趙國慧

（臨汾市生態(tài)環(huán)境保護(hù)技術(shù)服務(wù)中心，山西 臨汾 041000）

引言

土壤是自然界中一項關(guān)鍵的基礎(chǔ)性資源，直接關(guān)系到生產(chǎn)質(zhì)量和效率，近年來，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類開發(fā)活動越來越頻繁，尤其是在工業(yè)化發(fā)展前進(jìn)的過程中，產(chǎn)生了大量污染，對土壤結(jié)構(gòu)及成分等造成影響，從而導(dǎo)致污染現(xiàn)象，不利于后續(xù)對資源的高效利用。為此在可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略方針指導(dǎo)下，應(yīng)積極采取技術(shù)手段對土壤環(huán)境進(jìn)行修復(fù)，而微生物修復(fù)技術(shù)作為新型手段，能夠滿足環(huán)境整治需求，提高土壤污染防治力度，進(jìn)而提升環(huán)保工作的實效。

1 案例介紹

以山西省某化工企業(yè)為例，主要生產(chǎn)重鉻酸鉀，因歷史原因遺留下大量鉻渣，在露天堆存的過程中，由于鉻渣污染因子屬于可溶性重鉻酸鈉和重鉻酸鈣等六價鉻離子，在長期雨水沖淋的作用下，會隨著雨水發(fā)生溶滲、流失等，一旦深入到地表將會對地下水、農(nóng)田等產(chǎn)生污染。并且該物質(zhì)不易降解，對環(huán)境安全會產(chǎn)生較大的威脅。通過對該企業(yè)周邊開展土壤污染調(diào)查和監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)六價鉻及總鉻含量嚴(yán)重超標(biāo)，土壤浸出液中含有的六價鉻濃度最高達(dá)到10 mg/L。為此，需要對該區(qū)域進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)，對本次整治工程主要采用土壤微生物環(huán)保修復(fù)技術(shù)。

2 土壤微生物環(huán)保修復(fù)技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 原位微生物修復(fù)技術(shù)

通過對該區(qū)域現(xiàn)實狀況的了解，主要污染物為重金屬污染類型，綜合考慮污染物的特性以及對土壤資源的利用需求，可應(yīng)用原位微生物修復(fù)技術(shù)，即在土壤中投放適當(dāng)?shù)臓I養(yǎng)物質(zhì)，有效實現(xiàn)微生物代謝分解，從而使土壤中含有的污染物充分降解和代謝，降低有害物質(zhì)的含量。在具體實踐過程中，主要適用手段包括投菌技術(shù)、生物通風(fēng)技術(shù)和生物培養(yǎng)技術(shù)等。

2.1.1 應(yīng)用投菌技術(shù)

結(jié)合本次工程實際，針對土壤污染區(qū)域?qū)嵤┩毒夹g(shù)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)時，主要是選擇合適的降解菌投入到土壤中，在充足養(yǎng)分的支持下，將含有的六價鉻等物質(zhì)進(jìn)行降解，進(jìn)而控制污染物的含量，保障土壤質(zhì)量安全、提升環(huán)保性能。在當(dāng)前市面上，現(xiàn)有的降解菌包括有馬紅球菌、假單胞菌、鞘氨醇單胞菌、硫酸鹽還原菌等[1]。根據(jù)六價鉻離子的特點，可選擇硫酸鹽還原菌，是一類形態(tài)各異、營養(yǎng)類型豐富的厭氧菌，可利用硫酸鹽或者其他氧化態(tài)硫化物作為電子受體，對有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行異化。由于該菌在活動中會產(chǎn)生高價硫產(chǎn)能，并代謝出低價硫，可將六價鉻還原為三價鉻，在沉淀后能夠被細(xì)菌尸體吸附，從而降低土壤污染程度。

2.1.2 應(yīng)用生物通風(fēng)技術(shù)

該方法利用土壤的通風(fēng)效果，促使降解菌活動得到強(qiáng)化，提高土壤污染的修復(fù)效果、降低污染物含量。比如在該環(huán)保工程中，先要對修復(fù)區(qū)域進(jìn)行全面調(diào)查，嚴(yán)格按照處理要求在土壤中建設(shè)深井裝置，采用鼓風(fēng)機(jī)等設(shè)備對土壤注入空氣，使氧氣及營養(yǎng)物質(zhì)與污染物形成相互反應(yīng)。同時在降低土壤污染物含量的條件下，排出易揮發(fā)氣體，加強(qiáng)空氣流通，有助于提升修復(fù)水平。在實踐操作中，相關(guān)人員嚴(yán)格注重土壤中的空氣滲入效果，確保提升微生物活性，發(fā)揮良好修復(fù)作用。

2.1.3 應(yīng)用生物培養(yǎng)技術(shù)

在本次環(huán)保工程項目中針對六價鉻污染采用生物培養(yǎng)技術(shù)，主要是借助氧化氫及其相關(guān)營養(yǎng)物質(zhì)的支持，提升土壤中的降解菌活性，進(jìn)而發(fā)揮最大的修復(fù)作用。在具體操作中，應(yīng)用生物培養(yǎng)技術(shù)還能夠降低外界因素的影響，這是由于這一類微生物自身的活躍性較強(qiáng)，可抵抗外部干擾因素，有利于在恢復(fù)土壤固有性能的基礎(chǔ)上，降低對周邊行業(yè)及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不利影響。

2.2 異位微生物修復(fù)技術(shù)

異位微生物修復(fù)技術(shù)是與原位微生物修復(fù)技術(shù)原理相反的一種處理方法，側(cè)重點在于運輸發(fā)生污染的土壤，達(dá)到特定區(qū)域后再進(jìn)行集中處理，具有控制土壤污染延伸和蔓延的優(yōu)勢，充分確保周邊土壤質(zhì)量安全。目前常用的異位微生物修復(fù)技術(shù)包括有堆制技術(shù)、預(yù)制床技術(shù)以及生物反應(yīng)器技術(shù)等，具體應(yīng)用如下。

2.2.1 應(yīng)用堆制技術(shù)

在土壤污染修復(fù)工程中應(yīng)用該項技術(shù)，即在土壤中添加相應(yīng)的堆制發(fā)酵物，例如秸稈、樹葉、木屑等本身攜帶一定微生物的材料，通過微生物在土壤污染物質(zhì)相互反應(yīng)的條件下，有助于實現(xiàn)土壤內(nèi)部充氧的效果，促使土壤中含有污染物的分解速率得到顯著提升[2]，并且可最大限度的降低污染物質(zhì)的影響。在本次工程案例中，相關(guān)人員通過采用當(dāng)?shù)刎S富的秸稈和樹葉資源進(jìn)行堆制技術(shù)修復(fù)，能夠節(jié)省工程成本和修復(fù)處理時間，進(jìn)一步加快污染修復(fù)速度。

2.2.2 應(yīng)用預(yù)制床技術(shù)

在本次實踐工程中，為修復(fù)六價鉻造成的土壤污染，相關(guān)人員在實施處理技術(shù)前，按照當(dāng)前污染狀況并結(jié)合現(xiàn)有因素，建設(shè)封閉平臺，采用石子和砂子填補(bǔ)平臺，在表面鋪設(shè)一層受污染的土壤，使空氣與土壤達(dá)成充分接觸的條件，然后再向污染土壤中加入適量的水及營養(yǎng)液，實現(xiàn)對有害物質(zhì)的降解。在應(yīng)用該項技術(shù)時，相關(guān)操作人員合理調(diào)配營養(yǎng)液的比例，發(fā)揮預(yù)制床的修復(fù)處理優(yōu)勢，提升環(huán)保整治效果。

2.2.3 應(yīng)用生物反應(yīng)器技術(shù)

基于該化工企業(yè)對土壤造成的污染，可采用生物反應(yīng)器實施修復(fù)，在具體工作環(huán)節(jié)，可將受污染的土壤與水混合，并共同存放到生物反應(yīng)器中，合理調(diào)整反應(yīng)器的酸堿值，有助于降低有害物質(zhì)的含量。除此之外生物反應(yīng)器的酸堿值處于合理條件下，還能夠提升土壤污染中各類微生物的生長速率，加劇相互反應(yīng)，進(jìn)而實現(xiàn)污染物降解目標(biāo)。在本次工程中應(yīng)用生物反應(yīng)器技術(shù)有助于提高污染物修復(fù)工作的環(huán)保性能，為相應(yīng)土壤污染防治工作的順利實施提供有力支持[3]。經(jīng)過修復(fù)后，該區(qū)域土壤檢測指標(biāo)，如表1所示。

表1 土壤污染微生物修復(fù)后環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)情況

3 土壤污染防治措施

3.1 加強(qiáng)污染源頭監(jiān)督及控制

強(qiáng)化監(jiān)督重點企業(yè)污染源，針對污染排放較為嚴(yán)重的化工企業(yè)進(jìn)一步加強(qiáng)監(jiān)督監(jiān)察，保障其嚴(yán)格執(zhí)行我國的有關(guān)規(guī)范和環(huán)保政策，積極開展自行監(jiān)測計劃，對周邊土壤資源定期開展環(huán)境監(jiān)測，并對外進(jìn)行公示，以此加強(qiáng)社會監(jiān)督。除此，環(huán)保部門需要對土壤中檢測到的污染物進(jìn)行溯源追蹤，從源頭上控制污染物的外泄，促使土壤污染防治力度得到增強(qiáng)。例如針對該化工企業(yè)建立完善的土壤污染防范計劃，借助信息化系統(tǒng)與環(huán)保部門進(jìn)行溝通，及時處理污染隱患，并協(xié)同開展修復(fù)技術(shù)[4]。為實現(xiàn)源頭污染控制，還可在本次工程中對遺留下的鉻渣堆存方式進(jìn)行改進(jìn)，建設(shè)專門的儲藏空間，合理設(shè)置隔離防護(hù)措施，避免長期受到雨水沖淋而導(dǎo)致有害物質(zhì)滲入地表，構(gòu)建封閉式的鉻渣存放區(qū)域，盡可能降低對土壤的污染，采取有效措施處理鉻渣，減少堆存數(shù)量。

3.2 豐富土壤污染修復(fù)方法

微生物修復(fù)技術(shù)在具體實踐中存在諸多措施和方法，結(jié)合本次工程案例，應(yīng)當(dāng)借鑒國內(nèi)外的先進(jìn)做法，進(jìn)一步豐富修復(fù)手段?？稍谕寥垒^為充足的區(qū)域開辟新的取土場，在保證生態(tài)不被破壞的前提下，取適量土壤運輸?shù)轿廴緟^(qū)域種植綠化植物，能夠有效修復(fù)受損土壤。如種植蕨類，可有效吸收和附著重金屬元素，降低有害物質(zhì)含量。同時也可采用化學(xué)方法進(jìn)行修復(fù)，針對鉻污染較為嚴(yán)重的區(qū)域，應(yīng)當(dāng)施加適當(dāng)?shù)囊种苿?，將重金屬轉(zhuǎn)化為難溶性化合物，減少農(nóng)作物和人體吸收量。如采用硫化物、碳酸鹽、石灰等，降低六價鉻的毒性，再逐步進(jìn)行修復(fù)。具體操作過程，如圖1 所示。

圖1 土壤污染微生物化學(xué)修復(fù)方法

4 結(jié)語

綜上所述，土壤污染已經(jīng)成為目前生態(tài)環(huán)境發(fā)展的主要問題，不利于對資源的高效利用，而且還會對環(huán)境、生物機(jī)體等產(chǎn)生危害，因此需要加強(qiáng)治理和修復(fù)。結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的革新進(jìn)步，可采用微生物修復(fù)技術(shù)，通過實施原位微生物修復(fù)以及異位微生物修復(fù)技術(shù)等，有效降低污染物在土壤中的含量，并積極采取有效的預(yù)防措施，最大限度的提高土壤治理效果，維系生態(tài)系統(tǒng)平衡。