土壤中揮發(fā)性有機物分析方法研究

沈冬君 張萍萍

摘要：近年來，隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，人們對資源的需求不斷增大。人們?yōu)榱酥\求經(jīng)濟利益開始破壞生態(tài)環(huán)境。濫砍濫伐、大量排放廢棄物、對礦石過度開采等行為嚴重改變了土壤本身的化學和物理結(jié)構(gòu)，而這些改變往往是不可逆的。眾所周知，土壤的表面具有肥力，是一個可供植物生長的疏松表層，而且這個具有肥力的疏松表層只有2m左右。因此，如果土壤受到污染，就會對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成嚴重影響。我國作為人口大國，同時也是糧食出口大國，如果糧食產(chǎn)量具有較大波動，對我國的影響將十分嚴重。此外，廢棄物、放射性物質(zhì)、化肥以及農(nóng)藥的排放都會對土壤中的營養(yǎng)成分造成影響，進而影響土壤的凈化、儲水能力。因此，在促進經(jīng)濟發(fā)展的同時，我國還要注重對土壤的保護。土壤保護已經(jīng)是當前環(huán)境保護工作的重中之重?；诖?，本文通過對大量資料的查閱以及實驗分析，總結(jié)了幾種關(guān)于土壤中揮發(fā)性有機物的分析方法，以供各位學者參考。

關(guān)鍵詞：土壤;揮發(fā)性有機物;處理分析

中圖分類號：X83 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）08-0-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.08.109

Analytical method for volatile organic compounds in soil

Shen Dongjun， Zhang Pingping

（Ecological and Environmental Monitoring Center of Chongqing， Chongqing 401147，China）

Abstract： In recent years， with the rapid development of the economy， peoples demand for resources has increased. People began to destroy the ecological environment in order to seek economic benefits. Deforestation， large discharges of waste， and excessive mining of ore severely alter the chemical and physical structure of the soil itself， and these changes are often irreversible. It is well known that the surface of the soil is fertile and is a loose surface for plant growth， and this fertile loose surface is only about 2 meters. Therefore， if the soil is contaminated， it will have a serious impact on agricultural production. As a country with a large population and a large country for grain exports， if Chinas grain output has large fluctuations， its impact on China will be very serious. In addition， the discharge of waste， radioactive materials， fertilizers and pesticides will affect the nutrients in the soil， which will affect the ability of soil purification and water storage. Therefore， while promoting economic development， China must also pay attention to the protection of the soil. Soil protection has become the top priority of current environmental protection work. Based on this， this paper summarizes several methods for the analysis of volatile organic compounds in soil through the review of a large amount of data and experimental analysis， for the reference of scholars.

Key words： Soil; Volatile organic compounds; Treatment analysis

在經(jīng)濟發(fā)展迅猛的當下，我國汽車數(shù)量與日俱增，對石油、天然氣等資源產(chǎn)生了非常大的需求。因此輸油管道、輸氣管道被鋪設在城市中的各個地點。但是由于管道在鋪設過程中的設計不合理、施工過程不嚴謹以及在鋪設后居民在管網(wǎng)上方違規(guī)建筑等行為，管道滲漏的現(xiàn)象頻繁發(fā)生。大量油類、腐蝕類物質(zhì)，其中包含大量的揮發(fā)性有機物滲入土壤，對土壤生態(tài)系統(tǒng)造成破壞，對土壤的影響是不可挽回的。揮發(fā)性有機物不同于其他類型的污染物，其所含的成分十分復雜，被譽為“自然環(huán)境中潛在危險性大、建議優(yōu)先控制的特殊污染物”。因此，面對土壤中揮發(fā)性有機物，如何發(fā)現(xiàn)并及時處理成為了關(guān)鍵問題。在本文中，筆者通過對大量資料的查閱以及實驗分析，總結(jié)了幾種關(guān)于土壤中揮發(fā)性有機物的分析方法，以供各位學者參考。

1 揮發(fā)性有機物的介紹

揮發(fā)性有機物又稱VOCs。通常情況下，揮發(fā)性有機物的標準沸點為小于260℃。脂肪烴、芳香烴、鹵代烴等都是揮發(fā)性有機物的一種，這些揮發(fā)性有機物在土壤中時常以固態(tài)、自由態(tài)、溶解態(tài)、揮發(fā)態(tài)等形式存在。長期滯留或擴散揮發(fā)在土壤中，并隨著時間的推移進入空氣或水中，進而對自然環(huán)境及人類的生命造成一定程度的威脅。有揮發(fā)性有機物具有不可逆、隱蔽、潛伏期長等特點，可以在土壤層中長期潛伏，影響土壤中的營養(yǎng)成分。

2 揮發(fā)性有機物的分析方法

隨著時代的發(fā)展，人們的自然環(huán)境保護的意識越來越強，開始關(guān)注土壤中揮發(fā)性有機物的治理。歐美國家在土壤中揮發(fā)性有機物處理領域已經(jīng)投入了大量的資金和人力，以實現(xiàn)污染土壤的修復。在長期的摸索與實踐中，目前已經(jīng)形成了一整套對于揮發(fā)性有機物處理的技術(shù)。這些技術(shù)不僅包括物理處理與化學處理，還包括生物處理。由于單一形式的處理方法難以實現(xiàn)對土壤中揮發(fā)性有機物的分析，因此有關(guān)人員通常采用多種方式相結(jié)合來進行分析。

2.1 物理、化學修復方法

在對土壤中揮發(fā)性有機物的修復方法中，物理、化學法是最傳統(tǒng)、最常用的方式。這兩種方法具有操作簡單、修復時間短、適用范圍寬泛等特點，但其也容易產(chǎn)生二次污染且處理過程需要高額費用，還會對土壤本身及土塘中的微生物系統(tǒng)造成破壞。物理、化學處理方法主要通過熱解吸技術(shù)、CSP法、換土法、土壤氣相抽提技術(shù)、焚燒法、土壤淋洗技術(shù)等方式實現(xiàn)。

2.2 光降解技術(shù)

光降解方式是我國目前處理土壤中揮發(fā)性有機物研究中較為積極的方法之一。土壤表層直接光解、光催化氧化、壤懸浮液光解、土溶劑萃取與光降解聯(lián)合處理都屬于光降解處理技術(shù)的方法。由于土壤表層較薄，受到太陽光照射的時間較長，因此有助于光降解方式的應用。這種方式除了需要大量陽光照射外，還可用于處理強光降解、水溶性較低的活性化學物。我國有學者通過建立模型分析了在光降解情況下土壤中的初識含油量、pH值、土壤類型等。通過研究發(fā)現(xiàn)，土壤的含油量與光降解方式的效率成反向相關(guān)。

2.3 土壤淋洗技術(shù)

土壤淋洗技術(shù)是一種處理土壤中化學吸附的微粒以及微粒周圍的土壤恢復性有機物的方法。這種方法不僅可以對土壤進行原位修復，也可以進行異位修復。土壤淋洗方式處理土壤中的揮發(fā)性有機物主要通過單級淋洗和多級淋洗兩種方式進行。這種處理方式中的淋洗液可以選擇清水，也可以使用無機溶液，如鹽、堿等，或者使用有機溶液、表面活性劑、螯合劑等。近年來，表面活性劑主要用于修復被揮發(fā)性有機物所污染的土壤。根據(jù)相關(guān)資料顯示，使用不同成分的表面活性劑對土壤進行連續(xù)清洗，效果遠高于使用單一的表面清洗劑。目前，在我國生物表面活性劑的應用較為廣泛，主要是因其具有較強的生物降解性、適應性及高度特異性等特點，能夠使土壤中微生物所產(chǎn)生的碳源更容易被降解。

2.4 生物修復技術(shù)與微生物修復技術(shù)

生物修復技術(shù)是由生物降解技術(shù)發(fā)展而來的一種新型土壤污染處理技術(shù)。生物修復技術(shù)相較于生物降解技術(shù)而言，不僅能夠應用于復雜的土壤環(huán)境中，還可以對土壤和地下水進行同時處理。生物修復技術(shù)不僅處理費用低、效果好，而且對環(huán)境造成的影響微乎其微。在處理過程中對植物的生長環(huán)境不會造成破壞，同時也減少了人為操作對自然生態(tài)系統(tǒng)的破壞。

微生物修復技術(shù)在我國處理揮發(fā)性有機物領域是一種非常成熟的技術(shù)。初期的微生物修復技術(shù)是由生物修復演變而來的。微生物修復技術(shù)對土壤中揮發(fā)性有機物可以進行原位、異位或者原位-異位聯(lián)合的修復。

綜上所述，隨著時代的變遷，人們思想覺悟不斷提高，在發(fā)展經(jīng)濟的同時更加注重環(huán)境保護，尤其是對土壤的保護。石油化工領域的不斷發(fā)展，對土壤安全存在隱患，迫使人們越來越重視揮發(fā)性有機物的處理。短時間、高效率的污染處理是目前急需解決的問題。在本文中，筆者簡單介紹了土壤中揮發(fā)性有機物的含義，并對其處理的方法進行了介紹與分析，但現(xiàn)階段，我國對處理土壤中的揮發(fā)性有機物仍處于探索模擬階段，現(xiàn)場、高效、實操性強、費用低廉的處理技術(shù)還有待研究，今后，土壤揮發(fā)性有機物的處理仍需專家學者投入大量精力進行研究。

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收稿日期：2019-03-08

作者簡介：沈冬君（1987-），女，漢族，研究生，工程師，研究方向為分析化學。