论文部分内容阅读
摘要：本文基于对多环芳烃自身特性的了解，对被其污染的土壤具体应用Fenton法、过硫酸盐氧化法等有效的化学氧化技术进行修复工作，针对不同应用试剂、方法以及对实际修复案例的分析，可总结出化学氧化法对多环芳烃污染土壤具有较高的修复效率。
关键词：多环芳烃;土壤污染;化学氧化修复技术
引言：近年来，随着我国化工行业的进步和发展，越来越多的以多环芳烃为主的污染物大量累积在土壤中。由于多环芳烃自身具有较强毒性、突变性和致癌性，不仅会造成严重的土壤环境污染，还会给人类的身体健康带来威胁，因此必须加强土壤修复技术的应用。
一、多环芳烃污染土壤应用化学氧化修复技术分析
（一）Fenton法
Fenton法主要是将Fe2+与H2O2混合，在Fe2+的催化作用下对H2O2进行分解，从而产生具有强氧化性的（？OH）烃基自由基，在此基础上，使（？OH）烃基自由基与土壤中的有机污染物进行充分氧化反应，先将其分解成为较小单位分子量的有机物，然后进一步氧化为对环境没有污染性质的CO2和H2O。Fenton化学氧化法的应用具有便捷性、高效性等特点。
（二）过硫酸盐氧化法
过硫酸盐主要是由硫酸根离子与阳离子组成的盐类物质，具有较强的氧化性，基于H2O2产生的化学反应，可衍生为一硫酸盐和二硫酸盐两种盐类物质。在其内部分子结构的上部分和中部分，都含有双O键。在H2O2分子结构中，其中一个H元素被SO3所取代，从而生成PS这种新元素构成酸类物质，在此基础上，其盐类的主要形式分为Na2S2O8和K2S2O8两种。针对过硫酸盐的特性来说，具有较强的穩定性和氧化性，能切实提高污染土壤的修复质量和效率。
二、多环芳烃污染土壤应用化学氧化修复技术实例分析
（一）Fenton法修复实例
1. 污染土壤场地现状数值检测
以某医疗中型企业的土壤受污染程度为主要检测对象，对目前状态下污染场地的土壤进行采集和检测工作。据了解，企业主要是以生产医用食品级原料、添加剂为主。比如果糖、甘露醇、山梨糖醇等。对当前企业生产环境的土壤进行多环芳烃检测，当样品数量为6 时，根据检测结果可总结出所采集的土壤样品中苯并（a）芘的浓度在0.24-1.27mg/kg之间;苯并（b）荧蒽在土壤样本中的浓度在0.2-1.62mg/kg之间;二苯并（a，h）蒽的浓度显示在0.01-0.40mg/kg之间。表明医疗中型食品企业土壤已经被多环芳烃元素所污染[1]。
2. 污染土壤化学修复后数值检测
采用Fenton法对受污染土壤进行氧化修复，修复单位需将受污染场地的土壤进行深入挖掘和清理，然后将受污染土壤转移至化学氧化固有场地，此种方式是为了避免化学试剂对周围未受污染的土壤产生消极影响。在此基础上，在受污染的土壤中添加Fenton试剂，然后将二者进行充分的搅拌，促使Fenton试剂与土壤全面的接触，从而达到保障化学氧化反应顺利进行的目的。
待到Fenton试剂与污染土壤充分氧化修复后，可以国家相关标准为主要依据，对土壤采集的样品进行研究，再将相应的检测结果整体均值进行分析和比较，从修复后土壤检验结果来看，通过Fenton法进行修复后的土壤中苯并（a）芘的最大值为0.16mg/kg，比修复前的最大值少了1.21mg/kg，苯并（b）荧蒽和二苯并（a，h）蒽总体来说，都比未修复前的污染土壤值的检测结果大幅度下降，其均小于检出限。
3. 修复效果最终数值
就污染土壤和氧化修复土壤检测结果相比较而言，当该医疗食品企业遭受多环芳烃污染，并应用Fenton法进行修复后，相应数值可明确表明苯并（a）芘、苯并（b）荧蒽和二苯并（a，h）蒽三者的修复效率具有大幅度提升，且均处在81%以上，突出了Fenton试剂具有较强氧化性、修复性和稳定性等特点，具体来说三者的场地修复目标值分别为0.2mg/kg、0.5mg/kg和0.05mg/kg，均达到了满意的目标水平，切实提高了Fenton法的应用可行性。从以下对比图中可明显看出现状均值和修复均值之间的差距。
（二）过硫酸盐氧化法修复实例1.污染场地土壤检测数值
本次土壤检测企业为化工企业，生产的化工原料多带有污染性和腐蚀性特点，但是为满足现代化社会发展需求，以2000年为主要界限，前期生产的化工产品主要为液氯、盐酸、化工用碱等，待到企业发展后期，除了前期产品外，还进一步扩展了氧气、氮气、溶解乙炔等化学物质。在目前状态下对化工企业的污染土壤进行数据检测时，需对企业的生产状况进行基本了解，对现有土壤进行样品采集工作，从而检测出当前化工企业土壤样品中苯并（a）芘、苯并（b）荧蒽和二苯并（a，h）蒽三者的检出浓度分别为0.55-1.75mg/kg、0.80-2.00mg/kg以及0.10-0.34mg/kg之间，其具体数据最小值和最大值均超过了规定范围，就此表明化工企业遭受多环芳烃的污染较为严重[2]。
2. 污染场地土壤修复后检测数值
在此情况下，同样需要先修复单位对化工企业受多环芳烃污染的土壤进行清理和挖掘工作，并进一步转移到固有的处理场地，由于过硫酸盐具有一定的腐蚀性，能有效防止其与未受污染土壤中的有机物进行反应。将硫酸盐试剂添加到受污染土壤中，并用同样的方法进行均匀搅拌，增加二者的接触面积，促进其化学氧化反应得以高效进行。
等到修复处理过程后，需静置一段时间，然后同样以国家相关标准为基础，采用500m3的代表样品进行过硫酸盐氧化法的土壤检测，从下列表格中可知，当样品数量统一为34时，具体苯并（a）芘、苯并（b）荧蒽的最大值分别为0.16mg/kg、0.23mg/kg，而二苯并（a，h）蒽的检测率为0，因此其检测结果可忽略不计。
3. 修复后最终效果
根据检测结果对整体数值进行比较并进一步对其进行分析，当该化工场地应用过硫酸盐对受多环芳烃污染的土壤进行化学氧化修复后，苯并（a）芘、苯并（b）荧蒽和二苯并（a，h）蒽的修复效率不等，分别为75%、85%和60%，由此表面应用的化学方法可有效降低土壤中多环芳烃的污染含量。
结论：综上所述，从目前修复技术的应用情况看，化学氧化修复技术是修复效率高、处理效果好、应用周期短，且对污染物没有较强区分的有效修复方式，能从真正意义上降低被污染土壤中的多环芳烃含量，将其中存在的毒性进行彻底降解，实现土壤环境的持续健康发展。
参考文献：
[1] 周欣，张代荣.多环芳烃污染土壤化学氧化修复技术应用研究[J].环境与发展，2020，32（02）：89-90.
[2] 潘栋宇，侯梅芳.多环芳烃污染土壤化学修复技术的研究进展[J].安全与环境工程，2018，25（03）：54-60+66.
作者简介：
陈慧（1991-），女，硕士，助理工程师，主要从事环境修复治理、土壤污染治理、污水处理工作。
关键词：多环芳烃;土壤污染;化学氧化修复技术
引言：近年来，随着我国化工行业的进步和发展，越来越多的以多环芳烃为主的污染物大量累积在土壤中。由于多环芳烃自身具有较强毒性、突变性和致癌性，不仅会造成严重的土壤环境污染，还会给人类的身体健康带来威胁，因此必须加强土壤修复技术的应用。
一、多环芳烃污染土壤应用化学氧化修复技术分析
（一）Fenton法
Fenton法主要是将Fe2+与H2O2混合，在Fe2+的催化作用下对H2O2进行分解，从而产生具有强氧化性的（？OH）烃基自由基，在此基础上，使（？OH）烃基自由基与土壤中的有机污染物进行充分氧化反应，先将其分解成为较小单位分子量的有机物，然后进一步氧化为对环境没有污染性质的CO2和H2O。Fenton化学氧化法的应用具有便捷性、高效性等特点。
（二）过硫酸盐氧化法
过硫酸盐主要是由硫酸根离子与阳离子组成的盐类物质，具有较强的氧化性，基于H2O2产生的化学反应，可衍生为一硫酸盐和二硫酸盐两种盐类物质。在其内部分子结构的上部分和中部分，都含有双O键。在H2O2分子结构中，其中一个H元素被SO3所取代，从而生成PS这种新元素构成酸类物质，在此基础上，其盐类的主要形式分为Na2S2O8和K2S2O8两种。针对过硫酸盐的特性来说，具有较强的穩定性和氧化性，能切实提高污染土壤的修复质量和效率。
二、多环芳烃污染土壤应用化学氧化修复技术实例分析
（一）Fenton法修复实例
1. 污染土壤场地现状数值检测
以某医疗中型企业的土壤受污染程度为主要检测对象，对目前状态下污染场地的土壤进行采集和检测工作。据了解，企业主要是以生产医用食品级原料、添加剂为主。比如果糖、甘露醇、山梨糖醇等。对当前企业生产环境的土壤进行多环芳烃检测，当样品数量为6 时，根据检测结果可总结出所采集的土壤样品中苯并（a）芘的浓度在0.24-1.27mg/kg之间;苯并（b）荧蒽在土壤样本中的浓度在0.2-1.62mg/kg之间;二苯并（a，h）蒽的浓度显示在0.01-0.40mg/kg之间。表明医疗中型食品企业土壤已经被多环芳烃元素所污染[1]。
2. 污染土壤化学修复后数值检测
采用Fenton法对受污染土壤进行氧化修复，修复单位需将受污染场地的土壤进行深入挖掘和清理，然后将受污染土壤转移至化学氧化固有场地，此种方式是为了避免化学试剂对周围未受污染的土壤产生消极影响。在此基础上，在受污染的土壤中添加Fenton试剂，然后将二者进行充分的搅拌，促使Fenton试剂与土壤全面的接触，从而达到保障化学氧化反应顺利进行的目的。
待到Fenton试剂与污染土壤充分氧化修复后，可以国家相关标准为主要依据，对土壤采集的样品进行研究，再将相应的检测结果整体均值进行分析和比较，从修复后土壤检验结果来看，通过Fenton法进行修复后的土壤中苯并（a）芘的最大值为0.16mg/kg，比修复前的最大值少了1.21mg/kg，苯并（b）荧蒽和二苯并（a，h）蒽总体来说，都比未修复前的污染土壤值的检测结果大幅度下降，其均小于检出限。
3. 修复效果最终数值
就污染土壤和氧化修复土壤检测结果相比较而言，当该医疗食品企业遭受多环芳烃污染，并应用Fenton法进行修复后，相应数值可明确表明苯并（a）芘、苯并（b）荧蒽和二苯并（a，h）蒽三者的修复效率具有大幅度提升，且均处在81%以上，突出了Fenton试剂具有较强氧化性、修复性和稳定性等特点，具体来说三者的场地修复目标值分别为0.2mg/kg、0.5mg/kg和0.05mg/kg，均达到了满意的目标水平，切实提高了Fenton法的应用可行性。从以下对比图中可明显看出现状均值和修复均值之间的差距。
（二）过硫酸盐氧化法修复实例1.污染场地土壤检测数值
本次土壤检测企业为化工企业，生产的化工原料多带有污染性和腐蚀性特点，但是为满足现代化社会发展需求，以2000年为主要界限，前期生产的化工产品主要为液氯、盐酸、化工用碱等，待到企业发展后期，除了前期产品外，还进一步扩展了氧气、氮气、溶解乙炔等化学物质。在目前状态下对化工企业的污染土壤进行数据检测时，需对企业的生产状况进行基本了解，对现有土壤进行样品采集工作，从而检测出当前化工企业土壤样品中苯并（a）芘、苯并（b）荧蒽和二苯并（a，h）蒽三者的检出浓度分别为0.55-1.75mg/kg、0.80-2.00mg/kg以及0.10-0.34mg/kg之间，其具体数据最小值和最大值均超过了规定范围，就此表明化工企业遭受多环芳烃的污染较为严重[2]。
2. 污染场地土壤修复后检测数值
在此情况下，同样需要先修复单位对化工企业受多环芳烃污染的土壤进行清理和挖掘工作，并进一步转移到固有的处理场地，由于过硫酸盐具有一定的腐蚀性，能有效防止其与未受污染土壤中的有机物进行反应。将硫酸盐试剂添加到受污染土壤中，并用同样的方法进行均匀搅拌，增加二者的接触面积，促进其化学氧化反应得以高效进行。
等到修复处理过程后，需静置一段时间，然后同样以国家相关标准为基础，采用500m3的代表样品进行过硫酸盐氧化法的土壤检测，从下列表格中可知，当样品数量统一为34时，具体苯并（a）芘、苯并（b）荧蒽的最大值分别为0.16mg/kg、0.23mg/kg，而二苯并（a，h）蒽的检测率为0，因此其检测结果可忽略不计。
3. 修复后最终效果
根据检测结果对整体数值进行比较并进一步对其进行分析，当该化工场地应用过硫酸盐对受多环芳烃污染的土壤进行化学氧化修复后，苯并（a）芘、苯并（b）荧蒽和二苯并（a，h）蒽的修复效率不等，分别为75%、85%和60%，由此表面应用的化学方法可有效降低土壤中多环芳烃的污染含量。
结论：综上所述，从目前修复技术的应用情况看，化学氧化修复技术是修复效率高、处理效果好、应用周期短，且对污染物没有较强区分的有效修复方式，能从真正意义上降低被污染土壤中的多环芳烃含量，将其中存在的毒性进行彻底降解，实现土壤环境的持续健康发展。
参考文献：
[1] 周欣，张代荣.多环芳烃污染土壤化学氧化修复技术应用研究[J].环境与发展，2020，32（02）：89-90.
[2] 潘栋宇，侯梅芳.多环芳烃污染土壤化学修复技术的研究进展[J].安全与环境工程，2018，25（03）：54-60+66.
作者简介：
陈慧（1991-），女，硕士，助理工程师，主要从事环境修复治理、土壤污染治理、污水处理工作。