土壤及地下水有机污染的化学与生物修复
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作者:谢一琳 崔杏云
摘要：近年来，随着中国社会经济的快速发展，我国的工业化进程也呈现出不断加快的趋势。而工业生产任务日益繁重的同时，其在生产过程中所产生的污染物的数量也在逐渐增多，并且其中有极大部分都被排放到自然环境中，经土壤逐渐渗透至地下水中，使土壤和地下水都遭受到不同程度的污染。而由于地下水又与人类的生活息息相关，一旦其遭受污染将会直接或间接对人类的健康产生一定程度的威胁。随着当下世界范围内对环保问题重视程度的不断提高，对已被污染的土壤及地下水进行修复已经成为当下公众关注的重点话题。本文就是在此基础上对土壤及地下水有机污染的化学与生物修复方法进行了系统的阐述。
关键词：地下水;有机污染;化学修复;生物修复
中图分类号：X52 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2019）10-00-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.10.025
Abstract： In recent years， with the rapid development of China’s social economy， China’s industrialization process has also shown an accelerating trend. While industrial production tasks are becoming more and more arduous， the amount of pollutants produced in the production process is also increasing， and a large part of them are discharged into the natural environment， and the soil gradually penetrates into the groundwater to make the soil Both groundwater and groundwater are subject to varying degrees of pollution. Since groundwater is closely related to human life， once it is contaminated， it will directly or indirectly pose a certain degree of threat to human health. With the increasing emphasis on environmental protection issues around the world， the repair of contaminated soil and groundwater has become a hot topic of public concern. This paper systematically expounds the chemical and biological remediation methods of soil and groundwater organic pollution.
Key words： Groundwater; Organic pollution; Chemical remediation; Bioremediation
1 土壤及地下水有機污染的分类
土壤及地下水中的有机污染物来源主要有两种，其中一种为天然的有机污染物。一般情况下 ，森林及草原等地区的地下水中都会存在一定程度的有机污染物，这些污染物主要由腐殖酸所组成，这些污染物长期存在就会促进其他污染物对土壤造成污染。通常情况下，自然界的地质连接层中有地下水相连接的地方，经年累月必然会形成一定的有机污染物。其次则是人为原因产生的有机污染物。并且这种污染物的分布与人类的生产及生活活动息息相关，不仅分布范围极为广泛，其形成的原因也较为复杂。如在石油开采过程中因石油泄漏造成的污染、如原油运输过程中造成的污染以及部分生产型企业违规排放污水而导致的污染都会导致土壤及地下水的有机污染。
2 化学修复
2.1 污染土壤的化学修复
在对土壤中的有机污染进行化学修复时使用的方法主要为通过使用表面活性剂或者有机溶剂来对污染的土壤进行清洗。在修复过程中影响最终修复效果的因素主要有：①化学清洗剂的自身特性;②土壤对污染物的吸附能力;③土壤对清洗剂的吸附能力等。
由于表面活性剂在作用于一些有机化合物时，鉴于使其亲水性及可利用性都得到显著的提升，因此当前在对土壤中的污染物进行修复时被经常使用。当前市面上较为常见的用于修复土壤污染的表面活性剂主要可分为：①非离子型;②阴离子型;③阳离子型;④生物型;⑤阴—非混合型等。而在实际进行修复的过程中则需要依据如下原则来具体选择使用何种表面活性剂：首先，此表面活性剂必须为价格较为适宜的商品;其次活性剂应具有较好的生物降解能力;最后这种活性剂所具备的临界胶束浓度及表面张力都应当较小。而经实践证明，有微生物及动植物所产生的天然的生物表面活性剂在对土壤有机污染进行处理时具备更加优良的效果，并且这种活性剂更加容易降解，因此具备极其广阔的发展前景。
2.2 地下水污染的化学修复
当前，在对地下水有机污染进行修复时所使用的化学修复技术主要有两种，即有机粘土法与电化学动力技术。
2.2.1 有机粘土法
这种方法主要是通过使用人工合成的有机粘土来对地下水中的污染物进行清除，其具体实施方法为通过在蓄水层中使用表面活性剂使之形成有机粘土矿区域，进而形成具备一定吸附能力的作用区域以吸附及堵截有机污染物，避免其对地下水形成污染。当将这些污染物集中固定在此吸附区域内之后，在进行进一步的降解富集就可以实现对这些污染物的彻底消除。 2.2.2 电化学动力修复技术
此技术的原理主要是通过将电极插入污染水体中，形成其自有的电解场，在电场作用下，水体中原有的离子都会遵循电场运动方向而运动，为污染物的集中降解提供了便利。其次，当电极表面发生电解反应时，水体中就会充满氧气，这样也会从一定程度上推进生物对有机污染物的降解。经过相关实践研究发展，此类修复技术更加适用于现场的即时修复，并且在修复过程中还能避免受到土壤的深度影响。并且带一些土壤水层级气层中也可照常使用，再加上这种技术的操作也极为简单，安装过程也较为简便，因此一经出现就得来了极其广泛的使用。但是此技术目前仍存在一些不足之处，在之后的研究工作中亟待进一步改进及提升。
3 生物修复
3.1 污染土壤的生物修复
对污染土壤进行时生物修复其实就是通过使用微生物将土壤中原有的具备毒害作用的部分污染物转变为无害物质的过程。此过程可以通过改变土壤原有的物理化学条件来实现，也可以借助使用一些特殊的降解微生物来实现。实践证明对土壤污染采用生物修复具有如下优点：①成本投入更少;②不会对原有的土壤环境造成破坏;③污染物基本可全部被氧化;④不会有二次污染的出现;⑤具备更好的修复效率，通常情况下对低分子量的污染物可基本实现全部去除;⑥在原地就可以进行处理，并且操作起来极为简单。当前在对土壤进行生物修复时采用的方法主要有原位处理法、就地处理法以及生物反应器法等。其中原位处理就是在不对土壤做任何处理的情况下对土壤中的污染物进行生物降解，这种方法被应用于具有较好渗透性的不饱和土壤中。就地处理则是将废物直接作用在土壤中，使其土壤的化学特性保持在一定的水平下，并达到降解的目的。而生物反应器则是一种特殊的生物修复设备，作为当前土壤修复的最佳技术，它可以在降解过程中为生物提供最为适宜的环境，并最终达到最好的修复效果。
3.2 地下水污染的生物修复
在使用生物修复技术对地下水污染进行处理时常使用的方法主要有生物注射法，有机粘土法，抽取地下水系统和回注系统相结合法以及生物反应器法。一般情况下，根据污染物的情况不同，其所采取的生物修复方法也不尽相同。其中生物注射法主要通过将空气加压注射至地下水污染物的下方，并促进其下部发生生物降解;而有机粘土法的优势则在于可有效控制地下水出現迁移;而目前为止抽提地下水系统与回注系统相结合的方法在使用时不仅所需花费的成本较低，其所需的修复实践也极短，时当前在修复地下水污染时极为高效的一种方法。而生物反应器法则需要将地下水抽至反应设备中并对其进行去污处理。当前，生物反应器的发展已经初见成效。此外相关研究发现，生物修复技术不仅可以发生在正常环境中，即使在厌氧的条件下，生物修复技术也可实现更多的功能。
4 结束语
近年来，世界范围内都开始致力于对土壤及地下水有机污染的化学与生物修复技术的研究，虽然到目前为止已经取得了一些成就，但其中还存在严重的不足。具体表现在：首先研究者更专注水环境中多相体系的作用，以及生物在进行地下部分的修复时所产生的作用。其次在对土壤及地下水污染进行处理的过程中还应当注重修复技术之间的合作。一定要确保后期的修复技术可充分满足当地的需求，并要不断对这些技术组合进行改良，同时在进行修复时一定要注意避免被二次污染。
参考文献
[1]佚名.活化过硫酸盐原位化学氧化修复有机污染土壤和地下水[J].化学进展，2014，26（5）：898-908.
[2]杜唱，王铂涵.地下水有机污染的生物修复技术及运用实践微探[J].化工管理，2018（13）：116-117.
[3]杜道洪，姚兆俊，刘健东.垃圾渗滤液污染土壤的生物修复技术的研究[J].广东化工，2014，41（9）：152-153.
收稿日期：2019-07-23
作者简介：谢一琳（1991-），女，汉族，本科学历，工程师，研究方向为地下水。
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