現(xiàn)在土壤污染越來越嚴(yán)重,土壤修復(fù)也勢在必行。多環(huán)芳烴是一種疏水性強的有機污染物,土壤是其積累和富集的主要地方,嚴(yán)重的污染將嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境和人體健康。一般來說,多環(huán)芳烴(PAH)是由至少兩個不同排列的稠合苯環(huán)組成的疏水性有機化合物。迄今為止,研究者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了200多種多環(huán)芳烴,美國環(huán)境保護(hù)署(EPA)已將其中的16種列為優(yōu)先污染物。由于多環(huán)芳烴具有巨大的揮發(fā)性,因此可能會遠(yuǎn)離其原始來源,并積累在各種環(huán)境底物中不被發(fā)現(xiàn)。
近年來,來自各個國家的研究人員一直在努力從受污染的土壤中去除或降解多環(huán)芳烴至其背景水平,這導(dǎo)致了許多與物理,化學(xué)和生物學(xué)相關(guān)的修復(fù)技術(shù)的爆炸式增長,可以在一定程度上解決多環(huán)芳烴污染土壤的問題。但是,無論采用哪種修復(fù)技術(shù),由于土壤的異質(zhì)性等原因,在多環(huán)芳烴污染部位的修復(fù)中仍然存在各種問題。例如,由于場地的土壤類型和其他一些相關(guān)因素,修復(fù)率可能會有所不同,有時會產(chǎn)生比原始母體多環(huán)芳烴毒性更大的化合物。然而,作為預(yù)防措施,包括荷蘭,丹麥和加拿大在內(nèi)的許多國家已經(jīng)制定了土壤多環(huán)芳烴修復(fù)的指南。
一、溶劑萃取技術(shù)
溶劑萃取技術(shù)使用水,有機溶劑,表面活性劑,絡(luò)合劑和其他溶劑從固體基質(zhì)中解吸多環(huán)芳烴,然后將其從固體中洗脫到萃取物中。該技術(shù)還使用了無毒,可生物降解的萃取劑,例如環(huán)糊精和植物油,以及超臨界或亞臨界流體。
二、化學(xué)氧化技術(shù)
化學(xué)氧化技術(shù)采用將氧化劑注入污染土壤的方法。通過氧化作用,將土壤層中的污染物轉(zhuǎn)化為無毒或毒性較小的物質(zhì),從而達(dá)到恢復(fù)目的。常見的氧化劑包括高錳酸鹽,過氧化氫,過硫酸鹽,臭氧等。氧化劑的氧化還原電位如圖2所示。
化學(xué)氧化技術(shù)在國外已形成較完善的技術(shù)體系,其應(yīng)用范圍廣泛。該技術(shù)能夠使污染物快速降解,一般在數(shù)周或者數(shù)月可以顯著降低污染物濃度。但是,氧化劑可能會與土壤中存在的腐殖酸、還原性金屬等物質(zhì)反應(yīng),消耗大量氧化劑,從而導(dǎo)致費用較高;另外,氧化劑不易達(dá)到滲透率較低的土層,對滲透率較低土壤的修復(fù)效果較差。
三、生物修復(fù)技術(shù)
生物修復(fù)技術(shù)利用需氧或厭氧呼吸的微生物通過需氧生物降解或厭氧生物降解將有機或無機物質(zhì)分解成營養(yǎng)物,從而實現(xiàn)廢物的自然循環(huán)利用。對多環(huán)芳烴污染的土壤進(jìn)行生物修復(fù)是一種安全,經(jīng)濟和環(huán)保的技術(shù)。多環(huán)芳烴污染土壤的生物修復(fù)主要包括原位處理(土地耕作,生物刺激,生物增強等)和異位處理(生物反應(yīng)器處理)。在此過程中,環(huán)境條件在生物修復(fù)中起著重要作用,因為微生物對周圍的環(huán)境變量(例如pH值,濕度,鹽度,溫度和壓力)高度敏感。圖3顯示了對生物修復(fù)非常重要的限速因子。
四、聯(lián)合修復(fù)技術(shù)
盡管上述物理,化學(xué)和生物處理方法已被證明能有效去除PAHs,但將其應(yīng)用于修復(fù)現(xiàn)場的土壤仍然存在局限性,包括修復(fù)老化土壤(尤其是含有高環(huán)PAHs的土壤)的有效性降低。積累了轉(zhuǎn)化產(chǎn)品,延長了維修時間并增加了成本。為了解決這些限制,通常將不同的方法組合在一起。
由于土壤類型,污染物類型和污染水平的差異,單一的修復(fù)技術(shù)通常不足以更好地處理受污染的地點。多種維修技術(shù)的結(jié)合可以充分發(fā)揮其各自的優(yōu)勢并消除缺陷。總之,聯(lián)合使用不同的修復(fù)技術(shù)將是土壤修復(fù)技術(shù)發(fā)展的重要方向。