油污染场地修复现状及展望

摘要: 对油污染场地修复的现状进行了总结，包括油污染后的土壤修复和地下水修复，归纳分析了物理/化学修复、生物修复、联合修复等土壤修复方法，以及异位修复、原位修复等地下水修复技术的特点。在此基础上，针对现有油污染场地修复技术在废油回收和资源化利用方面的不足进行了分析，并展望了油污染场地修复的发展方向。

近20 年来，随着我国工业、经济的迅速发展，石油资源得到了广泛的应用，但同时由于前期对环境治理的不重视，对炼油厂、石化厂区、加油站等区域存在的油品泄漏重视和治理程度不够，使得这类区域的土壤、地下水等场地存在严重的油类污染，对环境造成了巨大的破坏。

近年来，随着国家对环境保护和治理的逐渐重视，我国开始大量进行油污染场地修复的研究和应用。油污染场地的修复主要包括油污染后的土壤修复和油污染后的地下水修复两方面，其中，土壤修复方法包括物理/化学修复、生物修复、联合修复等，地下水修复方法包括异位修复、原位修复等。

1 油污染土壤修复

针对油污染后的土壤修复，国内外进行了大量的研究［1-13］，形成了一系列的修复技术，按原理划分可分为以下三类: 物理/化学修复、生物修复以及联合修复。其中，联合修复由于可综合多种修复方法的优点，已逐渐成为目前的主流修复方法。

1． 1 物理/化学修复

物理/化学修复法主要包括以下几类［1］: 热解吸、光降解、土壤淋洗以及土壤气相抽提等，具体如下。

1． 1． 1 热解吸修复技术热解吸修复是通过对土壤加热的方式，使得土壤中的污染物挥发，进而达到修复的效果。加热的温度根据具体污染物的成分而定，通常在200 ～ 600 ℃间。加热的方式包括红外辐射加热、微波加热、蒸汽管道加热等。热解吸修复未对污染物进行相应的处理而直接排入大气，环境污染较大，应用受限较大，特别是对于土壤中存在毒性较大的污染物时，应先采用相关的化学处理方法处理后，再进行热解吸修复［2］。

1． 1． 2 光降解修复技术光降解修复技术是利用光能的作用，使污染物发生分解，最后转化为CO2、H2O，在污染治理方面有着广泛的应用［3］。由于光降解处理不会对环境造成二次污染，在环保方面具有显著的优势，因此，利用光降解进行油污染后的土壤修复近年来已成为国内外的研究热点［4］。油污染土壤的光降解修复分为以下几类: 土壤表层修复、悬浮态土壤修复、萃取+ 光降解联合修复。除上述光降解修复技术外，利用纳米级TiO2等催化剂联合光降解进行污染物的光催化降解［5］，可以大大提高油污染土壤修复的效率，是目前光降解修复技术的研究热点。

1． 1． 3 土壤淋洗修复技术土壤淋洗修复技术采用淋洗液淋洗的方式去除吸附于土壤孔隙区域的污染物，去除的方式包括以下两种: 污染物直接溶解于淋洗液、污染物被淋洗液的冲击力带走。淋洗液包括纯水、有机溶液、无机溶液、表面活性剂等，其中，将表面活性剂作为淋洗液进行油污染土壤的修复［6］，具有较好的效果。利用土壤淋洗修复技术进行油污染土壤的修复，关键的问题在于修复后的淋洗液处理，如处理不当易对环境造成二次污染，因此，就目前来说，修复后的淋洗液处理是制约土壤淋洗修复技术应用及发展的关键。

1． 1． 4 土壤气相抽提修复技术土壤气相抽提修复技术是利用抽提、注气等方式，将油污染土壤中的挥发性污染物集中引至地面上，然后再进行处理［7］。土壤气相抽提修复技术对于非黏质挥发性油类污染物的处理效果较好，且处理范围较大，工艺操作简单，在欧美国家已得到广泛应用。相对于欧美国家，我国在土壤气相抽提修复技术方面的研究较为薄弱，目前以实验室研究为主［8-9］，对技术的工程应用及装备方面的研究较为缺乏。

1． 2 生物修复

生物修复法是通过生物降解的方法进行油污染土壤的修复，包括微生物修复、植物修复以及动物修复三类。

1． 2． 1 微生物修复技术微生物修复技术分为原位修复和异位修复两类，具体的技术包括投菌法、生物通风法、空气注入法、耕作法、堆肥法等。对于油污染土壤的修复，微生物修复技术不破坏土壤结构，不会对环境造成二次污染，在环保方面的优势较为突出，但由于微生物油污染土壤中污染物的降解效率较慢，使得微生物修复技术的修复时间较长，这是目前制约该项技术的关键所在，寻找高效的油污染物降解菌种一直是微生物修复技术的关注热点［10］。

目前，国外已开始将微生物修复技术应用于油污染土壤的修复，我国在这方面的研究起步较晚，尚处于实验室研究为主的阶段。从实际的应用及实验效果来看，相对于其它微生物修复技术，生物通风法的效果和应用范围较好［11］，是目前研究的热点方向。

1． 2． 2 植物修复技术植物修复技术是通过植物根系对油污染土壤中污染物进行吸附、吸收、降解等综合作用，以达到清除污染物修复土壤的目的。植物修复技术除对土壤有修复作用外，对于土壤区域的空气、地下水等区域也有着修复的功能，在环保方面的优势十分突出。尽管植物修复技术在环保以及成本方面具有较好的优势，但由于其修复效果受植物生长周期、土壤结构、气候环境等方面的影响，修复周期较长，因此相关的利用植物修复技术进行油污染土壤修复的研究较少，目前的研究重点在于对污染物有修复作用的植物筛选以及接种等方面，代表性的修复类植物包括杨树、棉花、油菜、小麦、水稻等。

1． 2． 3 动物修复技术动物修复技术是利用动物吸收油污染土壤中的污染物，通过动物体内的新陈代谢进行污染物的分解，国外在这方面的研究较长，国内研究尚处于起步阶段。动物修复技术的代表性动物包括蚯蚓、蜈蚣、线虫等。

1． 3 联合修复

由于油污染土壤的复杂性以及单一修复方法的不足，采用多种修复技术联合进行油污染土壤的修复，已成为当前的主流发展方向［12-13］，如微生物-植物-动物联合修复、光降解-生物联合修复、抽提强化-土壤气相抽提联合修复等，均可以达到缩短修复周期、提高修复效果的作用。

2 油污染地下水修复

对于油污染地下水的修复，按修复方式可分为异位修复和原位修复两类，针对原位修复和异位修复，国内外进行了大量的研究［14-21］。其中，原位修复法由于成本低、环境影响小等特点，应用前景较为宽广。

2． 1 油污染地下水异位修复

对于油污染地下水的异位修复，目前较为成熟且应用广泛的技术为抽出处理技术。其利用泵将地下水中受到污染的部分抽出到地表，经污水处理单元净化后，再回灌入地下水层中，如此往复循环，达到对油污染地下水的修复［14］。对于油污染来说，大部分污染物的密度比水小，通常污染物都处于地下水的上层，采用抽出处理技术可以起到较好的效果。但对于密度比水重的油污染物来说，采用抽出处理技术的效果较差［15］。同时，抽出处理技术易造成地面下层以及周边水体反侵，对环境结构有一定的影响。

2． 2 油污染地下水原位修复

油污染地下水的原位修复是在不破坏环境结构的前提下，在污染原始场地进行修复。相对于异位修复，原位修复对环境影响小，成本低，近年来在油污染地下水的修复方面受到广泛的关注和应用。主要的油污染地下水原位修复技术包括以下几类: 监测自然衰减修复技术、渗透性反应墙修复技术、空气曝气修复技术和生物曝气修复技术。

2． 2． 1 监测自然衰减修复技术监测自然衰减修复技术是指针对油污染地下水的环境结构和污染物类型，对污染物经对流、挥发、降解等自然衰减的过程进行监测与评估，并为在相应时间达到修复效果提出合理的修复技术［16］。地下水油污染物的自然衰减是物理、化学及生物降解等综合作用的结果，对于具体的地下水油污染是否符合通过监测自然衰减修复技术来达到修复的效果，需要经过对地下水环境结构、污染物类型等进行充分调查和评估后再进行评价。

2． 2． 2 渗透性反应墙修复技术渗透性反应墙修复技术是针对抽出处理技术提出的一种修复技术［17］，原理是在油污染地下水污染物流动路径上设置墙体，在墙体内布有污染处理修复介质材料，包括过滤、吸附、降解等材料，当油污染地下水通过该墙体时，经墙体内的介质材料对污染物进行处理，以达到对油污染地下水的修复［18］。相对于抽出处理技术，渗透性反应墙修复技术不对油污染地下水的环境结构产生影响，同时也不限制油污染地下水的流动，环境方面的优势较为明显。但由于渗透性反应墙修复技术是在流体截面上设置的墙体，增加了流体的流动阻损，可能会改变油污染地下水的水力系统，因此，渗透性反应墙修复技术在具体的设计应用中需充分考虑对流体水力系统的影响。

2． 2． 3 空气曝气修复技术空气曝气修复技术对于油污染地下水修复较为有效，是目前应用最多的原位修复技术［19］。空气曝气修复技术多用于去除地下水位以下的油污染物，可联合气相抽提技术一起使用，其原理是将压缩空气注入到油污染地下水中，通过气-固-液多相传质，使污染物进入空气中，并通过抽提将带有污染物的空气引至地面进行集中处理，以达到对油污染地下水的修复。空气曝气修复技术的设计需要考虑曝气空气参数、油污染地下水水体环境等多种因素的影响，研究及实际数据表明空气曝气修复技术对于油污染地下水的修复非常有效，且在技术成本、修复效果、操作等方面具有明显的优势［20］。

2． 2． 4 生物曝气修复技术生物曝气修复技术是以气相抽提技术为基础，通过原地注入氧气的方式，增强油污染地下水污染物的生物降解效果，其关键在于氧气注入方式的优化以及氧气使用率的强化，以为油污染物的生物降解创造良好的氛围。生物曝气修复技术修复油污染地下水的适用范围较广，对于轻组分和重组分油类污染物均可适用，是油污染地下水修复未来发展的主要方向［21］。

3 结束语

随着国家对环境保护的日益重视，油污染场地修复技术的研究和应用受到了广泛的关注。由于油污染场地的复杂性，目前关于油污染场地修复的研究主要侧重于污染物降解方面的研究，对于油污染场地的废油回收及资源化利用等方面的研究较少，主要以萃取、气相抽提等方法为主。受制于油污染场地的复杂性，萃取、气相抽提等技术有着各自的局限性，如萃取法对于污染面积大、污染物浓度不高的场地，存在回收成本高、溶剂利用率低的问题; 气相抽提对于低挥发性的油污染场地适用性较差等。

由于油污染场地废油回收的难度较大，从资源化利用的角度出发，对于油污染场地的修复，应从污染源头的修复治理开始，加强对污染源头废油回收、处理和再利用的重视，同时，针对不同的污染场地，制定不同的修复方案，以最大程度的实现废油的资源化利用。

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