地下水石油类污染修复技术研究进展

地下水石油类污染修复技术研究进展

摘要：我国地下水污染严重，随着石油工业的不断发展，受石油类污染的地下

水显著增多，因此对石油污染地下水体的修复迫在眉睫。本文综述了地下水污染

的特征，以及修复技术，并着重讨论了受石油类污染地下水的原位修复、异位修

复以及生物修复技术。通过本文综述，以期对地下水石油类污染的修复提供参考。

关键词：地下水；石油类污染；修复技术；环境治理

引言

我国地下水污染严重，部分地区水质超标且污染还在继续加重。在东部典型

地下水污染调查中，具有致癌、致畸、致突变的“三致”有机物普遍检出[1]。石油

是一种含有多种烃类的复杂有机混合物，石油类有机物含有苯及其同系物、苯酚、高分子聚合物等，在自然状态下生物难降解，甚至有许多是致癌物质。石油类污

染泛指原油和石油初加工产品汽油、煤油、柴油和润滑油等及各类油的分解产物

所引起的污染，对地下水土环境构成严重威胁。地下水土石油类有机物污染问题

已引起世界各国普遍关注，地下水土修复石油类污染问题涉及面广，技术复杂，

需要多学科协同研究，正成为相关领域热点和难点课题[2-3]。因此，开展地下水

土石油类有机污染问题的预防和修复技术深入研究，并使其应用于实际工程迫在

眉睫。

1 地下水污染类型

按照污染物产生的行业类型，可以将地下水污染源分为工业污染源、农业污

染源和生活污染源。

1.1工业污染源

工业污染源主要是指工业“三废”(废水、废气、废渣)，工业废水如电镀废水、

酸洗废水、石油化工有机废水等有毒有害废水，都是导致地下水化学污染的主要

原因。工业废气如SO2、H2S、CO、CO2、氮氧化物等随降雨落到地面，通过地表径流下渗对地下水造成二次污染。工业废渣如高炉矿渣、钢渣、粉煤灰、污水处

理厂的污泥等，由于露天堆放或者地下填埋防渗防漏措施不合理，风雨淋滤后其

中的有毒有害物质直接或间接污染地下水[3-4]。

1.2农业污染源

农业污染源主要包括剩余农药、化肥以及不合理的污水灌溉。中国农业面源

污染日趋严重，农业灌溉与降水等淋溶作用造成地下水大面积农药与化肥污染。

另外，中国有污水灌溉农田近133万 hm²，每年由于污水灌溉渗漏的大量污水，

直接造成污染地下水，使污灌区75%左右的地下水遭受污染[5]。

1.3生活污染源

生活污染源主要是生活垃圾和生活污水。一方面，目前生活垃圾主要采取填

埋的方式，随着日晒雨淋及地表径流的冲刷，其溶出物会慢慢渗入地下，污染地

下水；另一方面，生活污水不能有效处置后排放，特别是广大农村地区，生活污

水有的直接排入附近水体，对地表水和地下水均产生影响。

2 地下水污染修复技术

2.1 屏蔽法

是在地下建立各种物理屏障，将受污染水体圈闭起来，以防止污染物进一步

扩散蔓延。常用的灰浆帷幕法是用压力向地下灌注灰浆，在受污染水体周围形成

一道帷幕，从而将受污染水体圈闭起来。

2.2 水动力控制法

水动力控制法是利用井群系统通过抽水或向含水层注水，人为地区别地下水

的水力梯度，从而将受污染水体与清洁水体分隔开来。水动力法不能保证从地下

环境中完全、永久地去除污染物，被用作一种临时性的控制方法。

2.3 抽出处理法

抽出处理法是最早使用、应用最广的经典方法，根据污染物类型和处理费用

分为物理法、化学法和生物法三类。在受污染地下水的处理中，井群系统的建立

是关键，井群系统要控制整个受污染水体的流动。处理地下水的去向主要有两个，一是直接使用，另一个则是回灌[6]。后者为主要去向，用于回灌多一些的原因是

回灌一方面可以稀释受污染水体，冲洗含水层；另一方面可以加速地下水的循环

流动，从而缩短地下水的修复时间。此外，地下水系统的复杂性和污染物在地下

的复杂行为常常干扰此方法的有效性。

2.4 生物处理法

原位生物修复的原理实际上是自然生物降解过程的人工强化，它是通过采取

人为措施，包括添加氧和营养物等刺激原生微生物的生长，从而强化污染物的自

然生物降解过程。

3 地下水石油类污染修复技术

相比于地表水土，地下水土石油类污染具有隐显性、去除困难、污染场地条

件差异性的特点，决定了其不同于其他污染类型的修复技术。目前，此类修复技

术可主要分为异位修复技术和原位修复技术两大类，此外微生物技术也被广泛应

用于地下水石油污染修复[7-9]。

3.1 异位修复技术

异位修复技术，即将受污染的地下水体抽提出来进行地面处理后再回灌地下

或直接使用，是早期的一种石油类污染地下水处理技术。石油类污染组分多属于

非水溶相溶体，泵抽方法不仅难以达到污染物完全去除的目的，还可能使污染物

质受毛细张力作用而滞留于含水层及包气带中，造成二次污染。目前，抽出处理

技术主要作为一种辅助处理方法。

3.2 原位修复技术

原位修复技术是指在基本不破坏土体和地下水自然环境条件下，对受污染对

象不作搬运或运输，而在原场所进行修复的方法。目前，技术比较成熟、效果比

较理想的有渗透性反应屏障技术、地下水曝气技术、原位化学氧化技术、监测自

然衰减修复技术等[10-12]。

3.3 生物修复技术

生物修复被石油污染的地下水是近年来兴起的，它包括：生物注射法、有机

粘土法、生物反应器法等。

4 结论与展望

随着石油工业的不断发展，石油运输更加频繁，输油管线和储油罐的石油泄

漏事故、油槽车和油轮的泄漏事故不断增加，受石油污染的土壤和水体将显著增加。因此石油污染地下水体的修复迫在眉睫。在现有的修复技术中，物理化学修

复存在着一定的局限性，很难达完全达到修复要求。尽管石油污染土壤与水体的

生物修复技术也还不太成熟，但是目前已有的研究结果和应用实践表明，生物修

复技术是可行的，且具有费用低、环境影响小、应用范围广的优点，是一种具有

发展潜质的修复技术。

参考文献

[1] 邓海静.地下水石油烃生物降解特性及室内模拟修复效果研究[D]. 吉林大学, 2011.