土壤与地下水污染修复技术的应用研究

2023-01-05褚可成

黑龙江科学 2022年16期

关键词：场址土壤环境污染物

褚可成，陈锷

(甘肃省环境监测中心站，兰州 730020)

土壤及地下水污染问题是人们关注的焦点。土壤与地下水污染降低了局部地区生活环境质量。需全面分析土壤及地下水污染物特性，结合污染变化趋势，选择合理的整治修复手段，确保土壤环境和地下水环境得到净化，维护生态系统稳定运行，保障人们健康安全[1]。

1 土壤及地下水污染物特性

1.1 蒸汽压

物质处于液态或固态时极易存在部分脱离其而挥发的蒸汽，蒸汽造成的压力即为蒸汽压。蒸汽压较高的物质具有较高的挥发性，应明确产生重要影响的多个因素。一般来说，小分子有机物蒸汽压较高。环境因素也能产生一定的影响，如高温会将物质的蒸汽压进一步提升。多环芳香族及高碳素有机物等实际的蒸汽压较低，约是10-8atm，如果蒸汽压大于这一数值则属于高挥发性。土壤中常见的二氯乙烯和苯等都可通过气解的方式去除。

1.2 溶解度

溶解度较高的污染物往往会在地下水中快速移动，若是出现污染则会短时间扩散。加油站常见污染物-甲基叔丁基醚就会在短时间内移动数百米。对于溶解度较高的污染物，运用抽水处理方式可获得理想效果。如果是溶解度较低的污染物，则应考虑其他处理方式或联合抽水处理[2]。

1.3 生物分解速率

生物分解速率为污染物质在环境中通过微生物分解作用而被降解的基本速率，微生物分解速率较高，说明相应物质极易被微生物分解，可以判断该污染物对人体或动物影响不大。多数污染物的生物分解速率不高，尤其是重金属类，需要根据实际需求选择对应方法，避免对人体和动植物生存构成威胁。污染物质的生物分解速率会因为场址环境条件差异存在着明显不同，可对现场情况加以剖析，由此评估生物整治方案是否可行，规划整治成效和所需经费等[3]。

1.4 重金属

相较于一般有机污染物来说，重金属难以利用普通的整治手段，还需全面分析重金属特性，了解其对土壤和地下水环境的影响程度，使治理更具成效。

2 土壤与地下水污染修复要点

要在分析区域环境、了解水文地质特征及明确污染范围的基础上采取行动，这样才能达到净化和处理效果，使土壤环境更加理想，地下水污染得以防治。

2.1 分析区域环境

想要让土壤和地下水污染问题得到有效处理，应结合区域环境加以分析，明确修复治理是否会对周边居民造成影响。如果抽取地下水，势必会影响周边居民的正常生活，还会因为区域性水位下降损坏居民房舍。若是使用空气注入的修复治理措施，可能会使污染物进入居民地下室，使生活空间受到影响。不管采取何种修复和治理措施，都要结合区域情况详细判断，明确场址所在地的形态，尽可能的将整治设备放置于不会影响交通的位置，还需考虑其他建筑物和地下管线的情况[4]。

2.2 了解水文地质特征

土壤及地下水污染修复应了解相关要点和关键问题，采取适宜的对策推进工作进程，保证收获良好的效益目标。污染场址与水文特征都是需要重点分析的对象，其与实际的治理效果密切相关。土层构造上，如果是透水性相对理想的砂层，会给污染物的传输创造条件，以致于扩大污染范围。面对这样的情况，可以选择土壤气体抽除及空气注入等手段，以保证土壤及地下水污染物得到清理。对于透水层较差的地层则不能使用该手段，需要根据具体需求针对性选择。实际修复治理阶段，必须要全面分析地下水水流方向和枯水位等指标，设计整治系统时应考虑如何规避污染物随地下水而持续扩散。

2.3 明确污染范围

污染场地范围和污染程度是需要重点考虑的指标，这是决定整治技术实效的关键。如果面积较小但污染严重的重金属污染土壤，可以适当挖除部分，这种方式经济有效。如果是面积较大的地下水污染问题，则无法使用该方法，可以选择抽出处理办法。污染程度的差异决定着不同的整治修复方案，若是面对油品污染问题，地下水面极易出现浮油，可以通过抽除办法回收浮油，全部回收完毕后，再利用生物整治方案和抽气系统等进行处理。高污染区范围及污染源地区应重视积极科学的整治方案，范围较小的情况下可优先考虑经济实用的措施，以提升整治修复效益。

3 土壤与地下水污染修复技术的应用

面对土壤与地下水污染问题，应积极应用合理的修复技术，结合污染场址及污染范围加以判断，确保采用的举措发挥实际作用，充分体现修复治理成效。

3.1 生物修复技术

生物修复的重点是通过微生物分解污染物的机制将污染问题加以处理，以达到净化土壤环境和地下水环境的目的。生物修复技术包括生物通气法、地井法和堆肥法等，要掌握基本参数和标准。应判断区域中有多少碳供微生物可利用，分析营养源成分及数量，测量微生物摄氧率并计算分解速率。生物通气法和生物气体注入法的区别是前者运用于未饱和土壤中抽气，后者则是在饱和含水层中注入空气，使地下水溶解氧明显增加，加快生物分解[5]。

3.2 热处理技术

热处理技术应用范围广泛，涉及热裂解、热脱附、焚化法。焚化法根据炉床形式差异可细化出多种方法，通常用于有害物质处理的是流动床式和旋转窑床式，这两种手段去除率较为理想，可以保证有害物质的有效清除。实际运用中，可结合土壤环境和地下水污染状态进行分析，若是受污染程度严重，需慎重考虑不同的热处理技术，判断地下水环境及土壤状态，避免产生二次污染问题。

3.3 物理化学处理技术

运用技术手段时，可以联合不同场址情况加以分析，对治理主体加以判断，以便达到最佳的治理实效，使土壤和地下水环境得到有效维护。物理化学处理技术多元化，相较于热处理形式更加丰富，应结合土壤污染程度和地下水污染状态慎重选择。

3.3.1 萃取法

萃取法是将污染物从介质中及时取出，配合相应的处理手段，使治理成效更理想。萃取过程可以使用临界流体、空气和蒸汽等不同形式，结合有效性和经济性等指标详细分析。评估因子涉及蒸汽压、溶解度和阳离子交换容量等。运用相关技术手段时，必须要结合区域环境情况加以分析，明确干扰性因素，通过适宜的手段完善治理过程，使效益目标顺利实现[6]。

3.3.2 氧化/还原法

土壤环境关系着动植物生存，地下水是受污染较为严重的主体，应明确科学的治理办法和修复技术，通过适宜的路径推进基本工作。对污染物氧化或还原，可以将污染物加以破坏，达到理想的净化效果。常见的氧化方式有紫外线、臭氧与过氧化氢等，在土壤和地下水污染治理中，这些方式可联合使用，以保证治理和修复效果更加理想。还原方式主要是以脱氧为基本目标，可选择的手段有限，零价铁、锌为还原剂，属于相对可靠的方式，实际效果突出。

3.3.3 现地处理法

考虑到部分区域的特殊情况，可能涉及较大的范围，如果采取传统的挖取或抽出方式效果不佳，甚至会影响土壤地质和水环境，所以需要运用其他手段，如现地处理法。目前较常使用的物理化学手段包括空气注入、蒸汽注入及土壤淋洗等，但是考虑到污染场地的环境极为复杂又缺少可靠的设计评估流程，导致其应用受阻。