土壤常见污染物类型及防治-dj

常见有机污染物

有机污染物大致可分为两大类：一类为量大易降解的有机物（包括生物降解和化学降解），可用BOD（生物需氧量）和COD（化学需氧量）指标来评价；另一类为有毒有害难降解有机污染物（微量有机污染物）。环境中微量有机污染物种类繁多，常见的有机污染物主要包括直链脂肪烃、多环芳烃（PAH）、多氯联苯（PCB）、有机农药（主要为硝基芳烃化合物、有机磷、有机氯等）、金属有机化合物等。其中烃类污染物为最常见的有机污染物之一，主要包括直链脂肪烃、环烷烃、多环芳烃（PAHs）等。

（一）石油烃类有机污染物

1．正构烷烃

石油及其衍生物中分布有大量的nC1～nC40甚至更高碳数的正构烷烃，通常占原油的15～20％以上。因此，受石油及其副产品污染的土壤中，一般含有浓度相对较高的正构烷烃。环境中正构烷烃有天然和人为来源，前者来自微生物对生物物质的降解，后者多与石油及其衍生物有关。不同来源的正构烷烃化学组成有明显差别，来自高等植物的正构烷烃具有明显的奇碳优势（特别是nC27、nC29、nC31），中等分子量的奇碳正构烷烃则主要来自于细菌和藻类。因此，未被矿物油污染的环境样品中正构烷烃具有生物成因组成特征，来自于原油的正构烷烃的奇碳优势不明显甚至完全消失。

2．无环类异戊间二烯烷烃

环境样品中检出的类异戊间二烯烷烃主要有2,6,10-三甲基十三烷（IP16）、2,6,10-三甲基十五烷（IP18）、姥鲛烷（pr）、植烷(ph)和2,6,10,14-四甲基十七烷(IP21)等，其中姥鲛烷和植烷的含量相对较高。原油和煤焦油中C9～C25类异戊间二烯烷烃含量可达1％，其中姥鲛烷和植烷可占原油中类异戊间二烯烷烃的50％以上。因此，被石油及其衍生物污染的样品中分布最广的也是植烷和姥鲛烷。

3．单甲基取代支链（异构和环异构）烷烃

单甲基取代支链烷烃包括异构（2-甲基）和反异构（3-甲基）烷烃，推测它们主要来源于高等植物蜡和细菌蜡，在C21～C31范围内也具有奇碳优势。在石油中广泛分布有异构与反异构烷烃类，在C6-C8范围内发现了个别浓度很高的异构烷烃，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达到1％以上。

4．烷基环己烷

环烷烃为原油的重要组成部分，在C10以上的环烷烃中带长侧链的烷基环己烷在原油中占有很大的比例。由于烷基环己烷的分布与演化特征与正构烷烃相似，因而普遍认为它与正构烷烃有相同的来源。环境样品中分布有中等分子量的烷基环己烷，其中壬烷基环己烷—二十烷基环己烷（壬基环己烷、葵基环己烷、十一烷基环己烷、十二烷基环己烷、十三烷基环己烷、十四烷基环己烷、十五烷基环己烷、十六烷基环己烷、十七烷基环己烷、十八烷基环己烷、十九烷基环己烷）含量相对较高。

5．甾萜类化合物

甾、萜类化合物主要包括烃类、醇类、酯类、醛类、酮类等。

环境中的甾类化合物和萜类化合物可能来源于石油污染或天然有机物的分解。在自然界分布最广的萜类有单萜类、倍半萜类、双萜类和三萜类。原油中普遍分布有甾烷和五环三萜类化合物，这些化合物平均占原油中环烷烃的25％，甾烷的碳数分布范围主要为C27～C29。五环三萜烷的碳数分布范围为C27-C35。

6．危害及修复技术

危害：（1）破坏土壤。石油污染物堵塞土壤孔隙，使土壤透水、透气性降低；改变土壤有机质的碳氮比和碳磷比；引起土壤微生物群落、区系的变化，破坏土壤微生态环境。（2）污染水体。土壤中的石油向下渗漏污染地下水，或者被雨水

携带污染地表水体，影响用水安全和农作物安全。（3）污染空气。土壤中的石油向空气中挥发、扩散和转移，使空气质量下降，直接影响人体健康、生命安危和后代繁衍。

修复技术：

原位修复：主要包括生物通气、植物修复、植物-微生物联合修复和原位淋洗等技术。

异位修复：主要包括土地耕作、土壤堆肥、反应器和预制床等技术。

综合修复：即针对不同情况选取几种方法联合处理。

详见《中国土壤石油污染的危害及治理对策》

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（二）芳烃化合物

1．种类及特性

目前在环境学领域提到的多环芳烃（PAHs）一般是指分子中含有两个或两个以上苯环的化合物，包括联苯、多苯代脂肪烃和稠环芳香烃三类。PAHs数量大，分布广，是广泛分布于环境中的有机污染物。PAHs对人类危害大，其中多种多环芳烃已被鉴定出具有致癌性。在多达1000多种的致癌物质中，PAHs占1/3以上。美国环保局（EPA）于70年代公布16种需优先控制的PAHs，其中大部分（如萘、苊、芴、菲、蒽、萤蒽、芘、苯并[a]蒽、苯并[k]萤蒽、苯并[a]芘，吲哚[1，2，2-cd]，二苯并[a,h]蒽，苯并[g、h、l]芘等）具有致癌性或被怀疑具有致癌性。在所有的大气污染物中，苯并（a）芘(BaP)是致癌性最强的化合物。有很多甲基多环芳烃，如各种甲基萘、甲基菲、甲基芘等化合物，使本来无致癌活性的母体多环芳烃化合物变成有致癌作用的物质，也将给人类的身心健康造成很大的潜在威胁。

有机物在高温下可随时生成PAHs，PAHs也可由植物或某些细菌合成。大多数PAHs不溶于水，沸点高达150～525℃，PAHs的溶点也高，为101～438℃，其分子量在178～300之间。PAHs还能和大气中的NO2反应生成合氮多环芳烃(N-PAHs)，N-PAHs的致癌性和致突变性比PAHs的要大。

2．防治措施

多环芳烃水溶性差、辛醇-水分配系数高。它们常被吸附于土壤颗粒上，因此土壤就成为多环芳烃的主要载体。土壤中多环芳烃可以由植物根系吸收进入植物体，在植物体内发生迁移、代谢和积累，并通过食物链危及人们的健康。因此多环芳烃污染土壤的修复研究倍受关注。

多环芳烃污染土壤的修复主要集中在：

（1）植物修复。植物修复是利用植物吸收、降解以及根际圈降解的作用方式将污染物从环境中彻底去除, 具有处理费用相对低廉、对环境扰动少和资源可持续利用的特点。

（2）微生物修复。土壤中存在着大量依靠有机物生活的微生物，如细菌、真菌、放线菌等，具有氧化分解有机物的巨大能力。微生物代谢PAHs的方式有两种：①以PAHs为唯一碳源和能源；②PAHs与其他有机质进行共代谢。

（3）植物―微生物联合修复。植物-微生物修复技术是指植物在生长时，其根系为微生物提供旺盛的最佳生长繁殖场所，从而微生物在该过程中增强对有机污染物的降解。

（4）高级氧化法。高级氧化法从本质上讲就是通过不同途径产生OH自由基的过程。通过诱发一系列的自由基链反应，攻击水体中的各种污染物，直至降解为二氧化碳、水和其他矿物盐。因此与其他传统水处理方法相比，具有高效、快速、彻底、无选择性等优点。常用氧化剂：

A、F enton试剂氧化法。Fenton试剂的作用机理主要是通过H2O2产生OH自由

基而对化合物进行氧化，在处理一些难降解有机物方面得到了广泛的应用。

B、O3氧化法。O 3由于在水中具有较高的氧化还原电位(2.07V，仅次于氟)。

在饮用水及工业废水处理中有着广泛的应用，而且对一些难以生物降解的污染物如PAH s也有一定的去除效果。

C、U V /Fenton、UV /O3 、UV / H2O2 法。将UV辐射与氧化剂如Fenton试剂、

O 3、H2O2联合应用，由于促进了OH自由基的生成，因此在大多数情况下可以有效地去除PAH s，并形成简单的易于生物降解的产物。

（5）热脱附技术。热脱附技术是指在真空条件下或通入载气时，通过直接或间接热交换，将土壤中的有机污染物加热到足够的温度，以使有机污染物从污染介