多環(huán)芳烴污染土壤化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)應(yīng)用研究

齊彩亞

摘 要 近年來(lái)，我國(guó)的污染問(wèn)題越來(lái)越受到重視，土壤化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)也越來(lái)越受到重視。本文在分析了PAHs法污染土壤修復(fù)常用技術(shù)基礎(chǔ)上，以化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)為例，結(jié)合案例，探討了該技術(shù)在多環(huán)芳烴污染土壤修復(fù)中的應(yīng)用，對(duì)打贏藍(lán)天碧水凈土保衛(wèi)戰(zhàn)具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞 多環(huán)芳烴;化學(xué)修復(fù)技術(shù);土壤污染;氧化法

引言

多環(huán)芳烴（PolycyclicAromaticHydrocarbons，PAHs）是指2個(gè)或2個(gè)以上苯環(huán)以線狀、角狀或簇狀排列組成的稠環(huán)化合物。PAHs是化工、制藥和焦化行業(yè)中普遍存在的、具有代表性的有毒有機(jī)污染物，有致癌、致畸、致突變的“三致”作用，其具有較強(qiáng)的疏水性，辛醇-水分配系數(shù)較高，很容易吸附于土壤顆?；蛲寥烙袡C(jī)質(zhì)，因此，土壤成為PAHs的主要載體。一旦土壤中所含有的PAHs類物質(zhì)過(guò)量，不能被土壤天然降解時(shí)，PAHs便會(huì)在土壤中不斷累積。對(duì)于PAHs，其苯環(huán)數(shù)量越多，越難被分解去除，因此，有效修復(fù)此類污染場(chǎng)地中PAHs成為目前需要解決的主要問(wèn)題。

1多環(huán)芳烴修復(fù)技術(shù)概述

目前PAHs污染土壤的修復(fù)技術(shù)主要為客土法、熱脫附法、生物通風(fēng)法、溶液浸提法、水泥窯協(xié)同處置法、生物修復(fù)法等，以上修復(fù)技術(shù)比較成熟，修復(fù)單位需參照實(shí)際工程進(jìn)度和資金水平進(jìn)行選定?；瘜W(xué)氧化法從技術(shù)成熟性、工期長(zhǎng)短和資金消耗綜合對(duì)比，作為異位修復(fù)較為常用。

2PAHs法污染土壤修復(fù)常用技術(shù)

2.1 物理修復(fù)技術(shù)

多環(huán)芳烴物理修復(fù)技術(shù)，是指利用各種物理方法將受PAHs污染的土壤中的有機(jī)物含量分離或去除。目前，物理修復(fù)PAHs污染土壤技術(shù)主要有超臨界萃取、蒸汽抽提和熱脫附技術(shù)等。物理修復(fù)技術(shù)在PAHs污染土壤中的應(yīng)用，具有修復(fù)成本高，且物理法修復(fù)只是將土壤中的污染物進(jìn)行了轉(zhuǎn)移，并未實(shí)現(xiàn)土壤中的PAHs污染物真正的消除。因此，物理修復(fù)技術(shù)在PAHs污染土壤中的修復(fù)效果難以達(dá)到預(yù)期效果。

2.2 化學(xué)氧化技術(shù)

化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)是通過(guò)向污染土壤中加入氧化劑，然后用設(shè)備進(jìn)行攪拌混合，利用氧化劑本身或所產(chǎn)生的自由基氧化污染物，使污染物轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸?、水等無(wú)害的或毒性更小的物質(zhì)，從而達(dá)到修復(fù)污染場(chǎng)地的目的。化學(xué)氧化處理技術(shù)具有處理時(shí)間短、效果好，費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)[1]。異位化學(xué)氧化是通過(guò)清挖，在攪拌設(shè)備中將化學(xué)氧化劑與土壤混合均勻。異位化學(xué)氧化適用于有機(jī)污染土壤。其中，化學(xué)氧化可處理酚類、苯類、石油烴、含氯有機(jī)溶劑、多環(huán)芳烴、農(nóng)藥等大部分有機(jī)物;異位化學(xué)氧化不適用于重金屬污染土壤的修復(fù)，對(duì)于吸附性強(qiáng)、水溶性差的有機(jī)污染物應(yīng)考慮必要的增溶、脫附方式。該技術(shù)的關(guān)鍵在于氧化劑的選擇以及土壤性質(zhì)。不同氧化劑與污染物反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生不同的中間產(chǎn)物，需要注意避免中間產(chǎn)物造成的二次污染。另外，土壤性質(zhì)對(duì)污染物的去除有很大的影響，需要通過(guò)一定的預(yù)處理手段使土壤性質(zhì)達(dá)到氧化劑與污染物充分反應(yīng)的最佳條件。

2.3 生物修復(fù)技術(shù)

生物修復(fù)技術(shù)包括微生物修復(fù)技術(shù)和植物修復(fù)技術(shù)，其中，前者主要是指在適宜環(huán)境背景下，將馴化的土著微生物或?qū)⑻囟ń到庑Ч耐庠葱晕⑸镆胧躊AHs污染土壤中，從而將土壤中的有毒有害物質(zhì)降解成低毒或無(wú)毒;后者主要是指利用植物及其根部將受PAHs污染土壤中的污染物進(jìn)行吸收、代謝、揮發(fā)、吸附或根際分泌物降解等，從而實(shí)現(xiàn)污染土壤中PAHs的轉(zhuǎn)移、降解。生物修復(fù)技術(shù)成本低，處理效果好，但生物修復(fù)技術(shù)易受到土壤土質(zhì)及土壤環(huán)境因素影響，在修復(fù)過(guò)程中產(chǎn)生的降解產(chǎn)物毒性甚至比原污染物毒性更高。

2.4 機(jī)械化學(xué)法

機(jī)械化學(xué)法降解有機(jī)污染物是利用機(jī)械力引發(fā)化學(xué)降解反應(yīng)，使有機(jī)污染物得以去除的污染修復(fù)技術(shù)，可用于持久性有機(jī)污染物的降解[2]。如Joseph-ezra等對(duì)含PAHs的磁鐵礦、水鈉錳礦、Na-蒙脫石和Cu-蒙脫石進(jìn)行研磨并設(shè)置無(wú)研磨對(duì)照組，試驗(yàn)結(jié)果表明：研磨組和對(duì)照組水鈉錳礦和Na-蒙脫石中的芘均沒(méi)有變化，磁鐵礦中的芘去除率為50%，Cu-蒙脫石中的芘經(jīng)研磨5min后的去除率與對(duì)照組相同（約25%）;經(jīng)過(guò)更長(zhǎng)時(shí)間的研磨（24h），研磨組Cu-蒙脫石中的芘沒(méi)有取得進(jìn)一步的去除效果，而對(duì)照組中芘的去除率達(dá)到40%;由此得出研磨對(duì)磁鐵礦中的芘有去除效果，對(duì)Cu-蒙脫石中的芘的去除有抑制作用。雖然目前機(jī)械化學(xué)法降解土壤中PAHs已經(jīng)取得了一些成果，但是其降解機(jī)制尚不明確，由于只對(duì)土壤中極少數(shù)的PAHs進(jìn)行了降解試驗(yàn)研究，其結(jié)論是否具有普遍性還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

3PAHs污染土壤修復(fù)中的案例分析——以化學(xué)氧化法為例

某項(xiàng)目為生產(chǎn)油漆、涂料等有機(jī)化工品，2010年停產(chǎn)搬遷。根據(jù)用地規(guī)劃，未來(lái)將作為商住用地，經(jīng)前期現(xiàn)場(chǎng)勘察，發(fā)現(xiàn)該工廠遺留場(chǎng)地含有苯并芘、苯并蒽、苯并熒蒽、二苯并蒽等PAHs污染物[3]。受污染的土壤約1.5萬(wàn)m3。①清挖轉(zhuǎn)運(yùn)。根據(jù)場(chǎng)地受污染土壤修復(fù)規(guī)模，決定將該工廠受PAHs污染土壤分層分批次清挖，修復(fù)深度為2-3m，同步推進(jìn)污染處理，并將清挖過(guò)程中產(chǎn)生的大塊土壤破碎，降低粒徑（控制在50mm以下），單獨(dú)堆放，為土壤修復(fù)藥劑混合做好準(zhǔn)備。轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中需要對(duì)運(yùn)輸車輛進(jìn)行密閉運(yùn)輸。②預(yù)處理。將預(yù)先配置的氧化劑與受PAHs污染土壤進(jìn)行混合、攪拌，將污染土壤平鋪成1m厚度長(zhǎng)方形土體，依次添加適量活化劑（由挖掘機(jī)鋪灑）和氧化劑（配成液體噴灑），利用專業(yè)篩分混合設(shè)備，實(shí)現(xiàn)土壤篩分、破碎和混合等功能。③養(yǎng)護(hù)。利用挖掘機(jī)等機(jī)械設(shè)備將預(yù)處理后的土壤遷移至養(yǎng)護(hù)區(qū)，要求土壤含水率>30%，土壤養(yǎng)護(hù)天數(shù)為3～5d。④驗(yàn)收。分批次（500m3）對(duì)受PAHs污染土壤修復(fù)養(yǎng)護(hù)樣品進(jìn)行檢測(cè)驗(yàn)收，達(dá)標(biāo)的由第三方驗(yàn)收、登記;未達(dá)標(biāo)的繼續(xù)進(jìn)行二次加藥修復(fù)，直至達(dá)標(biāo)。⑤回填。驗(yàn)收合格后將修復(fù)后的達(dá)標(biāo)土壤回填。

3結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，利用氧化劑的氧化性或氧化劑分解過(guò)程中產(chǎn)生的自由基強(qiáng)氧化性，從而達(dá)到破壞有機(jī)污染物分子結(jié)構(gòu)，將毒性污染物降解為無(wú)毒或低毒物質(zhì)。化學(xué)氧化法修復(fù)PAHs污染土壤具有污染物降解徹底、降解速度快的顯著特點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 潘棟宇，候梅芳，劉超男，等.多環(huán)芳烴污染土壤化學(xué)修復(fù)技術(shù)的研究進(jìn)展[J].安全與環(huán)境工程，2018，（3）：54-60，66.

[2] 付奕舒.多環(huán)芳烴污染土壤化學(xué)氧化修復(fù)及案例研究[J].綠色科技，2019，（4）：88-89.

[3] 冉宗信.土壤多環(huán)芳烴及其化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[J]云南化工，2019，（2）：33-35.