现在土壤污染越来越严重,土壤修复也势在必行。多环芳烃是一种疏水性强的有机污染物,土壤是其积累和富集的主要地方,严重的污染将严重影响生态环境和人体健康。一般来说,多环芳烃(PAH)是由至少两个不同排列的稠合苯环组成的疏水性有机化合物。迄今为止,研究者已经发现了200多种多环芳烃,美国环境保护署(EPA)已将其中的16种列为优先污染物。由于多环芳烃具有巨大的挥发性,因此可能会远离其原始来源,并积累在各种环境底物中不被发现。

近年来,来自各个国家的研究人员一直在努力从受污染的土壤中去除或降解多环芳烃至其背景水平,这导致了许多与物理,化学和生物学相关的修复技术的爆炸式增长,可以在一定程度上解决多环芳烃污染土壤的问题。但是,无论采用哪种修复技术,由于土壤的异质性等原因,在多环芳烃污染部位的修复中仍然存在各种问题。例如,由于场地的土壤类型和其他一些相关因素,修复率可能会有所不同,有时会产生比原始母体多环芳烃毒性更大的化合物。然而,作为预防措施,包括荷兰,丹麦和加拿大在内的许多国家已经制定了土壤多环芳烃修复的指南。

一、溶剂萃取技术

溶剂萃取技术使用水,有机溶剂,表面活性剂,络合剂和其他溶剂从固体基质中解吸多环芳烃,然后将其从固体中洗脱到萃取物中。该技术还使用了无毒,可生物降解的萃取剂,例如环糊精和植物油,以及超临界或亚临界流体。

二、化学氧化技术

化学氧化技术采用将氧化剂注入污染土壤的方法。通过氧化作用,将土壤层中的污染物转化为无毒或毒性较小的物质,从而达到恢复目的。常见的氧化剂包括高锰酸盐,过氧化氢,过硫酸盐,臭氧等。氧化剂的氧化还原电位如图2所示。

化学氧化技术在国外已形成较完善的技术体系,其应用范围广泛。该技术能够使污染物快速降解,一般在数周或者数月可以显著降低污染物浓度。但是,氧化剂可能会与土壤中存在的腐殖酸、还原性金属等物质反应,消耗大量氧化剂,从而导致费用较高;另外,氧化剂不易达到渗透率较低的土层,对渗透率较低土壤的修复效果较差。

三、生物修复技术

生物修复技术利用需氧或厌氧呼吸的微生物通过需氧生物降解或厌氧生物降解将有机或无机物质分解成营养物,从而实现废物的自然循环利用。对多环芳烃污染的土壤进行生物修复是一种安全,经济和环保的技术。多环芳烃污染土壤的生物修复主要包括原位处理(土地耕作,生物刺激,生物增强等)和异位处理(生物反应器处理)。在此过程中,环境条件在生物修复中起着重要作用,因为微生物对周围的环境变量(例如pH值,湿度,盐度,温度和压力)高度敏感。图3显示了对生物修复非常重要的限速因子。

四、联合修复技术

尽管上述物理,化学和生物处理方法已被证明能有效去除PAHs,但将其应用于修复现场的土壤仍然存在局限性,包括修复老化土壤(尤其是含有高环PAHs的土壤)的有效性降低。积累了转化产品,延长了维修时间并增加了成本。为了解决这些限制,通常将不同的方法组合在一起。

由于土壤类型,污染物类型和污染水平的差异,单一的修复技术通常不足以更好地处理受污染的地点。多种维修技术的结合可以充分发挥其各自的优势并消除缺陷。总之,联合使用不同的修复技术将是土壤修复技术发展的重要方向。