二污染修复土壤有机研究技术进展

2.1.2 植物修复技术

植物修复（Phytoremediation）是有机研究指通过利用植 物忍耐或超量吸收积累某种或某些化学元素的特 性，或利用植物及其根际微生物通过吸收、污染降解、土壤 过滤和固定等过程将污染物降解转化为无毒物质 达到净化环境污染的修复技术[24, 25]。 植物修复具有诸多 优势，技术进展如通过植物修复的有机研究众多途径（植物的萃取、 挥发、污染降解作用）利用原位修复方式使土壤中的土壤污 染物得以去除， 相对于其他治理修复技术可减少 场地破坏以及现场环境的修复扰动， 同时通过植物修 复可增加土壤中有机质含量和土壤肥力[26,技术进展 27]。

杨红军[28]等研究了六种野草（狐尾草、有机研究狗尾 草、污染蟋蟀草、土壤稗草、修复高羊茅、技术进展碱蓬）对菲污染土壤的 修复作用和降解途径， 六种野草表现出了不同的 去除能力:狐尾草>狗尾草>蟋蟀草>稗草>高羊茅> 碱蓬。 李翼然[28,29]研究种植黑麦草、紫花苜蓿两种 植株来处理罗丹明 B 污染土样， 紫花苜蓿在罗丹 明 B 初始浓度为 915.08~6269.73mg/kg 的土样中， 种植 90 天时存活率为 57.50%~79.58%，去除率为 38.24%~43.42%；相比之下黑麦草的存活率、去除 率 较 高 ， 种 植 90 天 时 存 活 率 可 达 到 70.00%~ 89.33%，去除率达到 52.18%~62.88%。 采用自然界 中普遍存在的、 植物体自身合成的激素类物质吲 哚乙酸（IAA）促进植物根际作用，可增加对多环芳 烃的吸收，提高植物修复的降解率[30]。 申圆圆[31]研 究了四种植物（红三叶草、穗冰草、黑麦草和狗牙 根）对土壤中石油污染物的降解作用，实验结果发 现，对于污染浓度为 3000mg/kg 的石油污染土壤， 修复 455 天后，红三叶草的对 TPH 的降解率达到 94.52%， 相对于穗冰草、 黑麦草和狗牙根对 TPH 的降解率分别高出 13.82%、18.28%和 20.82%。 植 物修复土壤中的有机污染物具有修复成本低、无 二次污染，技术操作简单等优点，对于农用地经过 植物修复后， 可增加土壤肥力和有机质含量有利 于农作物的种植。 但由于植物修复技术相对不成熟， 如用于修复有机污染土壤的植物对有机污染 物的耐性有限， 同时大多数植物种植其根系集中 在污染土壤表层，故其修复深度有限，且其修复周 期较长，对污染场地环境条件要求较为苛刻。

2.2 物理修复法

物理修复法是指利用物理手段对有机污染土 壤进行治理修复，主要有热脱附、气相抽提、电动 修复以及超临界流体技术等修复技术。

2.2.1 热脱附法

热脱附技术的重点是提高温度， 降低粘度和 吸附，增加溶解度，促进挥发性和半挥发性化合物 的去除， 是一种修复 NAPL 和 DNAPLs 的有前景 的方法[32]。 实验室研究和现场演示也证实了该技 术能够有效地回收高达 99％的挥发性和半挥发性 有机物（VOCs 和 SVOCs），如柴油或喷气燃料以及 地下的一些氯化溶剂[33, 34]。 原位热脱附技术根据技 术原理不同，主要可分为热传导加热技术、电阻加 热技术和热蒸气注入技术。

热传导加热可用于 NAPL 污染区域的污染土 壤修复，类似于蒸汽/热空气注入和 ERH。 黄华雄 [35] 等利用热传导加热技术处理 PCP，TCE，DCE 和 VC 污染土壤， 加热温度为 100℃， 加热时间 9 个 月，去除率达到 99.9％。

Huon[36]等研究了电磁加热对降解 BTEX 和石 油烃的影响。目标温度达到 50℃时，经历两个月时 间， 降解率可达到的 99％， 在田间试验时达到 VOCs 最大降解所需要的时间比相对于其他加热 方式所消耗的时间更短。

与由于受污染材料的低导热性而耗能的传统 加热方法相比，微波加热方式具有诸多优点。 微波 热修复技术具有加热速度快、损耗小、热效率高等 特点，尤其适用于快速修复或重污染场地的修复。 通过微波的热效应， 对受的有机污染土壤进行内 外同时加热，使有机污染物获得能量，得以挥发、 分解，从土壤中去除[37]。 戴博文[38]等采用微波催化 氧化修复技术处理常州某农药厂有机氯农药污染 场地和南通某化工厂有机氯污染场地土壤， 考察 不同参数条件下实验装置对污染土壤的处理效 能， 研发出采用微波催化氧化修复技术对处理有 机氯污染土壤具有一定的普适性的实验装置。 以 六氯苯和 4-硝基酚土壤作为研究对象，采用该实 验设备对土壤中有机污染物进行处置，30min 内去 除率均可达到 90%以上。 热脱附技术处理有机污 染土壤对污染因子不具选择性，处理范围宽，作为 一种非氧化燃烧技术， 特别是对于含氯有机物可 避免二噁英的产生， 但由于热脱附效率受土壤含 水率、粒径、渗透性等因素影响，故热脱附处理污 染土壤对对土壤本身的性质有要求， 同时热脱附 技术设备投资成本、运行费用较高，后处理困难以 及在修复过程中易产生噪声与粉尘， 限制其现场 实际应用。

2.2.2 气相抽提法

气相抽提的基本原理是利用真空泵抽提产生 负压， 当空气流经污染区域时土壤孔隙中的挥发 性和半挥发性有机污染物会解吸并随气流带走， 通过抽提设备统一收集处理。 气相抽提可有效去 除土壤中的挥发性污染物， 但温度会影响其有效 性。 研究表明，气相抽提技术可去除 90%的挥发性 有机物[39-41]。

杨洋[42]等研究了在低温条件下（–10-5℃），采 用气相抽提技术对苯，甲苯，乙苯和邻二甲苯的修 复效率分别为 89.8％，71.3％，29.7％和 14.4％。实验 结果表明，SVE 对苯和甲苯的修复是有效的，对于 去除乙苯和邻二甲苯应该与其他修复技术相结合 进行治理修复。 JoséTomásAlbergaria[43]等以含有六 种最常见污染物（苯，甲苯，乙苯，二甲苯，三氯乙 烯和全氯乙烯）的沙质土壤作为研究对象，采用气 相抽提技术，研究不同土壤类型和污染物，评估土 壤含水量对工艺效率的影响。 忽略人为污染的土 壤， 粘土含量和天然有机物质含量， 实验结果表 明，虽所有修复过程的效率均高于 92％，但土壤含 水量的增加导致修复时间延长。 气相抽提技术所 涉及的设备简单，现场安装简单，对所需修复的场 地扰动小，修复时间短，成本低等特点，气相抽提 主要运用于易挥发的有机污染修复， 同时对土壤 的本身特性（如孔隙率、渗透性、含水率、均质性） 要求较高，对抽提出的气体需进行后续处理。

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