現在土壤污染越來越嚴重,Soil remediation也勢在必行。多環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,嚴重的污染將嚴重影響生態環境和人體健康。一般來說,多環芳烴(PAH)是由至少兩個不同排列的稠合苯環組成的疏水性有機化合物。迄今為止,研究者已經發現了200多種多環芳烴,美國環境保護署(EPA)已將其中的16種列為優先污染物。由于多環芳烴具有巨大的揮發性,因此可能會遠離其原始來源,并積累在各種環境底物中不被發現。
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芳烴至其背景水平,這導致了許多與物理,化學和生物學相關的修復技術的爆炸式增長,可以在一定程度上解決多環芳烴污染土壤的問題。但是,無論采用哪種修復技術,由于土壤的異質性等原因,在多環芳烴污染部位的修復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因素,修復率可能會有所不同,有時會產生比原始母體多環芳烴毒性更大的化合物。然而,作為預防措施,包括荷蘭,丹麥和加拿大在內的許多國家已經制定了土壤多環芳烴修復的指南。
一、溶劑萃取技術
溶劑萃取技術使用水,有機溶劑,表面活性劑,絡合劑和其他溶劑從固體基質中解吸多環芳烴,然后將其從固體中洗脫到萃取物中。該技術還使用了無毒,可生物降解的萃取劑,例如環糊精和植物油,以及超臨界或亞臨界流體。
二、化學氧化技術
化學氧化技術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化為無毒或毒性較小的物質,從而達到恢復目的。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。
化學氧化技術在國外已形成較完善的技術體系,其應用范圍廣泛。該技術能夠使污染物快速降解,一般在數周或者數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、還原性金屬等物質反應,消耗大量氧化劑,從而導致費用較高;另外,氧化劑不易達到滲透率較低的土層,對滲透率較低土壤的修復效果較差。
三、生物修復技術
生物修復技術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分解成營養物,從而實現廢物的自然循環利用。對多環芳烴污染的土壤進行生物修復是一種安全,經濟和環保的技術。多環芳烴污染土壤的生物修復主要包括原位處理(土地耕作,生物刺激,生物增強等)和異位處理(生物反應器處理)。在此過程中,環境條件在生物修復中起著重要作用,因為微生物對周圍的環境變量(例如pH值,濕度,鹽度,溫度和壓力)高度敏感。圖3顯示了對生物修復非常重要的限速因子。
四、聯合修復技術
盡管上述物理,化學和生物處理方法已被證明能有效去除PAHs,但將其應用于修復現場的土壤仍然存在局限性,包括修復老化土壤(尤其是含有高環PAHs的土壤)的有效性降低。積累了轉化產品,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,單一的修復技術通常不足以更好地處理受污染的地點。多種維修技術的結合可以充分發揮其各自的優勢并消除缺陷。總之,聯合使用不同的修復技術將是土壤修復技術發展的重要方向。