土壤常見污染物類型及防治-dj

1、常見有機污染物有機污染物大致可分為兩大類：一類為量大易降解的有機物（包括生物降解和化學(xué)降解），可用BOD（生物需氧量）和COD（化學(xué)需氧量）指標來評價；另一類為有毒有害難降解有機污染物（微量有機污染物）。環(huán)境中微量有機污染物種類繁多，常見的有機污染物主要包括直鏈脂肪烴、多環(huán)芳烴（PAH）、多氯聯(lián)苯（PCB）、有機農(nóng)藥（主要為硝基芳烴化合物、有機磷、有機氯等）、金屬有機化合物等。其中烴類污染物為最常見的有機污染物之一，主要包括直鏈脂肪烴、環(huán)烷烴、多環(huán)芳烴（PAHs）等。（一）石油烴類有機污染物 1正構(gòu)烷烴石油及其衍生物中分布有大量的nC1nC40甚至更高碳數(shù)的正構(gòu)烷烴，通常占原油的1520以上。

2、因此，受石油及其副產(chǎn)品污染的土壤中，一般含有濃度相對較高的正構(gòu)烷烴。環(huán)境中正構(gòu)烷烴有天然和人為來源，前者來自微生物對生物物質(zhì)的降解，后者多與石油及其衍生物有關(guān)。不同來源的正構(gòu)烷烴化學(xué)組成有明顯差別，來自高等植物的正構(gòu)烷烴具有明顯的奇碳優(yōu)勢（特別是nC27、nC29、nC31），中等分子量的奇碳正構(gòu)烷烴則主要來自于細菌和藻類。因此，未被礦物油污染的環(huán)境樣品中正構(gòu)烷烴具有生物成因組成特征，來自于原油的正構(gòu)烷烴的奇碳優(yōu)勢不明顯甚至完全消失。2無環(huán)類異戊間二烯烷烴 環(huán)境樣品中檢出的類異戊間二烯烷烴主要有2,6,10-三甲基十三烷（IP16）、2,6,10-三甲基十五烷（IP18）、姥鮫烷（pr）、植烷

3、(ph)和2,6,10,14-四甲基十七烷(IP21)等，其中姥鮫烷和植烷的含量相對較高。原油和煤焦油中C9C25類異戊間二烯烷烴含量可達1，其中姥鮫烷和植烷可占原油中類異戊間二烯烷烴的50以上。因此，被石油及其衍生物污染的樣品中分布最廣的也是植烷和姥鮫烷。3單甲基取代支鏈（異構(gòu)和環(huán)異構(gòu)）烷烴單甲基取代支鏈烷烴包括異構(gòu)（2-甲基）和反異構(gòu)（3-甲基）烷烴，推測它們主要來源于高等植物蠟和細菌蠟，在C21C31范圍內(nèi)也具有奇碳優(yōu)勢。在石油中廣泛分布有異構(gòu)與反異構(gòu)烷烴類，在C6-C8范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)了個別濃度很高的異構(gòu)烷烴，2-甲基己烷和3-甲基己烷和（或）2-甲基庚烷或者3-甲基庚烷在原油中的含量可達到

4、1以上。4烷基環(huán)己烷 環(huán)烷烴為原油的重要組成部分，在C10以上的環(huán)烷烴中帶長側(cè)鏈的烷基環(huán)己烷在原油中占有很大的比例。由于烷基環(huán)己烷的分布與演化特征與正構(gòu)烷烴相似，因而普遍認為它與正構(gòu)烷烴有相同的來源。環(huán)境樣品中分布有中等分子量的烷基環(huán)己烷，其中壬烷基環(huán)己烷二十烷基環(huán)己烷（壬基環(huán)己烷、葵基環(huán)己烷、十一烷基環(huán)己烷、十二烷基環(huán)己烷、十三烷基環(huán)己烷、十四烷基環(huán)己烷、十五烷基環(huán)己烷、十六烷基環(huán)己烷、十七烷基環(huán)己烷、十八烷基環(huán)己烷、十九烷基環(huán)己烷）含量相對較高。5甾萜類化合物甾、萜類化合物主要包括烴類、醇類、酯類、醛類、酮類等。環(huán)境中的甾類化合物和萜類化合物可能來源于石油污染或天然有機物的分解。在自然界分

5、布最廣的萜類有單萜類、倍半萜類、雙萜類和三萜類。原油中普遍分布有甾烷和五環(huán)三萜類化合物，這些化合物平均占原油中環(huán)烷烴的25，甾烷的碳數(shù)分布范圍主要為C27C29。五環(huán)三萜烷的碳數(shù)分布范圍為C27-C35。6危害及修復(fù)技術(shù)危害：（1）破壞土壤。石油污染物堵塞土壤孔隙，使土壤透水、透氣性降低；改變土壤有機質(zhì)的碳氮比和碳磷比；引起土壤微生物群落、區(qū)系的變化，破壞土壤微生態(tài)環(huán)境。（2）污染水體。土壤中的石油向下滲漏污染地下水，或者被雨水攜帶污染地表水體，影響用水安全和農(nóng)作物安全。（3）污染空氣。土壤中的石油向空氣中揮發(fā)、擴散和轉(zhuǎn)移，使空氣質(zhì)量下降，直接影響人體健康、生命安危和后代繁衍。修復(fù)技術(shù)：原位修

6、復(fù)：主要包括生物通氣、植物修復(fù)、植物-微生物聯(lián)合修復(fù)和原位淋洗等技術(shù)。異位修復(fù)：主要包括土地耕作、土壤堆肥、反應(yīng)器和預(yù)制床等技術(shù)。綜合修復(fù)：即針對不同情況選取幾種方法聯(lián)合處理。詳見中國土壤石油污染的危害及治理對策（二）芳烴化合物1種類及特性目前在環(huán)境學(xué)領(lǐng)域提到的多環(huán)芳烴（PAHs）一般是指分子中含有兩個或兩個以上苯環(huán)的化合物，包括聯(lián)苯、多苯代脂肪烴和稠環(huán)芳香烴三類。PAHs數(shù)量大，分布廣，是廣泛分布于環(huán)境中的有機污染物。PAHs對人類危害大，其中多種多環(huán)芳烴已被鑒定出具有致癌性。在多達1000多種的致癌物質(zhì)中，PAHs占1/3以上。美國環(huán)保局（EPA）于70年代公布16種需優(yōu)先控制的PAHs，

7、其中大部分（如萘、苊、芴、菲、蒽、螢蒽、芘、苯并a蒽、苯并k螢蒽、苯并a芘，吲哚1，2，2-cd，二苯并a,h蒽，苯并g、h、l芘等）具有致癌性或被懷疑具有致癌性。在所有的大氣污染物中，苯并（a）芘(BaP)是致癌性最強的化合物。有很多甲基多環(huán)芳烴，如各種甲基萘、甲基菲、甲基芘等化合物，使本來無致癌活性的母體多環(huán)芳烴化合物變成有致癌作用的物質(zhì)，也將給人類的身心健康造成很大的潛在威脅。有機物在高溫下可隨時生成PAHs，PAHs也可由植物或某些細菌合成。大多數(shù)PAHs不溶于水，沸點高達150525，PAHs的溶點也高，為101438，其分子量在178300之間。PAHs還能和大氣中的NO2反應(yīng)生成

8、合氮多環(huán)芳烴(N-PAHs)，N-PAHs的致癌性和致突變性比PAHs的要大。2防治措施多環(huán)芳烴水溶性差、辛醇-水分配系數(shù)高。它們常被吸附于土壤顆粒上，因此土壤就成為多環(huán)芳烴的主要載體。土壤中多環(huán)芳烴可以由植物根系吸收進入植物體，在植物體內(nèi)發(fā)生遷移、代謝和積累，并通過食物鏈危及人們的健康。因此多環(huán)芳烴污染土壤的修復(fù)研究倍受關(guān)注。 多環(huán)芳烴污染土壤的修復(fù)主要集中在：（1）植物修復(fù)。植物修復(fù)是利用植物吸收、降解以及根際圈降解的作用方式將污染物從環(huán)境中徹底去除, 具有處理費用相對低廉、對環(huán)境擾動少和資源可持續(xù)利用的特點。（2）微生物修復(fù)。土壤中存在著大量依靠有機物生活的微生物，如細菌、真菌、放線菌等

9、，具有氧化分解有機物的巨大能力。微生物代謝PAHs的方式有兩種：以PAHs為唯一碳源和能源；PAHs與其他有機質(zhì)進行共代謝。（3）植物微生物聯(lián)合修復(fù)。植物-微生物修復(fù)技術(shù)是指植物在生長時，其根系為微生物提供旺盛的最佳生長繁殖場所，從而微生物在該過程中增強對有機污染物的降解。（4）高級氧化法。高級氧化法從本質(zhì)上講就是通過不同途徑產(chǎn)生OH自由基的過程。通過誘發(fā)一系列的自由基鏈反應(yīng)，攻擊水體中的各種污染物，直至降解為二氧化碳、水和其他礦物鹽。因此與其他傳統(tǒng)水處理方法相比，具有高效、快速、徹底 、無選擇性等優(yōu)點。常用氧化劑：A、 Fenton試劑氧化法。Fenton試劑的作用機理主要是通過H2O2產(chǎn)生

10、OH自由基而對化合物進行氧化，在處理一些難降解有機物方面得到了廣泛的應(yīng)用。B、 O 3氧化法。O 3由于在水中具有較高的氧化還原電位(2.07V，僅次于氟)。在飲用水及工業(yè)廢水處理中有著廣泛的應(yīng)用，而且對一些難以生物降解的污染物如 PAH s也有一定的去除效果。C、 UV /Fenton、UV /O3 、UV / H2O2 法。將UV輻射與氧化劑如 Fenton試劑、O 3、H2O2聯(lián)合應(yīng)用，由于促進了OH自由基的生成，因此在大多數(shù)情況下可以有效地去除 PAH s，并形成簡單的易于生物降解的產(chǎn)物。（5）熱脫附技術(shù)。熱脫附技術(shù)是指在真空條件下或通入載氣時，通過直接或間接熱交換，將土壤中的有機污染

11、物加熱到足夠的溫度，以使有機污染物從污染介質(zhì)上得以揮發(fā)或分離，進入氣體處理系統(tǒng)的過程。隨著經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的調(diào)整，大量的化工廠遷出城區(qū)，遺留的污染場地往往用做房地產(chǎn)開發(fā)，任務(wù)重，周期短，不宜采用修復(fù)時間較長的原位修復(fù)技術(shù)，需要快速高效的異位修復(fù)技術(shù)。熱脫附作為一種非燃燒技術(shù)，污染物處理范圍寬、設(shè)備可移動、修復(fù)后土壤可再利用，特別是對含氯有機物，非氧化燃燒的處理方式可以避免二惡英的生成，廣泛用于有機污染物污染土壤的修復(fù)。目前，污染土壤傳統(tǒng)熱脫附技術(shù)為滾筒式熱脫附。新興熱脫附技術(shù)包括流化床式熱脫 附、微波熱脫附技術(shù)和遠紅外線熱脫附。（三）有機含硫芳烴化合物（PASH）隨著沿海經(jīng)濟發(fā)展，海上石油開采、港口輪

12、船運輸、城市工業(yè)、生活污水的排放等造成石油排入河口和海域，使得沿海水域有機污染日益嚴重。石油中大多數(shù)多環(huán)芳烴已被證實具有致癌性，而雜環(huán)芳烴類化合物在許多情況下亦顯示強烈的環(huán)境毒性。含硫芳烴化合物在環(huán)境中是最不易被降解的化合物，且比多環(huán)芳烴和含氮雜環(huán)化合物更具致癌性環(huán)境中有機含硫芳烴化合物(PASH)的來源除石油(原油、精煉油)外，還來自一些工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的殺蟲劑和浮選劑。大氣懸浮顆粒物、水體、沉積物、生物體中PASH也主要來源于石油或合成燃料污染，海洋生物體中的PASH已被作為石油污染的指標。PASH進入人體主要是通過食物鏈或呼吸被污染的空氣。 有機含硫芳烴化合物（PASH）的理化性質(zhì)：PASH除

13、具有芳基的硫醇、硫醚、二硫化物外，主要是一些噻吩類化合物。它們是石油和沉積有機質(zhì)中重要的有機硫化合物。噻吩及其同系物屬于芳香性的雜環(huán)化合物，熱穩(wěn)定性較高，與苯的同系物類似。噻吩類化合物主要富集在高沸點的重油中，如常壓柴油中的硫化物幾乎全部是這類硫化物。 分布較廣的PASH化合物主要有：二苯并噻吩菲、萘并2，3-噻吩、甲基二苯并噻吩、2-二苯并噻吩、菲并4，5-噻吩、甲基菲并4，5-噻吩、苯并萘并2，1-噻吩、苯并萘并1，2-噻吩、苯并萘并2，3-噻吩、甲基-四環(huán)噻吩、稠環(huán)5環(huán)噻吩等。（四）含氯有機污染物（有機農(nóng)藥及多氯聯(lián)苯） 有機含氯化合物如多氯聯(lián)苯（PCBs）及有機氯農(nóng)藥已被證實為全球性有機

14、污染物，特別是海洋環(huán)境更是如此。我國湖泊、海域環(huán)境質(zhì)量日趨惡化，各種有機污染物，尤其是含氯化合物經(jīng)過水系最后進入沉積物中，引起沉積物及水體的二次污染。含氯有機污染物可以通過氣相色譜或氣相色譜質(zhì)譜檢測。有機合成農(nóng)藥主要于20世紀40年代開始使用，40年代出現(xiàn)了滴滴涕、六六六等有機氯農(nóng)藥，二戰(zhàn)之后，出現(xiàn)了有機磷類殺蟲劑，50年代發(fā)展了氨基甲酸酯類殺蟲劑，70年代中期世界農(nóng)藥產(chǎn)品已經(jīng)達到1300種。70年代以后許多國家陸續(xù)禁用滴滴涕和六六六等高殘留的有機氯和有機汞農(nóng)藥，開始開發(fā)對環(huán)境污染小的農(nóng)藥。我國1950年開始使用六六六，6070年代主要發(fā)展有機氯、有機磷和氨基甲酸酯類殺蟲劑，1973年停止使用

15、汞制劑。7080年代高效、安全的農(nóng)藥品種得到發(fā)展，1983年停止使用高殘留的有機氯殺蟲劑六六六、滴滴涕等，擴大了有機磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥的產(chǎn)量，并開發(fā)了擬除蟲菊酯類及其它殺蟲劑。有機農(nóng)藥一般具有不降解性、化學(xué)穩(wěn)定性、脂溶性和分散性等特點。目前在我國不同地區(qū)的土壤、大氣、水體及沉積物都不同程度地受到農(nóng)藥或農(nóng)藥殘留物的污染。1. 多氯聯(lián)苯（PCBs）多氯聯(lián)苯又稱多氯聯(lián)二苯，是許多含氯數(shù)不同的聯(lián)苯含氯化合物的統(tǒng)稱。多氯聯(lián)苯在常溫下是比水重的液體，耐熱性及電絕緣性能良好，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；不溶于水，易溶于有機溶劑及脂肪，常用作加熱或冷卻時的熱載體、電容器及變壓器內(nèi)的絕緣液體。2. 有機氯農(nóng)藥有機氯農(nóng)藥是用

16、于防治植物病、蟲害的組成成分中含有有機氯元素的有機化合物。主要分為以苯為原料和以環(huán)戊二烯為原料的兩大類。前者如使用最早、應(yīng)用最廣的殺蟲劑DDT和六六六，以及殺螨劑三氯殺螨砜、三氯殺螨醇等，殺菌劑五氯硝基苯、百菌清、道豐寧等；后者如作為殺蟲劑的氯丹、七氯、艾氏劑等。此外以松節(jié)油為原料的莰烯類殺蟲劑、毒殺芬和以萜烯為原料的冰片基氯也屬于有機氯農(nóng)藥。常用有機氯農(nóng)藥具有系列特性：蒸氣壓低，揮發(fā)性小，使用后消失緩慢；脂溶性強，水中溶解度大多低于1pm；氯苯架構(gòu)穩(wěn)定，不易為體內(nèi)酶降解，在生物體內(nèi)消失緩慢；土壤微生物作用的產(chǎn)物，也象親體一樣存在著殘留毒性，如DDT經(jīng)還原生成DDD，經(jīng)脫氯化氫后生成DDE；有

17、些有機氯農(nóng)藥，如DDT能懸浮于水面，可隨水分子一起蒸發(fā)。環(huán)境中有機氯農(nóng)藥，通過生物富集和食物鏈作用，危害生物。對人的急性毒性主要是刺激神經(jīng)中樞，慢性中毒表現(xiàn)為食欲不振，體重減輕，有時也可產(chǎn)生小腦失調(diào)、造血器官障礙等。文獻報道，有的有機氯農(nóng)藥對實驗動物有致癌性。3. 防治措施目前已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化的修復(fù)技術(shù)按修復(fù)場地分為原位修復(fù)和異位修復(fù)，按修復(fù)原理分為物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)和生物修復(fù)。3.1物理修復(fù)技術(shù)大多數(shù)污染土壤的物理分離修復(fù)基本上與化學(xué)、采礦和選礦工業(yè)中的物理分離技術(shù)相同。主要是根據(jù)土壤介質(zhì)及污染物的理化特征而采用不同的操作方法。常用的物理修復(fù)技術(shù)主要有：安全填埋、熱脫附法、深井注入法、溶劑淋洗法等

18、。物理修復(fù)技術(shù)通常適合于PCBs污染嚴重的土壤，但由于這些技術(shù)對土壤結(jié)構(gòu)以及物理、化學(xué)、生物學(xué)性質(zhì)具有極大的破壞性，且往往耗資巨大、運行成本也相對較高，同時還會存在二噁英等二次污染環(huán)境的風險，因此其廣泛應(yīng)用受到了很大的限制。3.2化學(xué)修復(fù)技術(shù)化學(xué)修復(fù)技術(shù)分為焚燒技術(shù)和非焚燒技術(shù)兩大類。焚燒技術(shù)分為高溫焚燒技術(shù)、水泥窯技術(shù)和等離子體焚燒技術(shù)；非焚燒技術(shù)分為氧化技術(shù)、還原技術(shù)、催化熱解技術(shù)、化學(xué)脫氯技術(shù)和穩(wěn)定化技術(shù)。 高溫焚燒技術(shù)用于處理持久性有機污染物最為廣泛，需要870-1200的高溫，是一種異位修復(fù)PCBs污染土壤的技術(shù)。是將PCBs污染的土壤置于焚燒爐中，鼓入充足的氧氣，再通過高

19、溫使PCBs燃燒生成無害物質(zhì)。該法可處理PCBs污染程度較重的土壤，且處理量大、處理效率高。但高溫焚燒PCBs過程中，會破壞土壤的理化性質(zhì)，并生成二噁英和呋喃等新的POPs。這些物質(zhì)進入環(huán)境后會污染大氣、水體和土壤，甚至危害人類。因此，在焚燒過程中需連續(xù)監(jiān)控設(shè)備運轉(zhuǎn)情況，嚴格控制反應(yīng)溫度。 等離子體焚燒技術(shù)是使電流通過低壓氣體流產(chǎn)生等離子體，局部溫度高達5000-15000，能使PCBs徹底分解為原子態(tài)，冷卻后生成水、二氧化碳和一些水溶性的無機鹽，PCBs 的去除率可達99.99以上。該法需對PCBs污染土壤進行預(yù)處理，將PCBs從固相轉(zhuǎn)移至水相，雖然處理效率很高，但存在基

20、建投資大、處理量小等不足。 氧化技術(shù)分為超臨界氧化技術(shù)、電化學(xué)氧化技術(shù)、熔融鹽氧化技術(shù)等。超臨界氧化技術(shù)是基于高溫、高壓條件下超臨界水的高溶解性而發(fā)展起來的一種技術(shù)，是在超臨界水條件下，加入適當?shù)难趸瘎ㄍǔ檠鯕?、過氧化氫或硝酸鹽），將PCBs上的碳原子氧化為二氧化碳、氫原子氧化為水、氯原子轉(zhuǎn)化為氯離子，實現(xiàn)對PCBs的破壞。電化學(xué)氧化技術(shù)核心部件為電化學(xué)電池，在酸性環(huán)境（通常加入硝酸）下，電池通電后在陽極產(chǎn)生氧化性物質(zhì)，這些物質(zhì)協(xié)同酸能夠進攻任何有機化合物（包括PCBs）。這兩種氧化技術(shù)成本高，且處理不完全，如電化學(xué)氧化法酸化后的土壤還需繼續(xù)處理。 還原技術(shù)分為溶劑化電

21、子技術(shù)、催化氫化技術(shù)、零價金屬還原技術(shù)等。溶劑化電子技術(shù)是指在溶劑化溶液中，通過自由電子中和鹵代化合物，達到脫鹵的目的，PCBs上不同程度取代的氯原子具有極強的電子親和力，可吸收自由電子，當氯原子外層形成電子對后，CX 鍵斷裂，氯離子與鈉離子結(jié)合形成氯化鈉，從而實現(xiàn)對PCBs的脫氯，該法適用于PCBs污染較重且對PCBs進行氣提濃縮后的深度處理，但運行成本過高。催化氫化技術(shù)是具有發(fā)展前景的對PCBs進行脫氯的一種技術(shù)。該法需以貴金屬（如Pt）為催化劑進行催化，在PCBs上的聯(lián)苯骨架上加氫，達到破壞芳環(huán)的目的，同時生成氯化氫、輕質(zhì)烴等副產(chǎn)物，該法處理效率高、處理量大，但一些環(huán)境因素易使

22、貴金屬中毒，催化劑對環(huán)境的適應(yīng)性差，限制了其大規(guī)模推廣應(yīng)用。3.3生物修復(fù)技術(shù)生物修復(fù)技術(shù)由于具有成本低、對土壤擾動小、不易造成二次污染以及可大面積推廣應(yīng)用等優(yōu)點，受到國內(nèi)外環(huán)境部門和科學(xué)界越來越廣泛的關(guān)注，成為目前最具應(yīng)用潛力的土壤修復(fù)技術(shù)之一。生物修復(fù)根據(jù)修復(fù)所用的主體，可分為植物修復(fù)、動物修復(fù)、微生物修復(fù)及生物聯(lián)合修復(fù)。 植物修復(fù)是以植物忍耐和富集某種或某些有機或無機污染物為理論基礎(chǔ)，利用植物或植物與微生物的共生體系，清除環(huán)境中污染物的一種環(huán)境污染治理技術(shù)。植物修復(fù)的對象可包括重金屬、有機物和放射性核素等。植物修復(fù)有機物污染土壤是近20 年來剛興起的一種污染土壤修復(fù)技

23、術(shù)，由于其具有經(jīng)濟、實用、美觀、操作簡單、低成本以及少土壤擾動等優(yōu)點，是一種很有潛力的綠色修復(fù)技術(shù)，受到越來越多的關(guān)注。土壤動物修復(fù)是指通過土壤動物群(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作用，從而對污染土壤進行修復(fù)的過程。微生物修復(fù)是指利用天然存在的或人工培養(yǎng)的功能微生物群，在適宜環(huán)境條件下，促進或強化微生物代謝功能，從而達到降低有毒污染物活性或?qū)⑽廴疚锝到獬蔀闊o毒物質(zhì)的生物修復(fù)技術(shù)。單一的修復(fù)技術(shù)都有一定的適用范圍限制，有各自的局限性，單純依靠某種生物修復(fù)手段很難達到修復(fù)目的。因此，發(fā)展微生物（細菌、真菌）動物（蚯蚓

24、）植物聯(lián)合修復(fù)是污染土壤生物修復(fù)技術(shù)發(fā)展的新趨勢。（五）水溶性有機質(zhì) 主要包括羧酸及其衍生物、雜環(huán)化合物和揮發(fā)酚。（六）持久性有機污染物1. 種類及特征持久性有機污染物（Persistent Organic Pollutants，簡稱POPs）指人類合成的能持久存在于環(huán)境中、通過生物食物鏈（網(wǎng)）累積、并對人類健康造成有害影響的化學(xué)物質(zhì)。它具備四種特性：高毒、持久、生物積累性、親脂憎水性，而位于生物鏈頂端的人類，則把這些毒性放大到了7萬倍。與常規(guī)污染物不同，持久性有機污染物對人類健康和自然環(huán)境危害更大：在自然環(huán)境中滯留時間長，極難降解，毒性極強，能導(dǎo)致全球性的傳播。被生物體攝入后不易分解，并沿著

25、食物鏈濃縮放大，對人類和動物危害巨大。很多持久性有機污染物不僅具有致癌、致畸、致突變性，而且還具有內(nèi)分泌干擾作用。研究表明，持久性有機污染物對人類的影響會持續(xù)幾代，對人類生存繁衍和可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成重大威脅。 首批列入關(guān)于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約受控名單的12種POPs 包括：有機氯殺蟲劑，滴滴涕、氯丹、滅蟻靈、艾氏劑、狄氏劑、異狄氏劑、七氯、毒殺酚；工業(yè)化學(xué)品，六氯苯和多氯聯(lián)苯；工業(yè)生產(chǎn)過程或燃燒生產(chǎn)的副產(chǎn)品，二惡英（多氯二笨并-p-二惡英）、呋喃（多氯二笨并呋喃）。2. 防治措施2.1 生物修復(fù)技術(shù)主要是利用植物、微生物或原生動物等的吸收，轉(zhuǎn)化、清除或降解POPs。生物修復(fù)技術(shù)主要分為

26、植物修復(fù)、微生物修復(fù)、動物修復(fù)。植物修復(fù)POPs包括根際微生物降解、根表面吸附、植物吸收和代謝等。雖然POPs的植物修復(fù)已取得一定的成果。但到目前為止，植物修復(fù)還不能達到完全修復(fù)POPs污染環(huán)境的目的。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。微生物修復(fù)具有操作簡便、易于就地處理等優(yōu)點但選擇性較高，且耗時較長，并且許多微生物體內(nèi)缺乏有效的生物降解酶。動物修復(fù)是指土壤中的一些大型土生動物和小型動物種群，能吸收或富集土壤中殘留POPs，并通過自身的代謝作把部分POPs分解為低毒或無毒產(chǎn)物，此方法對土壤條件要求較高。生物修復(fù)技術(shù)還剛剛起步，仍存在很多缺點，比如：有些污染物

27、在降解的過程中會轉(zhuǎn)化成有毒的代謝產(chǎn)物；物理崗子（如低溫）引起的低反應(yīng)速率；一些有毒物質(zhì)對微生物降解有抑制作用；需時長；生物對環(huán)境的選擇性等這些都有待于更深入的研究，但生物修復(fù)技術(shù)與物理和化學(xué)修復(fù)技術(shù)相比具有成本低、效率高、無二次污染、不破壞植物生長所需的土壤環(huán)境等特點，生物修復(fù)技術(shù)仍然是一種具有廣闊應(yīng)用前景的治理方法。2.2 焚燒技術(shù)焚燒是處置POPs中的PCBs的基本方式，但技術(shù)和成本要求很高。2000年頒布的國家標準危險廢物焚燒污染控制標準，對PCBs污染物的焚燒做了明確的規(guī)定，即：爐溫1 200，停留時間2Os，燃燒效率999，焚毀去除率999999。所有這些措施，保證了PCBs廢物的有

28、效環(huán)境管理和處理，減少了PCBs的環(huán)境風險。焚燒法適用于處理大量高濃度的持久性有機物，但如果管理不善，可能會產(chǎn)生比原物質(zhì)毒性更大的毒物如二惡英等。垃圾焚燒技術(shù)是目前中國處理城市同體垃圾普遍采用的方法，但是在對城市垃圾和固體廢物焚燒后的飛灰和炯道氣的檢測中發(fā)現(xiàn)，焚燒過程中會產(chǎn)生二嗯英等劇毒有機污染物。所以，對于含POPs的廢物的焚燒技術(shù)還有待于更進一步的深入研究。2.3 物理處理物理方法通常有吸收法、洗脫法、萃取法、蒸餾法和汽提法等。物理法可對POPs起到濃縮富集并部分處理的作用，常作為一種預(yù)處理手段與其他處理方法聯(lián)合使用。其中，利用表面活性劑洗脫土壤巾的PCBs，從而修復(fù)受污染土壤是當前環(huán)境研

29、究的熱點之一。表面活性劑對土壤PCBs的洗脫作用主要是：第一，表面活性劑通過減小液一同之間的表面張力，將阻塞在土壤孔隙中的PCBs分散到溶液來；第二，表面活性劑通過形成膠束，促使PCBs從土壤巾重新分配到疏水的膠束核中。洗脫效果與表面活性劑種類、性質(zhì)、質(zhì)量濃度及土壤成分有關(guān)，通常非離子型表面活性劑效果較好，對PCBs的洗脫可達86。含PCBs洗脫液可利川生物降解、紫外光照射及焚燒等方法進行后續(xù)處理。2.4 化學(xué)方法化學(xué)方法在POPs污染治理巾的應(yīng)用較多，主要有光催化氧化法、超臨界水氧化法、濕式氧化法以及聲化學(xué)氧化法等。此外，人們還嘗試了電化學(xué)法、微波、放射性射線等高新技術(shù)，發(fā)現(xiàn)它們對多氯聯(lián)苯、

30、六氯苯、五氯苯酚以及二惡英都有很好的去除作用。電化學(xué)氧化技術(shù)是一種新技術(shù)，借助具有電催化活性的陽極材料，能有效形成氧化能力極強的羥基自由基(·OH)，既能使POPs發(fā)生分解并轉(zhuǎn)化為無毒性的可生化降解物質(zhì)，又可將之完全礦化為二氧化碳或碳酸鹽等物質(zhì)。該項技術(shù)應(yīng)用于POPs廢水處理，不僅可彌補其他常規(guī)處理丁藝的不足，還可與多種處理丁藝有機結(jié)合提高水處理經(jīng)濟性。超聲波氧化法是利用超聲空化效應(yīng)以及南此引發(fā)的物理和化學(xué)變化。液體的聲空化過程是集巾聲場能量并迅速釋放的過程，即液體中產(chǎn)生氣泡。這些氣泡在極短的時間崩潰。在空化泡崩潰的極短時間內(nèi)，會在其周圍的極小空間范同內(nèi)產(chǎn)生1900 K2000 K的

31、高溫和超過50 MPa的高壓并伴有強烈的沖擊波和射流。這些條件足以打開結(jié)合力強的化學(xué)鍵井促進“水相燃燒”。光催化法是單獨使用紫外光或者和其他方法(如臭氧法、二氧化鈦法等)聯(lián)合將有機物催化氧化。近年來，半導(dǎo)體二氧化鈦和紫外光的光催化氧化難降解有機污染物成為人們研究的重點和熱點。這種處理過程的主要原理為：當光敏半導(dǎo)體二氧化鈦在一定能量的光照下，被激發(fā)電子空穴對，它們可以與吸附表面的氧及水反應(yīng)生成氫氧自由基，氫氧自由基具有極強的氧化作用，能使有機物降解。超臨界水氧化法是水在超臨界狀態(tài)下，具有高度選擇性、極強的溶解能力和高度的可壓縮性，在超臨界條件下。無須攪拌，有機物、氧和水均相混合開始自發(fā)氧化，在很

32、短的時間內(nèi)，99以上的有機物能被迅速氧化成水、二氧化碳等小分子。上述POPs治理技術(shù)巾，生物修復(fù)技術(shù)時間長。物理技術(shù)易造成二次污染，化學(xué)技術(shù)費用高，加上環(huán)境巾有機污染物的復(fù)雜性和多樣性。單純一種方法往往達不到預(yù)期目的。因此，除了繼續(xù)研究開發(fā)高新技術(shù)外，還要考慮幾種技術(shù)的聯(lián)合使用。如把物理技術(shù)作為預(yù)處理或生物修復(fù)技術(shù)作為后處理手段與其他處理方法結(jié)合，產(chǎn)生高效、經(jīng)濟的聯(lián)用技術(shù)。這也是POPs治理技術(shù)的一個發(fā)展趨勢。常見土壤重金屬污染土壤重金屬污染是指由于人類活動，土壤中的微量有害元素在土壤中的含量超過背景值，過量沉積而引起的含量過高，統(tǒng)稱為土壤重金屬污染。1. 常見重金屬污染種類污染土壤的重金屬主

33、要包括汞（Hg）、鎘(Cd)、鉛(Pb)、鉻(Cr)和類金屬砷(As)等生物毒性顯著的元素，以及有一定毒性的鋅(Zn)、銅(Cu)、鎳(Ni)等元素。主要來自農(nóng)藥、廢水、污泥和大氣沉降等，如汞主要來自含汞廢水，鎘、鉛污染主要來自冶煉排放和汽車廢氣沉降，砷則被大量用作殺蟲劑、殺菌劑、殺鼠劑和除草劑。過量重金屬可引起植物生理功能紊亂、營養(yǎng)失調(diào)，鎘、汞等元素在作物籽實中富集系數(shù)較高，即使超過食品衛(wèi)生標準，也不影響作物生長、發(fā)育和產(chǎn)量，此外汞、砷能減弱和抑制土壤中硝化、氨化細菌活動，影響氮素供應(yīng)。重金屬污染物在土壤中移動性很小，不易隨水淋濾，不為微生物降解，通過食物鏈進入人體后，潛在危害極大，應(yīng)特別注

34、意防止重金屬對土壤污染。2. 重金屬的來源土壤重金屬來源廣泛，主要包括有大氣降塵、污水灌溉、工業(yè)廢棄物得不當堆置、礦業(yè)活動、農(nóng)藥和化肥等。2.1 大氣中重金屬沉降 大氣中的重金屬主要來源于工業(yè)生產(chǎn)、汽車尾氣排放及汽車輪胎磨損產(chǎn)生的大量含重金屬的有害氣體和粉塵等。它們主要分布在工礦的周圍和公路、鐵路的兩側(cè)。大氣中的大多數(shù)重金屬是經(jīng)自然沉降和雨淋沉降進入土壤的。經(jīng)過自然沉降和雨淋沉降進入土壤的重金屬污染，主要以工礦煙囪、廢物堆和公路為中心，向四周及兩側(cè)擴散；由城市郊區(qū)農(nóng)區(qū)，隨距城市的距離加大而降低，特別是城市的郊區(qū)污染較為嚴重。此外，還與城市的人口密度、城市土地利用率、機動車密

35、度成正相關(guān)；重工業(yè)越發(fā)達，污染相對就越嚴重。    例如：南京某生產(chǎn)鉻的重工業(yè)廠鉻污染疊加已超過當?shù)乇尘爸?.4倍，污染以車間煙囪為中心，范圍達1.5 km2，污染范圍最大延伸下限1.38 km。還有19861988年期間甘肅白銀有色金屬基地降水和降塵輸入到農(nóng)田的重金屬Cd為 10.8g/(hm2.a)，其中鉛、砷均高于灌溉水的輸入量。2.2 污水灌溉 污水灌溉一般指使用經(jīng)過一定處理的城市污水灌溉農(nóng)田、森林和草地。城市污水包括生活污水、商業(yè)污水和工業(yè)廢水。由于城市工業(yè)化的迅速發(fā)展，大量的工業(yè)廢水涌入河道，

36、使城市污水中含有的許多重金屬離子，隨著污水灌溉而進入土壤。在分布上，往往是靠近污染源頭和城市工業(yè)區(qū)土壤污染嚴重，遠離污染源頭和城市工業(yè)區(qū)，土壤幾乎不污染。 污灌在我國北方比較嚴重，因為北方比較干旱，缺水嚴重，而許多大城市都是重工業(yè)大城市，所以農(nóng)業(yè)用水更加緊張，污灌在這些地區(qū)比較普遍。北方旱作地區(qū)污灌約占全國污灌面積的90%以上。南方地區(qū)的污灌面積僅占6%，其余在西北和青藏。污灌導(dǎo)致土壤重金屬Hg、Cd、Cr、As、Cu、Zn、Pb等含量的增加。淮陽污灌區(qū)自污灌以來，金屬Hg、Cd、Cr、Pb、As等就逐漸增高，19951997年已超過警戒級。太原污灌區(qū)的重金屬Pb、Cd、Cr含量遠遠

37、超過其當?shù)乇尘爸担曳e累量逐年增高。 污灌是解決干旱地區(qū)作物需水問題的一條可行途徑。然而，污灌所導(dǎo)致的土壤污染特別是重金屬污染必須引起足夠的重視，污灌廢水的質(zhì)量必須嚴格控制在國家灌溉水質(zhì)標準內(nèi)。2.3 肥料和農(nóng)藥 施用含有鉛、汞、鎘、砷等的農(nóng)藥和不合理地施用化肥，都可以導(dǎo)致土壤中重金屬的污染。一般過磷酸鹽中含有較多的重金屬Hg、Cd、As、Zn、Pb，磷肥次之，氮肥和鉀肥含量較低，但氮肥中鉛含量較高，其中As和Cd污染嚴重。 經(jīng)過對上海地區(qū)菜園土地、糧棉地的研究，施肥后，Cd的含量從0.134 mg/kg升到0.316 mg/kg，Hg的含量從

38、0.22 mg/kg升到0.39 mg/kg，Cu、Zn 增長2/3。大量使用含有重金屬的農(nóng)藥也是造成土壤金屬污染的一個重要原因，例如果園土壤中Cu的累積主要來自于長期使用含Cu農(nóng)藥的后果。2.4 采礦和冶煉 金屬礦山的開采、冶煉、重金屬尾礦、冶煉廢渣和礦渣堆放等，可以被酸溶出含重金屬離子的礦山酸性廢水，隨著礦山排水和降雨使之帶入水環(huán)境（如河流等）或直接進入土壤，都可以間接或直接地造成土壤重金屬污染。這在我國南方地區(qū)表現(xiàn)的尤為突出。 礦山酸性廢水重金屬污染的范圍一般在礦山的周圍或河流的下游，在河流中不同河段的重金屬污染往往受污染源（礦山）控制，

39、河流同一污染源的下段自上游到下游，由于金屬元素遷移能力減弱和水體自凈化能力的適度恢復(fù)，金屬化學(xué)污染強度逐漸降低。而在同一個地區(qū)，土壤中重金屬污染物的來源可能是單一的也可能是多樣的。 通過研究徐州荊馬河區(qū)域土壤重金屬污染的成因中指出：Cr、Cu、Zn、Pb是由垃圾施用引起的，As是由農(nóng)灌引起的，Cd是由農(nóng)灌和垃圾施用引起的，Hg是各種途徑都具備。   通過對山東省耕地重金屬元素污染狀況的研究說明，工業(yè)快速發(fā)展地區(qū)鉛高于農(nóng)業(yè)環(huán)境，鉛與距公路遠近有關(guān)。鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)技術(shù)、設(shè)備落后，原材料利用率低，造成其周邊土壤重金屬污染相當嚴重。 由此可見重金屬污染在我國十分嚴重和普遍。3. 土壤重金屬污染物的特征形態(tài)多變：隨Eh、Ph、配位體不同，常有不同的價態(tài)、化合態(tài)和結(jié)合態(tài)。形態(tài)不同引起有效性和毒性的不同。很難降解：污染元素在土壤中一般只能發(fā)生形態(tài)的轉(zhuǎn)變和遷移，難以降解。土壤重金屬污染的修復(fù)措施4. 常見土壤重金屬修復(fù)措施當前，世界各國很重視對重金屬污染治理方法研究，并開展廣泛的研究工作。根據(jù)處理方式，處理后土壤位置是否改變，污染土壤治理技術(shù)可分為：原位(Insitu)治理和異位(Exsitu)治理。異位治理環(huán)境風險較低，見效快且系