毒性且不易降解，对土壤的肥力和代谢活性造成了影响，从而对我国的环境造成了极大的负面影响。当前硝基酚已被列为优先污染物。近些年来，随着我国修复技术研究力度的不断加大，MW辐射修复技术逐渐成为我国常用的一种土壤修复技术，主要是通过科学合理的控制水分比例来去除土壤中的硝基酚，效果显著，大大提高了修复效率，被广泛应用[2]。

2.3 重金属铬污染土壤

在众多微量金属元素中,铬会对环境造成较严重的污染,其存在的形态有三价、六价两种。其中，铬的三价形态可以满足基本的应用需求，但是铬的六价形态具有一定的毒性。因此必须采用科学合理的方式使用铬，并根据铬的不同存在形态来治理该类型的土壤污染。

3 污染土壤的物理化学修复技术

3.1 电动修复技术

物理修复主要是利用一些物理方法，或者是一些与物理相关的工程措施，有效减少土壤中的重金属浓度，达到降低污染程度的目的。而电动修复技术作为物理修复中的一个重要组成部分，主要是通过施加电流形成一定的电压梯度，使土壤中的污染物质在电压梯度的刺激下被带到电极两端，从而修复污染土壤。在此过程中，该技术的修复效果受电场强度、电极强度、电极布置的影响相对较大，因此具有很大的不确定性和不稳定性。目前，电动修复技术作为一种新兴技术，被大力推广。电动修复技术的优点主要表现在不需要投入化学药剂，修复过程具有安全性与环保性的特点，适用范围十分广泛，操作简单。一方面能够大大降低成本，另一方面能有效避免二次污染问题。但是，电动修复技术也面临着一些不足，主要表现在其应用时间相对较短，依然具有一些局限性，在去除电荷缺乏的非极性有机物时，其效果尚不佳，有待进一步研究与完善。目前，国外科研人员已经研发了多种土壤电动修复技术，如：Lasagna 技术、Electro-KleanTM电动分离技术，并成功应用于污染土壤的修复。总之，该技术具有很强的竞争力，在保障土壤的肥力和代谢活性方面有着重要作用，同时也极大地避免了修复过程中污染物的转移，有助于更好地保护环境和人类健康[3]。

3.2 固定化技术

固定化技术又称稳定化技术，具有预防污染和降解污染物质的功效，对污染物质的释放和土壤的修复有着重要的作用。该技术通过将特殊添加剂与污染土壤相混合，经过物理、化学或热力学过程来降解污染物。固定化技术的应用离不开粘结剂，其中，水泥作为一种粘结剂应用得最广泛。固定化技术的优点主要表现在处理复杂金属废弃物的效果较好，具有良好的稳定性和低毒性，且成本相对较低，对设备没有很高的要求。污染物埋藏深度、土壤pH值以及有机质含量等因素都会对该技术的应用造成不同程度的影响，必须根据具体问题具体分析。因此，我们在选择污染土壤微生物修复技术的过程中，应综合考虑不同修复方法的特点，结合污染物的类型和污染程度进行科学选择，这点是至关重要的，旨在最大化地保障修复技术的效果，切实提高修复质量和效率。

3.3 透水性反应墙技术

透水性反应墙技术最先兴起于西方发达国家，是一种原位被动修复技术。反应墙的安装位置很特殊，通常安装在地下蓄水层中垂直于地下水流方向的地方。污染地下水在自身水力梯度作用下流经反应墙时，会与墙体中的活性材料发生物理、化学反应，从而达到去除污染物的效果。反应墙可以分为连续墙系统和烟囱门系统，而根据渗透墙的数量，烟囱门系统又可分为单通道系统和多通道系统，多通道系统又可以分为并联与串联。与此同时，从透水性反应墙的优点来看，突出表现在应用范围广且活性介质消耗慢[4]，缺点在于成本较高，这与其成本和造价有着密切的关系。

4 典型化工污染土壤的微修复技术研究

土壤微修复技术是当前解决化工土壤污染问题的有效手段之一。现阶段，随着我国加大对土壤污染修复的研究力度，土壤微修复技术也得到了进一步发展，同时仍具有一定不足，还有着较大的改善空间。

4.1 微修复技术存在的不足

当前污染土壤微修复技术主要包括物理技术与化学技术两大类，这二者的特点、功能不一，且适用范围存在较大的差异性，但都能起到良好的处理效果。因此在应用微修复技术的过程中，必须充分考虑到技术的适用范围和使用限制，在两大类技术间进行科学合理的选择，从而更好地解决实际问题，切实提升修复质量和效率。与此同时，物理技术与化学技术本身具有一定的差异性，二者的协同性与交融性较差，且由于土壤中的污染物各式各样，种类繁多，会极大影响到微修复技术的实际效果，导致两大类技术的优势难以最大程度发挥出来[5]。

4.2 应对措施

针对上述问题，首先，要具体问题具体分析，充分考虑到土壤修复的实际需求，科学合理地选择最佳处理技术，这是做好土壤修复工作的前提。其次，不断致力于技术的创新与优化，积极引进新思想、新理念，构建一个完整的技术体系，实现化工污染土壤的科学、高效、合理的处理，最大化保障和促进土壤的保护和可持续性发展，避免二次污染，保障我国化工领域的可持续性。

4.3 微修复技术的发展方向

现阶段土壤污染问题的依然严重，微修复技术具有巨大的发展空间。我国对土壤微修复技术的研究起步相对较晚，依然存在诸多不足，虽然目前已经在生物材料、降解途径、修复技术三方面取得了突破性的进展，修复案例大大增加，但是距离理想化的修复成效依然存在一定的差距，未能切实满足当下的实际需求。与此同时，当前与微修复技术相关的很多研究仍处于实验模拟阶段，尚未实际投入应用，且没有形成一个统一、科学的修复技术体系。我国的土壤微修复技术仍需要进一步提升，充分考虑我国国情，在发展化工产业、保证经济效益的同时，应进一步注重环境效益，科学有效地平衡好化工生产与土壤保护之间的关系，做好污染土壤修复工作。

当前，微修复技术引发的二次环境污染问题较为普遍，尽可能减少或者避免二次环境污染问题是当前微修复技术发展的一个重要方向。近年来，生态“三围”阻控技术受到了社会各界的广泛关注，其能科学有效地控制与处理污染物，是我国现阶段发展过程中的一项巨大的突破。我国必须进一步加大技术研究力度，有针对性地加强对土壤的保护，切实解决治理土壤污染过程中的棘手问题。与此同时，基于现阶段土壤污染问题的严重性，全方位、多层次、多角度地完善和优化为修复技术势在必行。此外，随着我国城市化进程不断加快，我国一些化工企业在实际发展过程中存在一定的盲目性，国家需要对其加强管理，切实解决化工领域的各类纠纷，引导化工产业不断优化自身结构。总而言之，污染土壤微修复技术面临的既是机遇，也是挑战，任务艰巨，相关领域必须加大重视程度和研究力度，主要以预防为主，重点防治土壤问题为主线，进一步完善和优化技术，不断发现问题、分析问题和解决问题，从而更好地为解决土壤问题提供保障。