來源：第12期《環(huán)保產(chǎn)業(yè)》
POPs污染土壤修復(fù)技術(shù)的選擇主要從兩方面考慮，即技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)可行性。中國污染場地修復(fù)剛剛起步，持久性有機(jī)污染物物質(zhì)特性決定了我國持久性有機(jī)污染物污染場地管理工作的復(fù)雜性。
1962年Rachel Carson 發(fā)表了《寂靜的春天》一書，在書中她描寫了由于農(nóng)藥的使用使得鳥類種群大量下降的細(xì)節(jié)，這一發(fā)現(xiàn)為人類使用有機(jī)化學(xué)品敲響了警鐘，人們逐漸意識到持久性污染物（Persistent Organic Pollutants，簡稱POPs）對環(huán)境可能造成的嚴(yán)重污染及對生物體造成的極大危害。
持久性有機(jī)污染物（POPs，Persistent Organic Pollutants），指持久存在于環(huán)境中，具有很長的半衰期，且能通過食物網(wǎng)累積，對人類健康及環(huán)境造成不利影響的有機(jī)化學(xué)物質(zhì)。最近十多年的研究表明，持久性有機(jī)污染物已經(jīng)廣泛存在于全球各地。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）將持久性有機(jī)污染物視為“世界面臨的最大的環(huán)境挑戰(zhàn)之一”�！端沟赂鐮柲s》在2001年5月簽署之初，提出了需要采取國際行動去控制的首批12種物質(zhì)，被稱為“骯臟的一打”，即艾氏劑、狄氏劑、異狄氏劑、滴滴涕、氯丹、六氯苯、滅蟻靈、毒殺芬、七氯、多氯聯(lián)苯、多氯代二苯并二英和多氯代二苯并呋喃。到目前為止，列入《斯德哥爾摩公約》控制的持久性有機(jī)污染物已達(dá)21 22種。根據(jù)這些物質(zhì)的生產(chǎn)用途和公約控制要求，這21 22種物質(zhì)可以分為農(nóng)藥類、工業(yè)化學(xué)品類和非故意排放副產(chǎn)物三大類（表1）。
我國曾是持久性有機(jī)污染物的生產(chǎn)和使用大國，在生產(chǎn)和流通等環(huán)節(jié)都曾產(chǎn)生大量的污染場地，隨著城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市結(jié)構(gòu)的調(diào)整，大批持久性有機(jī)污染物生產(chǎn)和使用企業(yè)停產(chǎn)或搬遷后，留下了大量受到持久性有機(jī)污染物污染場地，成為環(huán)境風(fēng)險極大的潛在污染源，迫切需要治理。土壤是植物和一些生物的營養(yǎng)來源，土壤中存在POPs會導(dǎo)致POPs在食物鏈上發(fā)生傳遞和富集。中國農(nóng)田土壤在禁用滴滴涕和六六六20年后，一些地區(qū)最高殘留量仍在1 mg/ kg以上。
POPs污染土壤修復(fù)技術(shù)的選擇主要從兩方面考慮，即技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)可行性。中國污染場地修復(fù)剛剛起步，修復(fù)技術(shù)尚處在研究和摸索階段，缺乏適用于持久性有機(jī)污染物污染場地治理的成熟技術(shù)。而發(fā)達(dá)國家土壤修復(fù)開展早于中國幾十年，已經(jīng)開發(fā)了多種較為成熟的技術(shù)，積累了大量寶貴經(jīng)驗。目前，POPs污染修復(fù)技術(shù)主要分為物理、化學(xué)和生物修復(fù)方法。
POPs污染土壤的物理修復(fù)方法主要包括換土法、通風(fēng)去污法、熱解吸技術(shù)等。換土法是將被污染的土壤移到指定地點(diǎn)填埋，原址用清潔土壤回填。通風(fēng)技術(shù)是人工向土壤通入氣流，由氣流將土壤氣相中的有機(jī)物帶走，含污染物的氣流經(jīng)凈化后排放，從而達(dá)到凈化土壤的目的。熱解吸技術(shù)是以加熱方式將受有機(jī)物污染的土壤加熱至有機(jī)物沸點(diǎn)以上，使吸附于土壤中的有機(jī)物揮發(fā)成氣態(tài)后再分離處理。物理法也可對POPs起到濃縮富集并部分處理的作用， 常作為一種預(yù)處理手段與其它處理方法聯(lián)合使用。例如，利用表面活性劑洗脫土壤中的PCBs，洗脫液可利用生物降解、紫外光照射及焚燒等方法進(jìn)行后續(xù)處理。
污染土壤化學(xué)修復(fù)方法主要包括化學(xué)氧化法、化學(xué)還原法，化學(xué)淋洗法、超臨界萃取法等�；瘜W(xué)氧化（還原）技術(shù)原理是指將氧化劑（還原劑）添加到污染土壤中，當(dāng)藥劑接觸到污染物時，污染物被化學(xué)分解（氧化或還原）成為毒性更小或無毒的產(chǎn)物（如二氧化碳、水、或氯離子等）�；瘜W(xué)氧化與化學(xué)還原法對污染物濃度和性質(zhì)較不敏感，修復(fù)效率高，作用時間短，且經(jīng)濟(jì)安全，因此被廣泛使用。
生物修復(fù)方法是治理低濃度POPs污染的一種較為理想的方法，主要有植物修復(fù)、動物修復(fù)和微生物修復(fù)三類。植物修復(fù)是利用植物或植物與微生物的共生體系，清除環(huán)境中污染物的一種治理技術(shù)。動物修復(fù)是通過土壤動物群(蚯蚓、線蟲類等)對污染物的直接吸收、轉(zhuǎn)化、分解作用，以及其對土壤理化性質(zhì)、土壤肥力、植物和微生物生長的間接促進(jìn)作用，從而實現(xiàn)污染土壤修復(fù)的過程。微生物修復(fù)是利用微生物的代謝活動把POPs轉(zhuǎn)化為易降解的物質(zhì)甚至礦化。這種生物修復(fù)技術(shù)已在國外 POPs污染土壤中得到廣泛應(yīng)用。下面介紹我國實施的POPs污染土壤生物修復(fù)工程案例。
**案例分析**
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項目名稱
西南某有機(jī)氯農(nóng)藥污染土壤修復(fù)工程。
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項目簡介
污染場地位于中國西南部，是某農(nóng)藥廠破產(chǎn)廢棄場地，土壤污染較嚴(yán)重。該農(nóng)藥廠廠區(qū)占地面積為242畝（16萬m2）。經(jīng)過前期對場地進(jìn)行污染調(diào)查與風(fēng)險評價，確認(rèn)該場地土壤主要被六六六和滴滴涕兩種污染物污染，兩者在土壤中的最高濃度分別達(dá)4661.46 mg
和24107.3 mg，超過相關(guān)土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)數(shù)千至數(shù)萬倍。目前工程已經(jīng)基本完工。
該場地土壤的土質(zhì)主要為粉質(zhì)粘土，表層有雜填土。六六六和滴滴涕主要分布于地表至地下5m的土壤中，且在土層中污染物濃度沒有明顯的分布差異。項目總污染土方量為29.68萬m3。由于第一層土壤與受體接觸最密切，污染物修復(fù)目標(biāo)要嚴(yán)于深層土壤，詳見表1。
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修復(fù)技術(shù)
綜合考慮場地條件、污染物性質(zhì)、工期要求、技術(shù)要求和經(jīng)濟(jì)條件等因素，本工程采用生物化學(xué)還原修復(fù)技術(shù)與水泥窯協(xié)同焚燒技術(shù)聯(lián)合工藝處理污染土壤。修復(fù)技術(shù)路線詳見圖1。低濃度污染土壤（滴滴涕與六六六濃度比低于50mg）采用原地生物化學(xué)還原修復(fù)，高濃度污染土壤（滴滴涕與六六六濃度比高于50mg）采用異地水泥窯焚燒處置。詳見圖1：修復(fù)技術(shù)路線圖。
根據(jù)施工技術(shù)路線，在低濃度污染土壤中加入生物化學(xué)還原修復(fù)藥劑進(jìn)行原地生物化學(xué)還原修復(fù)。藥劑中的活性鐵降低土壤中的氧化還原電位，使農(nóng)藥污染物發(fā)生β-消除脫氯反應(yīng)。藥劑中的控釋碳通過發(fā)酵作用釋放溶解性有機(jī)碳（DOC），通過提供碳源和營養(yǎng)物質(zhì)促進(jìn)土著微生物的代謝活動，將脫氯后的次生有機(jī)污染物降解。技術(shù)原理見圖2。
對于修復(fù)含氯有機(jī)農(nóng)藥的土壤，需要利用還原性藥劑循環(huán)好氧與厭氧處理過程，從而分解其中間產(chǎn)物：在厭氧還原條件下，通過生物和化學(xué)過程處理農(nóng)藥類污染物，脫除氯原子；微生物好氧過程降解脫氯后的產(chǎn)物，將其降解為無毒物質(zhì)，從而達(dá)到農(nóng)藥類污染土壤修復(fù)的目的。
水泥窯焚燒技術(shù)是利用水泥回轉(zhuǎn)窯，在生產(chǎn)水泥熟料的同時，焚燒處理污染土壤。水泥窯焚燒技術(shù)利用水泥窯中的高溫，將土壤中的有機(jī)物高溫分解成為CO2和H2O，達(dá)到去除土壤污染的目的。見圖3：水泥生產(chǎn)工藝圖。
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工程實施
生物化學(xué)還原修復(fù)工藝施工過程：
生物厭氧過程：將污染土壤運(yùn)到處理車間內(nèi)堆放，加入DARAMEND藥劑并旋耕攪拌均勻。堆置好的土壤中加水，控制一定的含水量以保持土壤的厭氧還原環(huán)境。厭氧5天之后，取樣檢測土壤的ORP和pH值，確保反應(yīng)環(huán)境保持在最佳狀態(tài)。
生物好氧過程：需要定期對土壤進(jìn)行翻耕，以使土壤的反應(yīng)環(huán)境保持在好氧的狀態(tài)。好氧3天之后，采樣檢測土壤含水率，為下個周期的加水量提供基礎(chǔ)計算數(shù)據(jù)。循環(huán)3個周期后，土壤處理完畢，檢測土壤的六六六和滴滴涕，達(dá)標(biāo)后回填。施工流程見圖4。
水泥窯協(xié)同焚燒工藝施工過程：
污染土壤經(jīng)過預(yù)處理后運(yùn)送至水泥窯進(jìn)行焚燒處理。處理后，土壤中的六六六和滴滴涕被徹底分解去除，污染土壤最后鍛燒為水泥熟料。
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修復(fù)效果
在生物化學(xué)還原修復(fù)工藝中，污染土壤在與DARAMEND藥劑充分反應(yīng)40天后，六六六濃度從4661.46 mg降解到1 mg ，滴滴涕濃度從24107.3 mg降解到5.1 mg。兩者的降解率分別達(dá)到91.1%、89.8%，污染土修復(fù)處理達(dá)標(biāo)。
該有機(jī)氯農(nóng)藥污染土壤修復(fù)工程案例表明，采用生物化學(xué)修復(fù)技術(shù)治理 POPs污染土壤，可以取到較好的修復(fù)效果。結(jié)合不同污染場地的實際情況，采取多項工藝聯(lián)合處理，可以更高效和經(jīng)濟(jì)地完成污染場地修復(fù)任務(wù)。提高POPs污染物的生物可利用性，大幅度提高降解菌的能力，采用生物工程手段對污染土壤進(jìn)行修復(fù)將是POPs生物修復(fù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
持久性有機(jī)污染物物質(zhì)特性決定了我國持久性有機(jī)污染物污染場地管理工作的復(fù)雜性。我國對于污染場地的管理整體上處于初級階段，目前雖己初步建立了可適用于持久性有機(jī)污染物污染場地管理的體系和模式，但與國外的相關(guān)制度相比還有待進(jìn)一步加強(qiáng)和完善。
