水污染修复工作流程

水污染修复工作流程（精选8篇）

水污染修复工作流程 篇1

辽宁矿区多为有色金属，对土壤污染严重，矿山及矿山周边地区污染治理和生态环境修复任务十分艰巨，辽宁铜矿区主要重金属污染因子为Cu、Zn、Pb，周边田地主要重金属污染因子为As、Cu。由此可以看出，此地区土壤污染物多为Cu、Pb，因此首要任务是遏制这两种物质的危害。

针对这一情况，北京恒源嘉达科技有限公司采用的是土壤修复材料元素间的同源协同关系与植物体系吸收修复的方式，综合治理土壤重金属问题。首先，土壤修复材料中加入了铁锰化合物，铁锰化合物可与Pb产生可交换态的结合反应，土壤修复材料中添加了有机质与微生物，形成固化剂，能有效改善土壤理化性质，有机质能很好的与Cu相结合，使总金属被吸附在土壤的沉淀中，降低重金属的生物有小型，利用微生物的吸附富集作用、氧化还原作用、成矿沉淀作用、淋滤作用、协同效应，达到去除重金属的目的。

水污染修复工作流程 篇2

关键词：水污染,微生物,修复技术

1 引言

水是人类生存的重要基础物质之一,水质的好坏直接影响着人类的正常生活。资料显示,2014年全国423条主要河流、62座重点湖泊(水库)的968个国控地表水监测断面(点位)开展了水质监测,V类、劣V类水质断面分别占6.8%、9.2%,主要污染指标为化学需氧量、总磷和5日生化需氧量。如何快速、有效地解决地表水体污染问题,已经成为推进我国生态文明建设一个迫切需要解决的问题。微生物技术修复水污染以其效率高、成本低、易操作、持续时间长、无二次污染等特点日益受到人们的重视。

2 微生物修复的定义

微生物修复是生物修复技术的一种,属于生态修复的范畴。生态修复是指利用生态系统的自我恢复能力,辅以人工措施,使那些在自然突变和人类活动影响下受到破坏的自然生态系统的恢复与重建工作,恢复生态系统原本的面貌。生物修复是指利用植物、动物和微生物吸收、降解、转化环境中的污染物,使污染物的浓度降低到可接受的水平。微生物修复是以微生物的代谢活动为基础,通过对有害物质进行降解和转化,重新建立水体生态平衡,从而达到治理水体的效果。

3 微生物的来源

3.1 土著菌修复

现阶段用于水体生态修复的微生物的主要来源有3种:土著菌、驯化菌和工程菌。自然界存在着大量的微生物菌株资源,即土著菌,它是多种有益微生物的混合群,是自然界中不可缺少的一部分。土著微生物按好嫌气性分有好气菌、嫌气菌;按菌种分有酵母菌、曲霉菌、放线菌、乳酸菌、芽孢菌等。土著菌为特异性优势菌的开发与筛选提供了丰富的资源。

3.2 驯化菌修复

土著菌从中筛选并经驯化可以获得去污高效菌株或微生物类群,直接用于水处理工程。例如常规废水生物处理工程设施中的微生物类群,往往是直接从自然环境中获取的微生物,经过驯化之后,形成理想的群落结构和优势种群,执行其净化功能。印染废水、农药生产废水均可以从自然界直接筛选驯化微生物获得降解、净化。这类污染物的降解一般需要多种菌株的参与,单一菌株难以完成有机污染物特别是人工合成污染物降解的复杂过程。污染水体中的微生物往往是微生物与水处理工程获取菌株的重要场所,从农药污染的水体中筛选驯化菌种用以处理农药生产废水,从石油污染的水体或土壤中筛选驯化菌种用以清除石油污染等都是目前广泛应用的、较为快速而成熟的获取菌种的途径。

3.3 基因工程菌修复

基因工程菌是指运用分子生物学和遗传工程技术的手段改造微生物菌种特性,使之获得高降解活性以及特异或广谱降解污染物的优良性能,从而达到特异净化水体的目的。美国率先在水污染治理构建中应用工程菌。Chakrabaryty等[1]在1个菌株中导入4种假单胞菌的遗传基因得到工程菌。该菌具有非凡的能力,能够同时降解脂肪烃、芳烃、多环芳烃,降解石油的速度快、效率高。Kolenc等融合质粒转入嗜冷性的G5菌株中形成新的工程菌G5T,在温度低至0℃时仍可利用甲苯为唯一碳源。我国科学家在处理化工废水、重金属污染水体方面的研究也取得了突出进展。

4 微生物修复的机理

4.1 微生物对耗氧有机物的净化

水体在受到污染后,一般能够进行一定程度的自然净化。在这个过程中,自然界存在的微生物起着很重要的作用,包括降解、共代谢、去毒和激活作用[2]。如细菌、真菌、藻类和原生动物等可利用污染物质作为生物氧化基质,产生ATP并在好氧条件下将有机污染物彻底氧化为CO2和H2O;假单胞菌属、不动杆菌属、诺卡菌属和节杆菌属等在碳源和能源型基质上生长时,可将一些非生长基质的物质共代谢转化;藻类、原生动物、真菌和细菌等可通过细胞内酶的作用改变污染物分子结构,形成的产物被分泌到胞外或被彻底氧化为CO2释放出来。

4.2 微生物对富营养化水体的净化

微生物在水体修复中,通过氧化、还原、光合、同化、异化作用等过程把有机污染物转变为简单的化合物[3],保证水质的正常功能,从而改善水体环境质量,恢复水体生态平衡。微生物在水体碳、氮、磷、硫4种主要元素循环及生物控藻作用中都起到非常重要的作用,它可以有效控制4种元素在水体中的含量和存在形式,释放毒藻素,激发食藻生物繁殖,促进形成有益微生物菌落,分解有机物,消除有害物质NH4-N、H2S以及过量的氮、磷元素等,抑制藻类在水体中的大量繁殖,进一步提高水体透明度和DO,有效净化水体,最终为恢复水体自净功能和促进富营养化水体的生物修复提供有效的帮助和有力支持。

4.3 微生物对重金属的作用

微生物处理重金属是利用细菌、真菌(酵母)、藻类等生物材料及其生命代谢活动去除或积累废水中的重金属,并通过一定的方法使金属离子从微生物体内释放出来,从而降低废水中重金属离子的浓度。细菌主要通过吸附作用、氧化还原作用、淋滤作用、协同效应实现对重金属的富集与转化[4]。而真菌则是通过吸附作用和络合作用实现对重金属的富集与转化。菌根对重金属的作用则体现在:通过分泌特殊的分泌物等形式改变植物根际环境,改变重金属的存在状态,降低重金属毒性;影响菌根植物对重金属的积累和分配,使菌根植物体内重金属积累量增加,提高植物的富集效果;在菌根植物对重金属的吸收或运输、迁移或积累等过程中,AM(Arhusclar mycorrhiza)真菌很可能参与调控这些相关功能基因的表达;菌根真菌向宿主植物传递营养,使植物幼苗成活率提高,宿主植物抗逆性增强,生长加快,间接地促进植物对重金属的修复作用。

4.4 植物-微生物的联合作用

植物和微生物的耦合作用是水生植物应用于水体修复的重要机制[5]。人工湿地对氮的去除主要通过微生物的硝化—反硝化作用途径;根际微生物和植物的联合作用可以改变磷的存在形态,从而加速磷的去除;在有机物和重金属污染环境中,根际微生物通过增强植物对环境的适应性促进污染物的去除。

4.5 微生物对有机物的净化作用

微生物的活动是污水中有机物降解的主要机制或净化污水的主要力量,研究发现COD和BOD的去除与各种微生物数量有明显的相关性[6],去除因素与微生物的数量和活性直接相关。人工湿地内存在明显的好氧菌和厌氧菌群,在植物的根、茎上好氧微生物占优势,而在湿地植物的根系区则既有好氧微生物、也有兼性厌氧微生物的活动。有机物的生物降解主要经历3个阶段:(1)水解酸化过程,复杂大分子、不溶性有机物在细胞外酶作用下水解为小分子、溶解性有机物,然后这些小分子、有机物渗透到细胞体内,分解产生挥发性有机酸、醇、醛等;(2)产酸过程,在产酸细菌的作用下,将前阶段产生的各种有机酸分解转化为乙酸和H2、CO2;(3)产甲烷过程,产甲烷细菌利用乙酸、乙酸盐、CO2和H2或其他含碳化合物产生甲烷。

4.6 微生物对石油类污染物的净化

石油烃是链烷烃、环烷烃、芳香烃的复杂混合物。链烷烃的代谢机理是脱氢作用、羟化作用和过氧化作用[7]。通常正烷烃的生物降解是由氧化酶酶促进行的,首先烷烃氧化成相应的伯醇,然后经由醛转化成脂肪酸,脂肪酸通过β-氧化降解成乙酰辅酶A,后者或进入三羧酸循环,分解成CO2和H2O,并释放出能量,或进入其他生化过程。链烷烃也可直接脱氢形成烯烃,烯烃再进一步氧化成醇、醛,最后形成脂肪酸;或氧化成为一种烷基过氧化氢,然后直接转化成脂肪酸。有的微生物还可以通过亚末端氧化形成仲醇,再依次氧化成酮、酯,酯水解形成伯醇和脂肪酸,再进一步氧化分解。

环烷烃是石油烃中难于被微生物降解的烃类。环烷烃没有末端甲基,它的生物降解原理和链烷烃的亚末端氧化相似,经混合功能氧化酶氧化后产生环烷醇,然后脱氢形成酮,再进一步氧化得内酯,或直接开环生成脂肪酸。

苯与短链烷基苯在脱氢酶及氧化还原酶的作用下,经二醇的中间过程代谢成邻苯二酚和取代基邻苯二酚。后者可在邻位或间位处断裂,形成羧酸。多环芳烃的降解首先通过微生物产生的加氧酶进行定位氧化反应。真菌产生单加氧酶,将氧原子加到苯环上,形成环氧化物,然后加入H2O产生反式二醇和酚;细菌产生双加氧酶,将两个氧原子加到苯环上,形成过氧化物,然后氧化成顺式二醇,脱氢产生酚。环的氧化是微生物降解多环芳烃的限速步骤。

4.7 微生物对有毒有机物的净化

众多研究表明氯的脱除是氯代芳香族有机物生物降解的关键过程[8],好氧微生物可通过双加氧酶/单加氧酶作用使苯环羟基化,形成氯代儿茶酚,进行邻位、间位开环、脱氯;也可在水解酶作用下先脱氯后开环,最终矿化。不同好氧微生物脱氯降解的生化机制(包括共代谢作用)不同,赋予降解途径的多样化,但大多以氯代儿茶酚1,2双加氧酶催化的邻位裂解途径为主,即修饰邻位裂解途径。氯代芳香族污染物厌氧生物降解是通过微生物还原脱氯作用,逐一脱氯形成低氯代中间产物或被矿化生成CO2+CH4的过程。另外研究还发现在厌氧条件下,苯类、PAH可发生转化、降解,形成CO2/CH4。

含氟芳香族化合物生物降解的关键是脱氟[9]。在好氧条件下进行水解或氧化分解是脱氟的途径之一,开环以后所形成的非芳香族化合物的氟主要是通过水解的途径脱氟。目前,卤素化合物的厌氧脱卤主要集中在含氯芳香族化合物,这些化合物能在不同还原条件下被降解,在脱硝条件下,3-氯苯甲酸和4-氯苯甲酸能被降解,然而3-氯苯甲酸在铁还原和产甲烷条件下也能被降解。在厌氧环境下,单氟芳香族化合物在脱硝条件下也能被降解,但含氟芳香族化合物对生物降解有强烈的抑制作用。

5 水体微生物修复

5.1 对重金属的修复

目前,我国水体重金属污染十分严重。造成水体重金属污染的主要原因是人为污染源,主要包括采矿和冶炼、金属加工、化工、废电池处理、电子、造革和染料、大气干湿沉降、农药和化肥的使用等。目前国内对微生物修复水体重金属的报道主要集中在水体底泥的微生物修复、水生植物-微生物联合修复技术和矿山重金属污染修复研究等方面。

廖佳等[10]从铅锌矿区分离筛选出耐铅锌真菌HA为米曲霉(Aspergillusoryzae),当铅、锌初始浓度为100mg/L、pH值为5.0时,HA对铅、锌离子的去除率均达到最高,分别为97.8%、54.1%,当HA接种量为1mL时,其对铅、锌去除率的增长率达到最大。HA细胞中羟基、烷基、酰胺基、羰基、磷酸基等参与了Pb2+、Zn2+的吸附过程。

周俊等[11]利用沥浸微生物对浓缩污泥与添加聚丙烯酰胺(PAM)的脱水污泥进行生物沥浸处理。结果表明,经过生物沥浸处理,两种污泥中Zn的溶出率分别为66.65%、59.13%,Cu的溶出率分别为13.31%、23.55%。

5.2 对工业废水的修复

印染废水是一类有机物含量高、色度高、生化性能差的难降解废水。通过人工创造适于微生物生存和繁殖的环境,可以使微生物大量繁殖,以提高微生物降解代谢有机物为无机物来处理废水。目前在印染废水处理方面常采用的技术有:膜生物反应器、固定化微生物、SBR法、微生物絮凝剂等。膜曝气-生物膜反应器(MABR)是一种新型的膜-生物废水处理工艺,在MABR中采用基因工程菌生物膜可以强化难降解污染物的生物去除。刘春等[12]在SPG膜表面形成基因工程菌生物膜,运行SPG膜曝气-生物膜反应器(SPG-MABR)处理阿特拉津废水。结果表明,气压为300kPa、生物量为25g/m2、液体流速为0.05m/s时,SPG-MABR反应器对阿特拉5d的去除率可以达到98.6%。生物膜表面逐渐被其他微生物细胞覆盖,基因工程菌分布减少,生物膜内部仍以基因工程菌细胞为主。

杨兴兴等[13]通过基因工程手段增加厌氧氨氧化菌亚硝酸盐还原酶(nitritereductase,nirS)的表达量,运用质粒载体pGEM-T克隆nirS基因。琼脂糖凝胶电泳检测显示,nirS基因重组工程菌在440bp处有明显的目的条带;nirS基因重组工程菌扩大培养7-8h后即达到生长曲线稳定期,引入外加氮源后,菌体生长情况更优。通过不同菌液投加量以及处理不同初始浓度的亚硝酸钠溶液,检测nirS基因重组工程菌的性能。结果表明:当nirS基因重组工程菌投加30mL(细菌数为2.3×107个∕mL),亚硝酸盐初始质量浓度为40mg/L时,亚硝酸盐去除率达到90%以上。

5.3 对石油类污染物的修复

随着石油能源的开采以及广泛应用,水体环境石油污染问题日益严重,找到高效的石油降解菌株成为水体石油污染生物修复的一个重要研究方向。余薇等[14]从污染水环境中分离筛选到SY2、J7、H233株具有较好石油降解能力的菌株,经生理生化及16SrDNA分子鉴定,分别为枯草芽孢杆(Bacillus subtilis)、恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)。结果表明:最优条件下,SY2石油烃降解率最高可达61.27%,J7达68.40%,H23达83.64%。气相色谱分析石油烃降解前后的全烃组成分析进一步证实其均具有良好的石油烃降解能力。为基于微生物的石油水体污染生物修复提供了应用基础。

5.4对富营养化水体的修复

微生物修复是一种利用特异微生物的新陈代谢来消耗减少水体中富营养物质的方法。周小颖等[15]以碳素纤维(CF)为生物膜载体,研究了CF和生物碳素纤维(BCF)去除污水氮磷的动力学特征。结果表明:CF和BCF对氮磷均有较好的去除效果,其中BCF对TP的去除率大于90%。

万田英等[16]研究了光合细菌投加量对湖泊污染修复的作用效应。结果表明:PSB投加百分比与上覆水CODMn、总氮、总磷含量及沉积物总磷呈显著的负相关关系(P<0.05),与上覆水氨氮及沉积物有机质之间呈极显著的相关性(P<0.01)。

何腾霞等[17]研究了耐冷反硝化细菌PseudomonasputidaY-12去除亚硝酸盐氮和总氮的影响。结果表明:Y-12菌株去除亚硝酸盐氮和总氮的最佳碳源为柠檬酸钠,在15℃和pH值为7.2条件下,该菌以柠檬酸钠为唯一碳源对亚硝酸盐氮和总氮去除率分别达到了100%和81.8%;反硝化脱氮产生了19559.82mg/m3CO2和0.11mg/m3N2O;在15℃,150r/min摇床培养条件下,48h内菌株Y-12对景观水体中亚硝酸盐氮和总氮去除率分别达到了37.7%和51.5%。

6 问题与展望

微生物技术净化水体虽然在实际应用中取得了一些成效,但其仍存在一定的局限性。水体生态环境是一个多成分的动态的生态环境,其理化特征时刻都受到外界环境的影响。而微生物修复水体环境的效率直接受到温度、溶解氧、pH值等多种因素的影响。因而,要筛选或培育对环境适应性强、修复的污染物种类多的菌株或菌群是微生物修复的长远之计。

水体生态环境中的污染物错综复杂,还存在着许多生物难降解的物质,微生物资源仍需要进一步的开发。环境中某些物质的对某些微生物存在毒性,使得污染物在降解转化过程所涉及的生化反应受到抑制而影响处理效果。许多有效微生物的代谢途径仍不清楚,某些菌在处理污染物的同时。有可能会产生毒性更大的中间代谢物,有导致二次污染的风险。

石油污染生物修复研究 篇3

关键词：石油污染;土壤;废水;海洋;生物修复

随着石油的勘探开发和区域经济的不断发展，油田各处产生了大量的落地原油、油砂、岩屑、泥浆等固体废弃物，这些污染物可引起土壤和水理化性质的变化。由于石油的主要成分有烷烃、苯、甲苯、二甲苯等多种复杂芳香烃，这些物质毒性大，有的有致癌致突变作用，难以去除，而且会随着径流进入周围的流域和地下水，从而给油田及周围的生态环境带来了严重的环境问题。水和土壤作为人类赖以生存的主要自然资源，其生态环境的保护与治理己引起人们的普遍关注。近年来国内外在污染的修复研究方面取得了一定进展，其中生物修复技术被认为是生态环境保护领域最有价值和最具生命力的污染修复技术。

一、石油污染的来源与危害

海洋水体油污染主要来源于海底溢油、海上石油生产、海洋运输、大气输送、城市污染水排放等。其中自然来源约占92%，人类活动来源约占8%。而对环境影响最严重的是人类活动造成的突发性溢油事故。据联合国有关组织统计，每年海上油井井喷事故和油轮事故造成的溢油高达2.2×107t。大量石油瞬间溢出进入海洋环境，通过扩散、漂移等作用可对海洋生态环境以及社会造成严重破坏。

目前，我国油田区土壤污染面积约有4.8×1010m2，占油田开采区面积的20-30%。有的油田区长期积存未经处理的含油污泥为主的石油固体废物，堆放量超过300万t，成为油田区污染的主要来源。石油的开采、冶炼、使用和运输过程的污染和遗漏事故以及含油废水的排放、污水灌溉，各种石油制品的挥发、不完全燃烧物飘落等引起一系列土壤石油污染问题。

石油成品油中燃料油类对人体健康的危害有麻醉和窒息、化学性肺炎、皮炎等。如汽油为麻醉性毒物，急性中毒可引起中樞神经系统和呼吸系统损害。石油污染物进入海洋环境会对水生生物的生长、繁殖以及整个生态系统发生巨大的影响。污染物中的毒性化合物可以改变细胞活性，使藻类等浮游生物急性中毒死亡。当海洋中石油浓度在10-4～10-3mg/L时，可以对鱼卵和鱼类的早期发育产生影响。而石油的涂敷作用会导致大量的鸟类死亡。

二、石油污染土壤生物修复研究方法

1.微生物修复技术。微生物修复技术是微生物起主导作用，即在人为强化的条件下，用自然环境中的土著微生物或人为投加外源微生物的代谢活动，对环境中的石油污染物进行转化、降解与去除的方法。发达国家于20世纪80年代就开展了这方面的研究，我国在20世纪90年代也开始了这方面的研究工作。用于生物修复的微生物有3类：土著微生物、外来微生物和基因工程菌。自然界中降解烃类的微生物约占微生物群落总数的1%，而当石油污染物存在时，这个比例可增加到10%141。据Bull等嘲对全球不完全统计，己描述的真菌种为69000个，占总数的5%，细菌种为4760个，占12%，病毒种为5000个，占4%。可以降解石油污染物的细菌有;气单胞菌属、芽胞杆菌属、拜叶林克氏菌属、棒状杆菌属）、蓝细菌属、黄杆菌属、微球杆菌属）、分枝杆菌属、诺卡氏菌属、假单胞菌属、红球菌属和弧菌属等。最常见的降解石油的真菌有木霉属、青霉属、曲霉属、森田属等。微生物（细菌和真菌）降解多环芳烃复合物依赖于酶的活性，细菌产生双加氧酶，加双氧原子到苯环上，形成过氧化物，然后氧化为顺式二醇，脱氢产生酚;真菌产生单加氧酶，加氧原子到苯环上，形成环氧化物，然后加入H20，产生反式二醇和酚。微生物修复的成本低，对环境的影响小，处理形式多样，可进行原位、异位及原位一异位联合修复，操作简单.不破坏土壤环境。但易受微生物对PAHs同化代谢能力、PAHs的性质（生物可利用性）及降解环境条件的跟制。按修复地点的不同，微生物修复技术主要分为两类：原位微生物修复和异位微生物修复。

2.植物修复技术。植物主要通过两种途径去除土壤中石油类有机污染物：植物直接吸收和降解;植物释放分泌物和酶，刺激根区微生物活性和生物转化作用。

（1）直接吸收与降解

①植物吸收是指植物直接吸收污染物并在植物组织中积累非植物毒性的代谢物。其机理是植物利用根系吸收土壤和水中的污染物，整个吸收过程包括植物根表面的吸收，根表面细胞膜上的转运系统将污染物由表面向细胞内的主动运输以及污染物在植物体内的转运和运输等生化和物理过程，最后将污染物富积于植物体内。在植物根系对多环芳烃吸收的研究中发现，根系的不同会影响植物对多环芳烃的吸收。凌婉婷等研究了二十种植物根对土壤中多环芳烃菲、芘的吸收作用，得出不同植物根中菲、芘的含量和根系富集系数与根的脂肪含量呈显著正相关，而与根含水量关系不显著。

②植物降解，即植物本身通过体内的新陈代谢作用将所吸收的污染物在体内分解为简单的小分子如CO2和H2O，或转化为无毒或毒性微弱形态的过程。徐端平等通过对禾本科植物高粱和玉米对石油污染土壤修复作用的研究，认为降解方式主要为：1）体内酶氧化降解作用;2）同化污染物;3）植物体内羟基化。

（2）释放分泌物并刺激生物转化作用。植物根际是植物—土壤—微生物与环境条件相互作用的场所植物根系在吸收水分、矿营养的同时也向根系周围土壤环境释放各种分泌物质。这些分泌物为根系微生物生长提供有机碳源，有些也是微生物共代谢的基质，根系的输水性能也为微生物生长提供了更为适宜的温度环境，并且根系巨大的表面积也是微生物的寄宿之处。这些因素刺激着某些微生物和土壤动物在根系周围大量繁殖和生长，有时可使根系圈内土壤动物和微生物量达到圈外的几十甚至上百倍。在石油污染区，植物根系圈内土壤中微生物数量往往会显著增加，分解消耗石油。

三、结语

生物降解石油作为一种高效率、低成本、无污染的生物治理技术，适应我国的国情，也是增加可利用耕地面积的有效途径。在石油污染土壤的治理过程中。应综合考虑经济效益、社会效益和环境效益，进一步完善生物修复技术。注意生物修复方法与传统方法的有机结合，发挥各自优点，使石油污染土壤修复过程成为一个有机整体，达到系统化、最优化和成熟化。

参考文献：

[1]马文潢，杨柳燕.环境微生物工程南京南京大学出版社，1998：250-266.

[2] 张春桂，椽华夏，姜晴楠.污染土壤生物恢复技术.生态学杂志，1997，16H）：52 58.

[3]孙铁珩，束玉芳.徐华夏植物挂生物修复PAHs和矿物油污染土壤的调控研究应用生态学报，1999，10（2）225—229.

剖析POPs污染场地修复技术 篇4

摘要 随着近几年我国环境工程建设的不断推进，针对 POPs 污染场地的修复就成了实际世界环境治理过程中备受人们关注的问题。时至今日，有关 POPs 污染场地这一问题的修复技术在国际环境治理领域研究已然开展了数年的时间，虽然已经获得了一定的效果，但是仍旧存在极大的研究空间。由此，文章从我国有关 POPs 污染场地修复的技术入手进行阐述，从中探究能够实现对这一技术进行筛选的流程，希望能够对后续我国 POPs 污染场地问题的修复和治理有所帮助。

关键词：持久性有机污染物；污染场地；修复技术剖析 Index

摘要.................................................................................................................................................1 Index................................................................................................................................................1 前言.................................................................................................................................................2 1.POPs 物质..................................................................................................................................2 1.1.狭义上的 POPs 物质...............................................................................................................................2 1.2.广义上的 POPs..........................................................................................................................................3 2.13 种具二噁英样毒性特点的多氯联苯同系物及其 IUPAC 序号.........................................3 3.我国 POPs 污染场地的来源.....................................................................................................4 4.常见的 POPs 污染场地修复技术.............................................................................................4 4.1.概述...............................................................................................................................................................4 4.2.物理法...........................................................................................................................................................5 4.3.化学法...........................................................................................................................................................5 4.3.1.化学清洗法......................................................................................................................................5 4.3.2.萃取法................................................................................................................................................6 4.3.3.高级氧化法......................................................................................................................................6 4.3.4.电化学氧化法..................................................................................................................................6 4.4.生物法...........................................................................................................................................................6 4.4.1.植物修复技术..................................................................................................................................7 4.4.2.酶生物修复技术.............................................................................................................................8 4.4.3.微生物修复技术.............................................................................................................................8

4.4.4.动物修复...........................................................................................................................................9 5.POPs 污染场地修复技术筛选研究..........................................................................................9 5.1.POPs 污染场地的调查...........................................................................................................................9 5.2.POPs 污染场地修复目标确定...........................................................................................................10 5.3.POPs 污染场地修复技术初筛...........................................................................................................10 5.4.技术筛选方案的确定...........................................................................................................................10 6.结语..........................................................................................................................................10

前言 就 POPs 物质而言，通常情况下是指日常生活中常见的持久性有机污染物，这一物质不仅具备较强的生物毒性，同时也具备极强的降解难度和生物积累性水平，所以，如何针对这一因素造成的环境、土壤问题进行处理，最大程度上降低这一问题对生态环境所造成的严重破坏，就成为了现阶段迫在眉睫需要解决的问题。截至目前，虽然我国针对 POPs 物质的处理已然开展了十数年的时间，但是，由于我国对这一问题治理、处理的起步相对较晚，导致在实际的环境治理环节仍旧存在比较明显的不足，严重的 POPs 污染场地问题已经在很大程度上威胁了人们日常生活环境和身体健康。基于这一问题，本文将对 POPs 污染场地的修复技术进行研究，思考能够实现对修复技术予以推荐实用的方法。

1.POPs 物质 1.1.狭义上的 POPs 物质 主要是指关于《持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》禁用物质。

林丹)、3 种阻燃剂(六溴联苯醚和七溴联苯醚、四溴联苯醚和五溴联苯醚、六溴联苯)、十氯酮、五氯苯以及 PFOS 类物质(全氟辛磺酸、全氟辛磺酸盐和全氟辛基磺酰氟)。

№ IUPAC序号 中文名称 英文名称 中文类别 氯原子数 英文类别 10 169 3，3“，4，4”，5，5“-六氯代联苯 3，3”，4，4“，5，5”-hexa PCB 六氯代联苯 6 hexa PCB 11 170 2，2“，3，3”，4，4“，5-七氯代联苯 2，2”，3，3“，4，4”，5-hepta PCB 七氯代联苯 7 hepta PCB 12 180 2，2“，3，4，4”，5，5“-七氯代联苯 2，2”，3，4，4“，5，5”-hepta PCB 七氯代联苯 7 hepta PCB 13 189 2，3，3“，4，4”，5，5“-七氯代联苯 2，3，3”，4，4“，5，5”-hepta PCB 七氯代联苯 7 hepta PCB

3.我国 POPs 污染场地的来源 纵观我国以往社会生活中常见的 POPs 污染场地问题而言，从全生命周期角度来看，造成我国存在 POPs 污染场地问题的原因大都是以往我国经济发展过程中对环境保护工作的忽视而造成的。比如，据统计，自改革开放以来我国生产POPs 化学产品的厂家一度超过数百家，这种情况的存在虽然在一定程度上推动了我国以往的化工领域发展，但是，这一经济发展的成果却是以污染环境为代价交换的。截至 2019 年，通过对我国现有 POPs 化工产品生产厂家的环保问题调查来看，超过 80%以上的 POPs 生产厂家都存在不同程度的污染问题，这些POPs 物质会随着企业废弃物的排放被渗透到人们赖以生存的土壤中，而后在土壤中发生沉降逐步造成 POPs 生产商周边环境恶化的问题，阻碍地方环境保护工作的发展。与此同时，人们日常生活中过量的 POPs 消毒剂也是导致后续环境中出现 POPs 污染的问题原因之一。以我国有关使用 POPs 杀虫剂区域位置的研究可以发现，虽然这一区域能够实现对 POPs 杀虫剂的基础保存，但是，随着留存时间的增加等问题，就很容易导致该区域的土壤出现不同程度的 POPs 污染问题，进而影响我国这一领域环境保护工作的有效落实。

4.常见的 POPs 污染场地修复技术 4.1.概述 截至目前，我国有关 POPs 污染场地修复技术的研究已然开展了十数年的时间，在实际 POPs 污染场地修复技术领域比较常见的技术类型大都有原位修复技术和异位修复技术两种，这两种技术的应用都能够在一定程度上实现对 POPs污染场地的修复目标。比如，就 POPs 污染场地原位修复技术而言，通常情况下

是指在后续的修复环境，对引发 POPs 污染场地问题的污染物质进行就地处理、降解以获得预期 POPs 污染场地修复目标的一种技术，通常情况下这一技术的优势在于实际修复环节不需要为修复工作配制专业的修复设备，只需要简单的材料就能够实现预期的 POPs 污染场地修复技术应用效果。日常生活中比较常见的原位热处理技术、地下水曝气技术等都属于原位修复技术；而就异位修复技术而言，则通常情况下是指一种需要将被污染区域土壤挖掘出来进行异位处理后再回填到修复区域的一种技术模式。相对于原位 POPs 污染场地修复技术而言，这种修复技术的风险更低、经济效益相对更高，就会吸引更多的人参与到这一环节的 POPs 污染场地修复技术应用环节，为后续我国环境问题的改良保驾护航。

持久性有机污染物 POPs 的环境修复主要是针对被污染的土地、水体、大气的修复和含 POPs 的废弃物的降解。POPs 环境修复技术可分为原位和异位修复技术。原位修复是指对污染场地(包括深层次污染的土壤和地下水)中存在的污染物进行就地处置，不需要建设昂贵的地面基础设施和远程运输，使之得以降解；异位修复则是将土壤或水体转移后再处理。各种修复技术总结起来可以分为物理、化学、生物修复技术。

4.2.物理法 针对水体 POPs 污染的物理修复技术有是气提、吸附和萃取等手段。针对土壤的修复技术有填埋法、换土法和通风转移污染物技术。这里介绍下土壤热解吸技术。它是通过直接或间接热交换，将污染土壤及其中含有的污染物加热到足够的温度，以使污染物从土壤中得以挥发与分离的过程。虽然热解吸设备投资较大，并且污染土壤需挖掘后才能处理，但其具有操作灵活、安全稳定、对土壤理化性质影响小、处理成本低廉等显著优点，故成为发达国家修复有机污染土壤的重要技术之一。有研究结果，采用适当的热解吸温度进行土壤热解吸修复可避免对土壤自然肥力的破坏，使得处理后土壤恢复农田耕作成为可能，是一种潜在的绿色修复技术。

4.3.化学法 化学降解法是目前处理 POPs 污染物中最常用的方法，主要有化学清洗法，萃取法，高级氧化法，电化学法等。

4.3.1.化学清洗法

化学清洗法是用一些化学溶剂和表面活性剂等清洗被污染场地的方法，此法虽费用较低，但易造成二次污染。

4.3.2.萃取法 是采用超临界流体或微波萃取场地中污染物，使污染物被浓缩富集而去除，但设备投资大，运行成本高。

4.3.3.高级氧化法 高级氧化法是指反应中涉及到羟基自由基的氧化过程，它具有独特的优势：反应过程中产生大量的羟基自由基作为中间产物，可诱发后面的链反应；将污泥降解为 CO₂和 H₂O，不会造成二次污染；反应过程容易控制；可单独处理，也可与其它技术联用。高级氧化法可以分化学氧化法、湿式氧化法、超声波氧化法、为光催化氧化(近紫外光 290~400 nm)等。研究表明超声波氧化法可在 30 min 内降解水体中 95%的低浓度多氯联苯，是一项发展前景良好的 POPs 处理技术；利用纳米级二氧化钛和紫外光的光催化氧化反应来处理 POPs 可能成为研究的热点技术之一。

4.3.4.电化学氧化法 电化学氧化技术是近年来中国处理 POPs 利用的一种新技术。电化学氧化技术借助具有电催化活性的阳极材料，能有效形成氧化能力极强的羟基自由基(·OH)，既能使 POPs 发生分解并转化为无毒性的可生化降解物质，又可将之完全矿化为二氧化碳或碳酸盐等物质。包括电解氧化法(可溶阳极法和不溶阳极法)，电解氧化—生物耦合，吸附—电解氧化法等。探索新型的电极材料，以提高电流密度、催化活性和化学稳定性，从而提高电化学法降解有机物的效率；设计高效合理的电化学反应器，使电化学法降解废水中有机物得到工业化的推广是当前研究热点前沿。

4.4.生物法 生物法主要是利用植物、微生物或原生动物等的吸收、转化、清除或降解POPs，可分为植物修复、微生物修复、动物修复和酶修复等。①植物修复技术：植物体受到 POPs 的污染和毒害的同时，有些植物能富集相当水平的 POPs 污染物，这为改善修复受 POPs 污染的土壤提供了机遇。利用植物及其根际微生物吸收、转移、富集、去除、转化和固持土壤、底泥、地下水、地表水 POPs 技术，是当前生物修复研究领域中的热点。使用红树植物植物修复 POPs 污染湿地沉积物的研究近几年受到了广受关注。

4.4.1.植物修复技术 三种植物修复机制

植物对有机污染物的直接吸收；植物根部分泌的酶来降解有机污染物；根际与微生物的联合代谢作用。

4.4.1.1.植物吸收 植物从受污染的环境中直接吸收 POPs 等有机物，然后将没有毒性的代谢中间体储存在植物组织中，化合物被吸收到植物体后，植物可将其分解，并通过木质化作用使其成为植物体的组成成分，也可通过挥发、代谢或矿化作用使其转化成二氧化碳和水，或转化为无毒性作用的中间代谢物如木质素，储存在植物细胞中。

4.4.1.2.植物释放分泌物和酶去除有机污染物 植物根部分泌的酶来降解有机污染物；根际与微生物的联合代谢作用。

1)植物吸收。植物从受污染的环境中直接吸收 POPs 等有机物，然后将没有毒性的代谢中间体储存在植物组织中，化合物被吸收到植物体后，植物可将其分解，并通过木质化作用使其成为植物体的组成成分，也可通过挥发、代谢或矿化作用使其转化成二氧化碳和水，或转化为无毒性作用的中间代谢物如木质

素，储存在植物细胞中。

2)植物释放分泌物和酶去除有机污染物 植物中的常规酶系能增加污染物的可溶解性，从而提高它们的生物可利用性，植物释放到环境中的酶具有显著的催化作用，可直接降解有机污染物。

3)植物与根际微生物的联合作用 植物根区的菌根真菌与植物形成共生作用，有其独特的酶途径，用以降解不能被细菌单独转化的有机物。

植物中的常规酶系能增加污染物的可溶解性，从而提高它们的生物可利用性，植物释放到环境中的酶具有显著的催化作用，可直接降解有机污染物。

4.4.1.3.植物与根际微生物的联合作用 植物根区的菌根真菌与植物形成共生作用，有其独特的酶途径，用以降解不能被细菌单独转化的有机物。

4.4.2.酶生物修复技术 酶生物修复技术是直接利用某些特定的酶降解。该方法对环境中营养等条件要求不高，对低浓度农药的处理更有效，可降解一些特定的难降解的污染物。中.持`新.兴，处理戴奥辛.利用酶进行农药污染土壤的生物修复被认为是有机污染物生物修复技术中最有效、最可行和最可靠的方法。但目前酶修复技术仍存在酶分离提取时间长、费用高、酶不稳定易失活等缺点。④动物修复：动物修复是指土壤中的一些大型土生动物和小型动物种群，能吸收或富集土壤中残留POPs，并通过自身的代谢作用，把部分 POPs 分解为低毒或无毒产物，此方法对土壤条件要求较高。据报道，蚯蚓对六六六、DDT 等农药的积累能力一般比外界大 10 倍，对 DDT 的积累最高达 70 倍左右。

4.4.3.微生物修复技术 目前，关于微生物降解 POPs 的研究已经成为环境修复领域的热点。它利用微生物的代谢活动把 POPs 转化为易降解的物质甚至矿化。特别是降解菌剂法具有成本低、易操作、修复效果好的特点，是一种无二次污染的清洁生产技术，原理是直接向受污染的土壤或水体接入外来的污染物降解菌，同时提供这些微生物生长所需的营养元素，微生物包括真菌、细菌、放线菌和藻类.细菌中较具代表性的假单胞菌属可降解 DDT 等。而真菌的代表属曲霉属则可降解 DDT、艾

氏剂等。

接种外源性高效微生物、添加微生物营养盐、提供电子受体、提供共代谢底物以及提高生物可利用性是促进微生物修复的几大措施。宏基因组技术可以获得大量的降解基因资源；利用生物工程手段，可以大幅度提高降解菌的能力。③酶生物修复技术 ：酶生物修复技术是直接利用某些特定的酶降解。该方法对环境中营养等条件要求不高，对低浓度农药的处理更有效，可降解一些特定的难降解的污染物。中.持`新.兴，处理戴奥辛.利用酶进行农药污染土壤的生物修复被认为是有机污染物生物修复技术中最有效、最可行和最可靠的方法。但目前酶修复技术仍存在酶分离提取时间长、费用高、酶不稳定易失活等缺点。

4.4.4.动物修复 动物修复是指土壤中的一些大型土生动物和小型动物种群，能吸收或富集土壤中残留 POPs，并通过自身的代谢作用，把部分 POPs 分解为低毒或无毒产物，此方法对土壤条件要求较高。据报道，蚯蚓对六六六、DDT 等农药的积累能力一般比外界大 10 倍，对 DDT 的积累最高达 70 倍左右。

5.POPs 污染场地修复技术筛选研究 对于以往研究中比较常见的 POPs 污染场地修复技术而言，不同的技术类型往往其适配的修复环境也存在相应的差异性，所以，在未来的环境治理环节技术就应结合实际 POPs 污染场地修复的切实需求入手，综合性地选择不同侧重的POPs 污染场地修复技术，从而确保经由筛选后的这一技术能够在极大程度上满足实际 POPs 污染场地的修复需求。结合以往的经验，本文认为在实际的场地修复技术筛选环节，应至少具备场地调查、确定目标、修复技术初筛、可行性研究以及确定修复技术这 4 个方面。

5.1.POPs 污染场地的调查 结合以往环境工程开展的经验，如果想要实现对 POPs 污染场地修复技术的筛选，术人员首先应着眼于拟修复区域的地形、地貌、地质等基础参数进行调查、统计，而后，在完成基础的信息勘察后，技术人员就应针对拟修复区域的土壤、地下水等场地深层次物质进行采样后予以分析；最后，技术人员应着眼于拟修复区域的综合情况进行评估，以此确保能够最大程度上实现对这一区域相关基础信息的查验，为后续筛选污染修复技术提供数据支持。

5.2.POPs 污染场地修复目标确定 在完成对拟修复场地的勘察后，技术人员就可以结合相关的需求设计这一区域修复技术应用的目标，以此为后续相关修复技术的应用指明方向。需要注意的是，就目前而言，我国仍旧没有明确的 POPs 污染场地修复标准，虽然《土壤环境质量》中对 POPs 污染物质的含量进行了限制，但是这一限制仍旧十分有限，所以，在后续的目标确定环节，技术人员应与管理者进行协调，以便最大程度上为后续的 POPs 污染场地修复工作开展奠定基础。

5.3.POPs 污染场地修复技术初筛 就初筛环节而言，笔者认为通常需要着眼于技术的可行性和经济性两个方面，针对性考察，以此确保在后续的 POPs 污染场地修复环节，能够在成本费用支出最小化的基础上获得更大的 POPs 污染场地修复技术应用效果。

5.4.技术筛选方案的确定 在对 POPs 污染场地修复进行初筛后，技术人员就应该根据筛选出技术的实际情况入手，探究这一技术在后续 POPs 污染场地修复过程中的可行性指标，通过综合应用专家评审法、综合分析法以及生活周期法的方式最大程度上实现对POPs 污染场地修复技术的筛选目标，提升对这一 POPs 污染场地环境的治理效果。

关于推进土壤污染修复的建议 篇5

土壤污染与大气污染、水污染被并称为三大主要环境污染问题。一直以来，由于土壤污染具有隐蔽性、滞后性、累积性和地域性，以及治理难、周期长等特点，已经造成对生态安全的重大威胁。近年来，河南“镉麦”事件、江西“镉大米”事件、河北无极倾倒废液事件、“XX宋家庄农药厂污染”等环境事件的出现已经向我们敲响了警钟。我市区位独特，打造优良的环境质量、健康的投资环境、生态安全的小康社会，开展土壤污染的调查，修复势在必行。

一、我市土壤污染现状

我市国土总面积##万平方公里，全市土地总面积###万亩，其中农用地面积##万亩，占土地总面积的###%；建设用地###万亩，占土地总面积的##%；未利用地###万亩，占土地总面积的##%。有关数据显示，我市局部区域土壤污染状况不容忽视，尤其是在我市在重污染企业、采矿区和畜禽养殖场周边地区，镉、钒、铅等无机污染物和滴滴涕总量、苯并(a)芘和二苯并(a,h)蒽等有机污染物均存在点位超标问题，特别是我市七八十年代十五小企业大发展时期。重金属，农药对土壤污染较为严重，至今都未做有效处理。土壤污染防治形势相对较为严峻。

二、土壤污染成因分析

当前，我市正处于工业化、城镇化加速推进时期，超强度的开发和利用，加之历史遗留问题。造成土壤污染呈现新老污染并存，有机污染和无机污染交织的复杂局面。造成土壤污染的主要原因有：

一是农村生活污水、生活垃圾的任意排放。目前，全市80%的村庄没有污水处理设施，直接排放；部分生活垃圾没有进行处理直接堆放在田间地头、河道沟壑、路边两旁及村庄周围等地域，产生的渗沥液严重污染着地下水、地表水及土壤。

二是化肥农药的过度使用及地膜的不可降解污染。按全市耕地面积计算，全市化肥使用量平均每公顷##公斤，有的达到了每公顷##公斤，最多达到每公顷1000公斤，远远超过发达国家设置的每公顷225公斤的安全上限。在化肥施用中还存在化肥利用率低、流失率高等现象。据调查30%土壤污染原因是“农药、化肥、除草剂使用不当”，位于土壤污染原因之首。同时，地膜污染也在加剧。全市每年地膜用量超过##吨。保守计算每年大概有##吨的地膜残留在耕地。由于其难以降解，对土壤造成了严重污染。

三是与固体废物的监管缺失有关。工业废物、城市垃圾以及农用薄膜、地膜是土壤的固体污染物。工业固体废物运输、贮存、处理、处置不规范，生活垃圾随意堆放和农用塑料薄膜、地膜覆盖物广泛使用，如果在土壤中堆积存在，既 不易蒸发、挥发，也不易被土壤微生物分解，是一种长期滞留土壤的污染物，造成土壤质量恶化。

四是畜禽粪便的污染呈现加剧趋势。我市是养殖业大市，养殖业已经成为农村重要的经济增长点，也是面源污染的又一个重要的污染源。据统计，市每年畜禽粪便产生总量约##万吨左右，综合利用率仅在30%-40%，每年排放量约达##万吨，大部分畜禽粪便基本未经有效处理排放到环境之中，直接危害着土壤的环境安全。

三、开展土壤污染修复的建议

开展土壤污染调查，掌握土壤污染状况。充分利用环保、国土和农牧等部门的已有成果，尽快组织开展全市土壤污染状况详查，以农用地和重点工业企业用地为重点，摸清土壤环境质量，评估土壤污染对农产品质量的影响和人群健康的风险，为我市深入开展土壤污染治理工作夯实基础。

水污染修复工作流程 篇6

摘要：文章介绍了武汉某化工厂场地土壤重金属污染治理工程，包括土壤重金属污染现状的调查、标准的选用、固化稳定化技术的应用等，该工程的成功实施证明所采用的监测评价方法、工程技术、手段等是正确有效的，可为其他同类工程项目的设计提供借鉴和参考。

关键词：重金属污染;土壤修复;固化稳定化;堆置养护

中图分类号：X825文献标识码：A文章编号：1009-237419-0075-02

重金属污染因其毒性大，在土壤中不易被微生物降解、滞留时间长等原因成为土壤污染修复工程中的难点，也引起我国政府和相关部门的高度重视。《国家环境保护“十二五”规划》中提出推进重点地区污染场地和土壤修复，以重金属污染防治重点区域等为重点，开展污染场地、土壤污染治理与修复试点示范，并对责任主体灭失等历史遗留场地土壤污染要加大治理修复的投入力度。

湖北省武汉市~口区古田化工企业搬迁场地污染调查及土壤修复工程列入了湖北省重金属污染综合防治规划项目表(历史遗留解决试点项目)中。武汉市某化工厂地处古田化工区，因长期化工生产导致场地内土壤重金属污染严重，在重新利用前急需进行土壤修复工作。

1污染现状

1.1调查方案

工程前期，工程人员在收集了大量该场地化工生产服役期间的相关资料后，对该场地污染物进行了识别，确定了监测指标：镉、铬、铜、铅、锌、汞、砷、镍。

调查方案确定采取网格布点与重点区域加密布点相结合的方式。结合生产工艺和实地勘察情况，以40×40m网格进行监测取样，在认可的范围内共布设98个有效网格，在每个网格中心点取样(取样点编号为S1-S98)，每个点位分三层取样，深度分别为0.5m、1.5m和3m，共计294个土壤分析样品。此外根据现场采样的需要，对部分点位酌情取深层样品，具体采样深度和样品数量由现场确定，实际取样时利用全站仪将各点放样到场地，有点位无法放样时，记录调整后的坐标值。

土壤采样采用直接贯入式设备Geoprobe连续无间断取样，对于部分点位因场地回填物较厚，导致Geoprobe无法采样的，辅助了挖掘机或30钻机。最终本期采集样品256个，钻探总深度496m。同时，对于第一期样品分析检测后，对部分点位进行了补充采样，采集样品主要为部分点位深度0.5m的样品，还有部分指标的部分点位因污染浓度较高，需要加深确定污染深度的`样品，本次补充采样采集样品总数87个。

1.2监测结果分析与评价

本工程土壤评价主要参考《展览会用地土壤环境质量标准》(HJ350-)(以下简称《展》)、土壤成分分析标准物质-长江平原区土壤GSS-15(GBW07429)、《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)、《土壤环境质量标准(修订)》(征求意见稿)、《荷兰土壤临界值》、《英国国家土壤污染“起始浓度”》(ICRCL59/83)，以上标准中仍没有列出的物质，由风险评估来确定是否有风险和计算修复目标值。

从监测结果可以看出，汞、镉、铬、铅、砷、铜、锌、镍中，只有砷和镍略微超过《展》A标准，其余六种指标均超过《展》B标准，并以镉最为严重，其污染面积最大。重金属污染中以S96号点位最为严重，在3m处8种重金属指标有5种超过《展》B，其中镉的超标倍数达到54倍。

表1不同指标的超《展》B标准值点位及深度

2修复工程

2.1技术方案比较

现有重金属污染土壤修复技术方法主要有物理法、化学法、生物法等。通过对比各类技术方法的技术成熟度、国内应用案例、工程时间长短、资金水平高低、应用的适用性和局限性等，发现化学稳定法相对技术成熟，所需工期短等优势，决定在本工程中选择采用该技术。

2.2固化稳定化技术

项目可采用的固化稳定化药剂有A、B两种药剂。

(1)A药剂：适合于污染土壤中大多数重金属的修复。其修复原理是利用Mg、Ca、Si、Al与目标金属污染物发生凝硬反应，从而降低土壤中金属污染物的迁移能力和浸出能力。与传统的水泥固化法相比，A药剂反应后的碱性比水泥低，而且土壤体积变化不大。

(2)B药剂：其修复机理是利用生物化学还原作用，化学吸附络合作用以及沉淀反应作用降低土壤或者地下水中的重金属的迁移性和毒性。该药剂可以处理土壤和地下水中的多种重金属污染，其中包括：砷、铬、铅和汞等。

国内外多个修复测试和治理案例显示复合固化稳定化药剂A适应性广，对铅、镉、汞、氟、铜、锌、硒、砷、六价铬等都有较好的修复效果。另外，现场施工也比较容易，利用一般的地质改良施工方法都适用。

图1固化稳定化施工方法

2.3土壤修复工程施工步骤

(1)污染土壤开挖：将需固化稳定化处理的重金属污染土壤挖出。

(2)筛分：将挖出的7250m3表层渣土进行筛分，大粒径建筑垃圾破碎回填，小颗粒污染土壤送至洗涤系统处理，污染物浓缩成泥饼后再进行固化稳定化处理。

(3)运输：将重金属污染土壤(包括直接挖出的重金属污染土壤和挖出筛分洗涤后的重金属污染泥饼)运输至土壤改良机附近，等待进料。

(4)污染土与药剂混合：本工程采用土壤改良机将污染土壤与固化稳定化药剂混合均匀。

(5)堆置养护：经土壤改良机与固化稳定化药剂均匀混合的土壤，运至指定地点堆放养护5天，然后可进行检测验收。

2.4污染物固化稳定效果检测

以每500m3取一个样对固化稳定化修复成果进行检验，按照《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T299-2007)，以硫酸硝酸混合酸为浸提剂，经翻转式振荡18小时后，浸出液采用电感耦合等离子发射光谱法测定重金属浓度，毒性结果满足《地下水质量标准》(GB/T14848C93)Ⅳ类标准限值。

2.5处理后土壤去向

修复后的土壤，根据场地开发利用规划，回填于硬化路面或停车场以下，利用硬化地面层作为阻隔层，阻隔其与人的接触途径。固化稳定化修复后的土壤杜绝与人体的直接接触，回填基坑的土壤上部覆盖清洁土壤作为阻隔层，做路基填料须符合《公路路基施工技术规范》(JTGF10-)的规定。

对于需要回填的修复合格土壤，由于该工艺进行周期性的分批处理，因此土壤开挖和回填是按照批次处理量来进行，在未完全挖出土壤的基坑不能即刻回填，需要在基坑全部清挖之后进行基坑的土壤检测，达到标准后才可将处理完的土壤进行回填。所以处理完的土壤还不能填回基坑前，将其临时置于未污染的区域暂存，待基坑检测合格，即刻回填。

3结语

工程实践证明，采用固定稳定化技术应用于化工生产场地土壤重金属污染的修复效果明显，工程周期短，资金合理，机械化程度高等优点。武汉原某化工厂场地土壤重金属污染通过工程修复后得到固化稳定，达到《展览会用地土壤环境质量标准》(HJ350-2007)B级标准，符合土地再利用规划的要求，保障了周边居民的健康，可为其他同类工程项目的设计提供借鉴和参考。

参考文献

[1]冯国杰，魏丽，李淑彩.湖南省某排污渠重金属污染治理工程实例[J].环境工程，，31(6).

[2]王松，魏新庆，王立彤.保疏浚联合土工管袋用于湖库底泥的脱水减容[J].中国给水排水，，27(8).

浅谈污染土壤修复 篇7

关键词：土壤,污染,修复

1 土壤污染的类型和原因

1.1 类型

土壤污染从污染物的属性来考虑,一般可分为重金属污染、有机(农药化肥、农膜、石油、其他有机化合物)污染、生物污染和放射性物质污染等四类。

1.2 产生的原因

1.2.1 重金属的污染主要是矿藏的开采产生了大量的废弃物、工业企业的固体废弃物堆放到土壤上污染土壤;城市污水农田灌溉和污泥的农业利用,对农田土壤造成污染;汽车尾气的排放,造成土壤污染等等。重金属污染物主要包括汞、铅、铜、锌、镉、镍、锡、砷等有害金属,这些物质通过上述途径进入土壤后,在土壤中积累到一定浓度,就会对土壤-植物系统产生毒害,造成污染。

1.2.2 有机污染主要是高残留高毒性的农药化肥的过量施用,造成土壤吸附残留;农膜等其他有机化合物使用后不回收污染土壤;原油和石油初产品的勘探、开采、加工、运输和储存等过程中由于事故、操作不甚等等行为排放到土壤中污染土壤等。

1.2.3 生物污染主要是未经处理的含有大量病原微生物和寄生虫的生活污水、粪便、医院污水、垃圾等等直接排放到土壤中,对土壤造成污染。

1.2.4 放射性物质污染主要是人类活动排放出的放射性污染物,污染土壤。

2 土壤污染的特点

2.1 土壤污染具有隐蔽性和滞后性

大气污染、水污染和废弃物污染等问题一般都比较直观,通过感官就能发现。而土壤污染则不同,要通过对土壤样品的化验分析和土地上生长的植物的残留检测,以及研究人畜及动物健康状况才能确定。如日本的“痛痛病”经过了10年以及20年之后才被发现和认识。

2.2 土壤污染具有累积性和地域性

由于土壤的物理特性,土壤中的污染物质不容易扩散和稀释,因此容易在土壤中不断积累,浓度较高。同时,也使土壤污染具有极强的地域性。

2.3 土壤污染具有不可逆转性

许多有机化学物质在土壤中需要较长的时间才能降解,重金属在土壤中降解时间更长,基本上不可逆转。如被某些重金属污染的土壤可能需要100~200年的时间才能恢复。

2.4 土壤污染具有治理难度大的特性

积累在土壤中的的污染物很难靠稀释、自净和微生物的生命活动来消除,土壤污染一旦发生,仅仅靠治理污染源、切断污染途径的方式不能彻底解决,必须靠物理、化学甚至工程的办法,才能解决污染的土壤。治理成本高,周期长。

3 污染土壤修复

3.1 物理修复

通过物理的方法,对污染土壤进行修复。常用有换土法、固化和填埋封装、热处理等等方法。

3.1.1 换土法。

就是将污染土壤挖走换上未被污染的的土壤,或将污染土壤深翻到土壤底层,或在污染土壤上覆盖新土。被重金属与难分解的有机物严重污染的土壤,在面积不大的情况下,可采用换土法进行治理,达到彻底清除土壤污染的目的。该方法简单、易行,但是工程量大,费用高。日本在1980~1997年期间对痛痛病发源地的镉污染土壤进行换土治理,耗资306亿元治理了43公顷,每公顷治理费高达250万元人民币。同时对换出的污染土壤必须妥善处理,防止二次污染。

3.1.2 固化和填埋封装。

固化是利用水泥等物质与土壤混合将污染物包被起来;填埋是对固化后的污染土壤挖掘出来填埋到指定填埋场,或进行压缩,用容器封装。减少和阻止土壤污染的扩散。该技术只是暂时隔离了污染的土壤,并没有从根本上祛除污染物。

3.1.3 热处理。

就是把已经隔离或未隔离的污染土壤加热,使污染物产生热分解的方法。多用于有机物污染和易挥发的重金属污染。工艺简单,技术成熟,但是耗能大,费用高,应用范围狭窄。

3.2 化学修复

通过向土壤中投放化学物质,改变土壤酸碱度或和污染土壤中的污染物结合反映,生成新的无毒或毒性小,容易处理的新物质,达到降解毒物的目的。具体如下:

对重金属污染的土壤的修复主要是向土壤中投入改良剂,改变土壤酸碱度、土壤氧化还原条件,对重金属进行吸附、氧化还原作用,降低重金属的活性。常用的改良剂有石灰、沸石、碳酸钙、磷酸盐等等。不同改良剂的机理不同,如石灰、碳酸钙等主要用于受重金属污染的酸性土壤,提高土壤酸碱度,使土壤中的镉、铜、汞、锌等元素形成氢氧化物或碳酸盐沉淀出来。有机肥也可以处进土壤中重金属离子形成重金属有机络合物,降低毒性。

对有机物污染的土壤的修复主要是通过溶剂洗脱、热脱附、吸附和浓缩等过程,将有机物化合物从土壤中去除。表面活性剂是常用的土壤清洗剂。

化学修复是在土壤原位上进行的,简单易行,但是自豪改变了重金属在土壤中存在的形态,金属元素仍然保留在土壤中。容易再度活化危害植物。通过食物链进入动植物和人体内。同时,治理效果还受土壤类型、重金属种类、污染程度及所选化学试剂的影响。在实际操作中,应根据情况,将化学修复措施和其他措施如生物措施有机结合,治理效果会更明显。

3.3 生物修复

生物修复是利用生物的生命代谢活动,减少土壤中有毒有害物的浓度,使污染土壤恢复到健康状态的过程。生物修复是土壤修复研究的一个新的热点,适合大面积、底污染的土壤修复。但可以去除土壤中的重金属和放射性物质,还可以去除农药。具有成本低、无二次污染、处理效果好、操作简单等特点,是一种高效、经济和环境友好的治理技术。主要有微生物修复和植物修复。

3.3.1 微生物修复。

适用于有机物尤其油类污染区域的修复。向土壤中增加氮、磷等营养物质,适当增加氧气和水分,保持温度,让土壤中的微生物菌保持最佳生命力,从而分解原油。堆肥法也是常用的微生物修复技术,可将土壤中的有机污染物大大的降低浓度。

3.3.2 植物修复。

利用植物的吸收、降解、挥发、过滤、固定等生理过程,净化土壤和水体中的金属元素、放射性物质等等。经研究,目前发现有400多种植物能够超积累各种重金属,一些超积累植物同时还能积累多种重金属。如我国南方湖南、广西等地大面积分布的蕨类植物蜈蚣草对砷有超富集功能,其叶片含砷量高达0.8%。羊齿类铁角蕨对镉的吸附能力也很强,吸收率可达10%(一般植物为1%~2%)。羽叶鬼针草、和酸模能够富集铅,可以做先锋植物去修复被铅污染的土壤。香蒲植物、绿肥植物如狼把草、龙葵等对重金属镉、锌等都具有超强的富集作用。

植物主要通过三种途径去除有机污染物,一是直接吸收、转化、降解农药;二是植物根系直接向土壤分泌能降解农药的酶;三是植物根系分泌有机酸等物质,促进根际周围微生物的生长和繁殖,从而降解有机污染物。如紫花苜蓿可明显地吸收芳香聚合物,菌根类植物可吸收“六六六”,菊科植物可吸收艾氏剂等等。植物吸收法具有处理费用低,对重金属的治理成效具有永久性,减少场地等优点,绿色环保,为公众接受,近年来受到普遍重视。

3.4 农艺调控修复

农艺调控修复主要是利用各种农艺措施,包括改变耕作制度、调整作物品种、种植不进入食物链的植物、选择无毒低残留农药化肥等措施,来达到修复污染土壤的目的。

对土壤污染重灾区,可以种植非食用植物如繁育花草、苗木,既净化土壤、美化了环境,又大大减少了进入食物链的污染物。有机氯农药在旱作土壤中的残留期可长达数年,但是在水田中厌氧微生物的群体作用下,只需2~3个月即可分解消失。因而调整耕作制度,可减轻土壤污染。

3.5 综合修复

重金属污染土地该如何修复 篇8

——中科院院士、中科院南京土壤研究所研究员赵其国

9月17日～18日，由中国生态修复网、中山大学、广东省环境科学研究院、广州市环境技术中心联合主办的“2015重金属污染治理峰会”在广州中山大学举行，来自全国各地的专家学者、行业精英齐聚一堂，共同为新常态下的重金属污染防治出谋划策。

“如此大规模高技术水平的重金属污染治理峰会在国内尚属首次。”业内人士表示，峰会吸引了中科院院士、国内各大高校的专家教授、土壤修复企业的专业人员等，不仅规模大，而且会议上展示了我国目前在重金属修复领域最前沿技术，是重金属污染修复行业的一次盛会，有助于进一步推动我国重金属污染防治与生态修复工作的开展。

土壤重金属污染治理亟待加强

“土壤重金属污染是我国主要的环境问题，已经对食物安全和人体健康产生不良影响。”峰会在中科院院士、中科院南京土壤研究所研究员赵其国的“我国土壤重金属污染问题与治理对策”报告中拉开帷幕，他表示，土壤重金属污染治理已经刻不容缓。

“全国受重金属污染的耕地约有1000万公顷，占18亿亩耕地的8%以上，每年直接减少粮食产量约1亿公斤。”赵其国提到，目前我国土壤重金属污染特征明显，耕地土壤重金属污染严重，“这个污染数字正逐年呈上升趋势。”民以食为天，而粮食以土壤为依托，所以必须尽快启动污染耕地的修复工作。

赵其国还指出，我国工业企业场地、矿区及其周边土壤污染加剧，据统计，我国受采矿污染的土地面积达200余万公顷，并且每年仍以3.3～4.7万公顷的速度递增；高背景区土壤重金属超标，叠加污染突出；土壤重金属污染的流域性态势凸显；土壤新型重金属污染渐显。土壤重金属污染使生态与健康风险增大，生态系统稳定性受影响，导致土壤动物多样性显著降低，进一步加剧了食品安全问题。

“工矿企业粗放式增长，污水、尾矿渣和粉尘污染物排放，污水灌溉耕地、含重金属肥料，农药和污泥的普遍施用，地球化学异常及污染迁移扩散和法律法规缺失、监测不力等，是造成我国土壤重金属污染主要原因。”对此，赵其国建议，要将土壤重金属污染治理问题与水污染、大气雾霾等列为同等重要的问题摆到各级政府议事日程上来。同时，通过实施保护土壤资源、加强耕地建设、保护生态安全、制定科技战略、健全完善法制、突出区域特点等六大战略任务，构建我国土壤安全工程。

探索土壤修复最前沿技术

“重金属挥之不去，我们只能把它从一个地方弄到另一个地方。”中国科学院生态环境研究中心研究员朱永官在峰会上，对重金属修复的技术问题进行了阐述。在他看来，中国重金属污染的关键词就是“移动性”，重金属的迁移最终可能进入到人体，并产生危害。

“重金属污染的主要区域是城市污染场地、农田、矿区。”朱永官认为，对于不适合再生产农作物的土壤就需要修复和安全利用，矿区修复则要和生物综合利用结合在一起。“在解决重金属污染土壤问题时，要把合成生物学、系统生物学、化学、物理学都结合起来。”

农田：从修复到安全利用

在峰会上，农田重金属污染修复成为热点问题，学者们纷纷介绍了目前的研究成果以及相关的治理思路。

据华南农业大学资源环境学院李永涛教授介绍，在农业重金属污染的修复方面，以前是修复、现在是安全利用，这已经是一个共识。南京农业大学潘根兴教授的团队就做了类似的研究，在他们看来，边治理边生产的作物是安全的。他们的团队通过在稻田里施加生物质碳，使得稻米的镉降低了。“在南方稻田，这是一项既稳产又安全的技术。”潘根兴教授表示，在不影响产量的的前提下，可持续治理的科研基础是未来研究的方向。

“农田土壤污染修复不能耽误农时、改变农民的生产习惯。”广东省生态环境与土壤研究所研究员李芳柏提出了相同的看法，他认为，采用工程技术难以解决区域性稻田镉砷污染问题。必须从金属循环的理论入手，研制调控技术，为解决区域性农田重金属污染控制难题提供有效手段。

不过，李芳柏也指出，农田重金属污染修复技术目前面临着发展瓶颈。“哪项技术好？如何评价？目前尚无农田土壤重金属污染治理的技术导则、评价标准、验收标准。”这就导致了农田修复领域现有大量低技术门槛、小规模的企业，缺乏顶层设计，恶性竞争。

除了对土壤的修复之外，不少学者也试图从水稻选种等方面，解决重金属污染土地的种植问题。中山大学生命科学学院叶志鸿教授通过试验发现，筛选和选用重金属低积累品种水稻，种植在中度至低度污染的稻田上，产出的稻米安全性还比较好。另外，通过对稻田水分进行处理，也可以降低水稻根系对重金属的吸收。“只要田间适当控制水分，就可以在保证产量的前提下，降低稻米里总汞和甲基汞的含量。”

矿区：不能仅作外科手术

“矿区废弃物污染是一个极其严重的环境问题。”中山大学生态与进化学院束文圣教授，在其题为“重金属矿区废弃物的生态恢复”报告中强调。

“中国16.1%国土（19.4%耕地）遭受不同程度的重金属污染，矿业废弃地则是重金属污染的最主要来源。”束文圣指出，中国矿产资源集中分布地区与人口密集区、粮食生产区、生态脆弱区高度重叠，矿山重金污染严重影响国家粮食安全、食品安全、生态与人体健康。

“植被恢复是控制矿业废弃地重金属污染的最有效手段之一。”束文圣表示，通过30年的探索，植被修复技术目前已经从理论走向了现实。其团队通过永平铜矿护驾山、凡口等8个矿区废弃地的修复实践，验证了直接植被修复技术能够解决极端酸性与重金属污染的矿业废弃地建立稳定植被的难题，并有效控制了酸化的发生与重金属污染的扩散，具有经济、有效的特点。

中国矿业大学胡振琪教授则提出了矿山重金属污染防治四大战略，即污染监测诊断与监管战略、源头控制与治理战略、采矿—修复（复垦）一体化战略、差别化治理战略。

“生态修复不是靠生态修复学家或生态修复卓越工程师可以独立完成的工作，就像医学中的内科医生，只有共同协作才能保证一个人的身体健康。”提到矿山修复工作时，中国地质大学（北京）土地科学技术学院教授作了一个生动的比喻，“如果把内科医生称为“家”的话（生态修复学家），那么外科医生就是“匠”（生态修复卓越工程师）。”

“如果仅作外科手术，不进行总结提炼提高，那他就是一个会耕地的农夫、会做木火的工匠，永远成不了生态修复的巧匠。”对此，白中科呼吁，生态修复是一项利在当代、功在千秋的伟大事业，需要从生命共同体的角度不懈的坚持与努力。通过生态修复学家和生态修复卓越工程师相辅相成更有效地解决生态修复问题，定能治好土壤的疑难杂症。

场地：完善再开发利用管理体系

随着我国经济社会的发展，特别是产业结构的调整，部分重污染企业逐渐退出市场，然而企业留下来的污染土地该如何处置？这个问题，近年来已经成为困扰城市发展的突出问题。

在此次峰会上，广州市环境技术中心章生健主任的“广州市工业企业场地再开发利用环境管理探索与思考”报告也提到，从他们的调查研究来看，城市污染场地存在诸多问题。例如，部分企业建厂时间较长，因历史原因早期环保工作未被重视，造成遗留污染问题突出；业主对场地环境调查工作重视程度不够，特别是对场地调查经费和时间的投入严重不足，每每造成“欲速不达”的结果；场地调查工作没有按照技术导则和规范的要求开展，甚至将场地调查等同于土壤环境质量调查，往往导致编制技术方案、修复方案出现偏差。

“目前，国家和省内尚未设置从业准入门槛，也缺乏相应的法律法规，技术服务市场存在鱼龙混杂、恶性竞争等问题，对场地调查和修复工作的有序开展造成了一定程度的困扰。”章生健认为，面对这些问题，必须争取早日出台工业企业污染场地再开发利用的管理办法和分级管理技术指引等，同时制定配套的技术规范，形成一套完整的工业场地再开发利用环境管理体系。而且要严把场地调查报告、修复方案和修复验收三个备案关。