剖析POPs污染场地修复技术

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第 1 页共 10 页剖析 POPs 污染场地修复技术

摘要随着近几年我国环境工程建设的不断推进，针对 POPs 污染场地的修复就成了实际世界环境治理过程中备受人们关注的问题。时至今日，有关 POPs 污染场地这一问题的修复技术在国际环境治理领域研究已然开展了数年的时间，虽然已经获得了一定的效果，但是仍旧存在极大的研究空间。由此，文章从我国有关 POPs 污染场地修复的技术入手进行阐述，从中探究能够实现对这一技术进行筛选的流程，希望能够对后续我国 POPs 污染场地问题的修复和治理有所帮助。

关键词：持久性有机污染物；污染场地；修复技术剖析 Index

摘要 .................................................................................................................................................1 Index ................................................................................................................................................1 前言 .................................................................................................................................................2 1.POPs 物质 ..................................................................................................................................2 1.1.狭义上的 POPs 物质 ...............................................................................................................................2 1.2.广义上的 POPs ..........................................................................................................................................3 2.13 种具二噁英样毒性特点的多氯联苯同系物及其 IUPAC 序号 .........................................3 3.我国 POPs 污染场地的来源 .....................................................................................................4 4.常见的 POPs 污染场地修复技术 .............................................................................................4 4.1.概述 ...............................................................................................................................................................4 4.2.物理法 ...........................................................................................................................................................5 4.3.化学法 ...........................................................................................................................................................5 4.3.1.化学清洗法 ......................................................................................................................................5 4.3.2.萃取法 ................................................................................................................................................6 4.3.3.高级氧化法 ......................................................................................................................................6 4.3.4.电化学氧化法 ..................................................................................................................................6 4.4.生物法 ...........................................................................................................................................................6 4.4.1.植物修复技术 ..................................................................................................................................7 4.4.2.酶生物修复技术 .............................................................................................................................8 4.4.3.微生物修复技术 .............................................................................................................................8

第 2 页共 10 页 4.4.4.动物修复 ...........................................................................................................................................9 5.POPs 污染场地修复技术筛选研究 ..........................................................................................9 5.1.POPs 污染场地的调查 ...........................................................................................................................9 5.2.POPs 污染场地修复目标确定 ...........................................................................................................10 5.3.POPs 污染场地修复技术初筛 ...........................................................................................................10 5.4.技术筛选方案的确定 ...........................................................................................................................10 6.结语..........................................................................................................................................10

前言就 POPs 物质而言，通常情况下是指日常生活中常见的持久性有机污染物，这一物质不仅具备较强的生物毒性，同时也具备极强的降解难度和生物积累性水平，所以，如何针对这一因素造成的环境、土壤问题进行处理，最大程度上降低这一问题对生态环境所造成的严重破坏，就成为了现阶段迫在眉睫需要解决的问题。截至目前，虽然我国针对 POPs 物质的处理已然开展了十数年的时间，但是，由于我国对这一问题治理、处理的起步相对较晚，导致在实际的环境治理环节仍旧存在比较明显的不足，严重的 POPs 污染场地问题已经在很大程度上威胁了人们日常生活环境和身体健康。基于这一问题，本文将对 POPs 污染场地的修复技术进行研究，思考能够实现对修复技术予以推荐实用的方法。

1.POPs 物质 1.1.狭义上的 POPs 物质主要是指关于《持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》禁用物质。

第一批列入《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》受控名单的 12 种POPs：

1)有意生产――有机氯杀虫剂(OCPs)：滴滴涕、氯丹、灭蚁灵、艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂、七氯、毒杀酚； 2)有意生产――工业化学品：六氯苯和多氯联苯(PCBs，209 种)； 3)无意排放――工业生产过程或燃烧生产的副产品：二噁英(多氯二苯并-p-二噁英 PCDD)、呋喃(多氯二苯并呋喃 PCDF)2378 位取代 PCDD 和 PCDF 17 种。

第二批新增物质包括：3 种杀虫剂副产物(α-六氯环己烷、β-六氯环己烷、

第 3 页共 10 页林丹)、3 种阻燃剂(六溴联苯醚和七溴联苯醚、四溴联苯醚和五溴联苯醚、六溴联苯)、十氯酮、五氯苯以及 PFOS 类物质(全氟辛磺酸、全氟辛磺酸盐和全氟辛基磺酰氟)。

第三批增列(第五次缔约方大会)：硫丹。

1.2.广义上的 POPs 还包括一些具有 POPs 特性的其他物质，部分物质是目前公约筛查嫌疑物质，如：

1)多环芳烃，在很多文献中，多环芳烃并认为是 POPs 物质； 2)溴代阻燃剂 BFRs，大部分溴代阻燃剂具有 POPs 特性，如十溴联苯醚(PBDE209)、六溴环十二烷(HBCD)、四溴双酚 A(TBBPA)等； 3)具有二噁英特性的物质，溴代二噁英(PBDD/Fs)，多氯代苯系衍生物(多氯三联苯等)； 4)其他氯代物质，如氯代阻燃剂得克隆(dechlorane plus，DPs)，短链氯代石油烃等。

2.13 种具二噁英样毒性特点的多氯联苯同系物及其 IUPAC序号 № IUPAC序号中文名称英文名称中文类别氯原子数英文类别 1 77 3，3"，4，4"-四氯代联苯 3，3"，4，4"-tetra PCB 四氯代联苯 4 tetra PCB 2 105 2，3，3"，4，4"-五氯代联苯 2，3，3"，4，4"-penta PCB 五氯代联苯 5 penta PCB 3 114 2，3，4，4"，5-五氯代联苯 2，3，4，4"，5-penta PCB 五氯代联苯 5 penta PCB 4 118 2，3"，4，4"，5-五氯代联苯 2，3"，4，4"，5-penta PCB 五氯代联苯 5 penta PCB 5 123 2"，3，4，4"，5-五氯代联苯 2"，3，4，4"，5-penta PCB 五氯代联苯 5 penta PCB 6 126 3，3"，4，4"，5-五氯代联苯 3，3"，4，4"，5-penta PCB 五氯代联苯 5 penta PCB 7 156 2，3，3"，4，4"，5-六氯代联苯 2，3，3"，4，4"，5-hexa PCB 六氯代联苯 6 hexa PCB 8 157 2，3，3"，4，4"，5"-六氯代联苯 2，3，3"，4，4"，5"-hexa PCB 六氯代联苯 6 hexa PCB 9 167 2，3，4，4"，5，5"-六氯代联苯 2，3，4，4"，5，5"-hexa PCB 六氯代联苯 6 hexa PCB

第 4 页共 10 页 № IUPAC序号中文名称英文名称中文类别氯原子数英文类别 10 169 3，3"，4，4"，5，5"-六氯代联苯 3，3"，4，4"，5，5"-hexa PCB 六氯代联苯 6 hexa PCB 11 170 2，2"，3，3"，4，4"，5-七氯代联苯 2，2"，3，3"，4，4"，5-hepta PCB 七氯代联苯 7 hepta PCB 12 180 2，2"，3，4，4"，5，5"-七氯代联苯 2，2"，3，4，4"，5，5"-hepta PCB 七氯代联苯 7 hepta PCB 13 189 2，3，3"，4，4"，5，5"-七氯代联苯 2，3，3"，4，4"，5，5"-hepta PCB 七氯代联苯 7 hepta PCB

3.我国 POPs 污染场地的来源纵观我国以往社会生活中常见的 POPs 污染场地问题而言，从全生命周期角度来看，造成我国存在 POPs 污染场地问题的原因大都是以往我国经济发展过程中对环境保护工作的忽视而造成的。比如，据统计，自改革开放以来我国生产POPs 化学产品的厂家一度超过数百家，这种情况的存在虽然在一定程度上推动了我国以往的化工领域发展，但是，这一经济发展的成果却是以污染环境为代价交换的。截至 2019 年，通过对我国现有 POPs 化工产品生产厂家的环保问题调查来看，超过 80%以上的 POPs 生产厂家都存在不同程度的污染问题，这些POPs 物质会随着企业废弃物的排放被渗透到人们赖以生存的土壤中，而后在土壤中发生沉降逐步造成 POPs 生产商周边环境恶化的问题，阻碍地方环境保护工作的发展。与此同时，人们日常生活中过量的 POPs 消毒剂也是导致后续环境中出现 POPs 污染的问题原因之一。以我国有关使用 POPs 杀虫剂区域位置的研究可以发现，虽然这一区域能够实现对 POPs 杀虫剂的基础保存，但是，随着留存时间的增加等问题，就很容易导致该区域的土壤出现不同程度的 POPs 污染问题，进而影响我国这一领域环境保护工作的有效落实。

4.常见的 POPs 污染场地修复技术 4.1.概述截至目前，我国有关 POPs 污染场地修复技术的研究已然开展了十数年的时间，在实际 POPs 污染场地修复技术领域比较常见的技术类型大都有原位修复技术和异位修复技术两种，这两种技术的应用都能够在一定程度上实现对 POPs污染场地的修复目标。比如，就 POPs 污染场地原位修复技术而言，通常情况下

第 5 页共 10 页是指在后续的修复环境，对引发 POPs 污染场地问题的污染物质进行就地处理、降解以获得预期 POPs 污染场地修复目标的一种技术，通常情况下这一技术的优势在于实际修复环节不需要为修复工作配制专业的修复设备，只需要简单的材料就能够实现预期的 POPs 污染场地修复技术应用效果。日常生活中比较常见的原位热处理技术、地下水曝气技术等都属于原位修复技术；而就异位修复技术而言，则通常情况下是指一种需要将被污染区域土壤挖掘出来进行异位处理后再回填到修复区域的一种技术模式。相对于原位 POPs 污染场地修复技术而言，这种修复技术的风险更低、经济效益相对更高，就会吸引更多的人参与到这一环节的 POPs 污染场地修复技术应用环节，为后续我国环境问题的改良保驾护航。

持久性有机污染物 POPs 的环境修复主要是针对被污染的土地、水体、大气的修复和含 POPs 的废弃物的降解。POPs 环境修复技术可分为原位和异位修复技术。原位修复是指对污染场地(包括深层次污染的土壤和地下水)中存在的污染物进行就地处置，不需要建设昂贵的地面基础设施和远程运输，使之得以降解；异位修复则是将土壤或水体转移后再处理。各种修复技术总结起来可以分为物理、化学、生物修复技术。

4.2.物理法针对水体 POPs 污染的物理修复技术有是气提、吸附和萃取等手段。针对土壤的修复技术有填埋法、换土法和通风转移污染物技术。这里介绍下土壤热解吸技术。它是通过直接或间接热交换，将污染土壤及其中含有的污染物加热到足够的温度，以使污染物从土壤中得以挥发与分离的过程。虽然热解吸设备投资较大，并且污染土壤需挖掘后才能处理，但其具有操作灵活、安全稳定、对土壤理化性质影响小、处理成本低廉等显著优点，故成为发达国家修复有机污染土壤的重要技术之一。有研究结果，采用适当的热解吸温度进行土壤热解吸修复可避免对土壤自然肥力的破坏，使得处理后土壤恢复农田耕作成为可能，是一种潜在的绿色修复技术。

4.3.化学法化学降解法是目前处理 POPs 污染物中最常用的方法，主要有化学清洗法，萃取法，高级氧化法，电化学法等。

4.3.1.化学清洗法

第 6 页共 10 页化学清洗法是用一些化学溶剂和表面活性剂等清洗被污染场地的方法，此法虽费用较低，但易造成二次污染。

4.3.2.萃取法是采用超临界流体或微波萃取场地中污染物，使污染物被浓缩富集而去除，但设备投资大，运行成本高。

4.3.3.高级氧化法高级氧化法是指反应中涉及到羟基自由基的氧化过程，它具有独特的优势：反应过程中产生大量的羟基自由基作为中间产物，可诱发后面的链反应；将污泥降解为 CO₂和 H₂O，不会造成二次污染；反应过程容易控制；可单独处理，也可与其它技术联用。高级氧化法可以分化学氧化法、湿式氧化法、超声波氧化法、为光催化氧化(近紫外光 290~400 nm)等。研究表明超声波氧化法可在 30 min 内降解水体中 95%的低浓度多氯联苯，是一项发展前景良好的 POPs 处理技术；利用纳米级二氧化钛和紫外光的光催化氧化反应来处理 POPs 可能成为研究的热点技术之一。

4.3.4.电化学氧化法电化学氧化技术是近年来中国处理 POPs 利用的一种新技术。电化学氧化技术借助具有电催化活性的阳极材料，能有效形成氧化能力极强的羟基自由基(·OH)，既能使 POPs 发生分解并转化为无毒性的可生化降解物质，又可将之完全矿化为二氧化碳或碳酸盐等物质。包括电解氧化法(可溶阳极法和不溶阳极法)，电解氧化—生物耦合，吸附—电解氧化法等。探索新型的电极材料，以提高电流密度、催化活性和化学稳定性，从而提高电化学法降解有机物的效率；设计高效合理的电化学反应器，使电化学法降解废水中有机物得到工业化的推广是当前研究热点前沿。

4.4.生物法生物法主要是利用植物、微生物或原生动物等的吸收、转化、清除或降解POPs，可分为植物修复、微生物修复、动物修复和酶修复等。①植物修复技术：植物体受到 POPs 的污染和毒害的同时，有些植物能富集相当水平的 POPs 污染物，这为改善修复受 POPs 污染的土壤提供了机遇。利用植物及其根际微生物吸收、转移、富集、去除、转化和固持土壤、底泥、地下水、地表水 POPs 技术，

第 7 页共 10 页是当前生物修复研究领域中的热点。使用红树植物植物修复 POPs 污染湿地沉积物的研究近几年受到了广受关注。

4.4.1.植物修复技术三种植物修复机制

植物对有机污染物的直接吸收；植物根部分泌的酶来降解有机污染物；根际与微生物的联合代谢作用。

4.4.1.1.植物吸收植物从受污染的环境中直接吸收 POPs 等有机物，然后将没有毒性的代谢中间体储存在植物组织中，化合物被吸收到植物体后，植物可将其分解，并通过木质化作用使其成为植物体的组成成分，也可通过挥发、代谢或矿化作用使其转化成二氧化碳和水，或转化为无毒性作用的中间代谢物如木质素，储存在植物细胞中。

4.4.1.2.植物释放分泌物和酶去除有机污染物植物根部分泌的酶来降解有机污染物；根际与微生物的联合代谢作用。

1)植物吸收。植物从受污染的环境中直接吸收 POPs 等有机物，然后将没有毒性的代谢中间体储存在植物组织中，化合物被吸收到植物体后，植物可将其分解，并通过木质化作用使其成为植物体的组成成分，也可通过挥发、代谢或矿化作用使其转化成二氧化碳和水，或转化为无毒性作用的中间代谢物如木质

第 8 页共 10 页素，储存在植物细胞中。

2)植物释放分泌物和酶去除有机污染物植物中的常规酶系能增加污染物的可溶解性，从而提高它们的生物可利用性，植物释放到环境中的酶具有显著的催化作用，可直接降解有机污染物。

3)植物与根际微生物的联合作用植物根区的菌根真菌与植物形成共生作用，有其独特的酶途径，用以降解不能被细菌单独转化的有机物。

植物中的常规酶系能增加污染物的可溶解性，从而提高它们的生物可利用性，植物释放到环境中的酶具有显著的催化作用，可直接降解有机污染物。

4.4.1.3.植物与根际微生物的联合作用植物根区的菌根真菌与植物形成共生作用，有其独特的酶途径，用以降解不能被细菌单独转化的有机物。

4.4.2.酶生物修复技术酶生物修复技术是直接利用某些特定的酶降解。该方法对环境中营养等条件要求不高，对低浓度农药的处理更有效，可降解一些特定的难降解的污染物。中.持`新.兴，处理戴奥辛.利用酶进行农药污染土壤的生物修复被认为是有机污染物生物修复技术中最有效、最可行和最可靠的方法。但目前酶修复技术仍存在酶分离提取时间长、费用高、酶不稳定易失活等缺点。④动物修复：动物修复是指土壤中的一些大型土生动物和小型动物种群，能吸收或富集土壤中残留POPs，并通过自身的代谢作用，把部分 POPs 分解为低毒或无毒产物，此方法对土壤条件要求较高。据报道，蚯蚓对六六六、DDT 等农药的积累能力一般比外界大 10 倍，对 DDT 的积累最高达 70 倍左右。

4.4.3.微生物修复技术目前，关于微生物降解 POPs 的研究已经成为环境修复领域的热点。它利用微生物的代谢活动把 POPs 转化为易降解的物质甚至矿化。特别是降解菌剂法具有成本低、易操作、修复效果好的特点，是一种无二次污染的清洁生产技术，原理是直接向受污染的土壤或水体接入外来的污染物降解菌，同时提供这些微生物生长所需的营养元素，微生物包括真菌、细菌、放线菌和藻类.细菌中较具代表性的假单胞菌属可降解 DDT 等。而真菌的代表属曲霉属则可降解 DDT、艾

第 9 页共 10 页氏剂等。

接种外源性高效微生物、添加微生物营养盐、提供电子受体、提供共代谢底物以及提高生物可利用性是促进微生物修复的几大措施。宏基因组技术可以获得大量的降解基因资源；利用生物工程手段，可以大幅度提高降解菌的能力。③酶生物修复技术：酶生物修复技术是直接利用某些特定的酶降解。该方法对环境中营养等条件要求不高，对低浓度农药的处理更有效，可降解一些特定的难降解的污染物。中.持`新.兴，处理戴奥辛.利用酶进行农药污染土壤的生物修复被认为是有机污染物生物修复技术中最有效、最可行和最可靠的方法。但目前酶修复技术仍存在酶分离提取时间长、费用高、酶不稳定易失活等缺点。

4.4.4.动物修复动物修复是指土壤中的一些大型土生动物和小型动物种群，能吸收或富集土壤中残留 POPs，并通过自身的代谢作用，把部分 POPs 分解为低毒或无毒产物，此方法对土壤条件要求较高。据报道，蚯蚓对六六六、DDT 等农药的积累能力一般比外界大 10 倍，对 DDT 的积累最高达 70 倍左右。

POPs 污染场地修复技术筛选研究对于以往研究中比较常见的 POPs 污染场地修复技术而言，不同的技术类型往往其适配的修复环境也存在相应的差异性，所以，在未来的环境治理环节技术就应结合实际 POPs 污染场地修复的切实需求入手，综合性地选择不同侧重的POPs 污染场地修复技术，从而确保经由筛选后的这一技术能够在极大程度上满足实际 POPs 污染场地的修复需求。结合以往的经验，本文认为在实际的场地修复技术筛选环节，应至少具备场地调查、确定目标、修复技术初筛、可行性研究以及确定修复技术这 4 个方面。

5.1.POPs 污染场地的调查结合以往环境工程开展的经验，如果想要实现对 POPs 污染场地修复技术的筛选，第一步就应针对拟进行修复的 POPs 污染场地实际情况进行综合性的调查、研究，在源头上了解造成这一地区出现严重的 POPs 污染问题的原因，进而针对性地选择能够适应这一场地的修复技术筛选模式，以此确保后续 POPs 污染场地修复的有效性。比如，在实际的 POPs 污染场地修复技术筛选流程确定环节，技

第 10 页共 10 页术人员首先应着眼于拟修复区域的地形、地貌、地质等基础参数进行调查、统计，而后，在完成基础的信息勘察后，技术人员就应针对拟修复区域的土壤、地下水等场地深层次物质进行采样后予以分析；最后，技术人员应着眼于拟修复区域的综合情况进行评估，以此确保能够最大程度上实现对这一区域相关基础信息的查验，为后续筛选污染修复技术提供数据支持。

5.2.POPs 污染场地修复目标确定在完成对拟修复场地的勘察后，技术人员就可以结合相关的需求设计这一区域修复技术应用的目标，以此为后续相关修复技术的应用指明方向。需要注意的是，就目前而言，我国仍旧没有明确的 POPs 污染场地修复标准，虽然《土壤环境质量》中对 POPs 污染物质的含量进行了限制，但是这一限制仍旧十分有限，所以，在后续的目标确定环节，技术人员应与管理者进行协调，以便最大程度上为后续的 POPs 污染场地修复工作开展奠定基础。

5.3.POPs 污染场地修复技术初筛就初筛环节而言，笔者认为通常需要着眼于技术的可行性和经济性两个方面，针对性考察，以此确保在后续的 POPs 污染场地修复环节，能够在成本费用支出最小化的基础上获得更大的 POPs 污染场地修复技术应用效果。

5.4.技术筛选方案的确定在对 POPs 污染场地修复进行初筛后，技术人员就应该根据筛选出技术的实际情况入手，探究这一技术在后续 POPs 污染场地修复过程中的可行性指标，通过综合应用专家评审法、综合分析法以及生活周期法的方式最大程度上实现对POPs 污染场地修复技术的筛选目标，提升对这一 POPs 污染场地环境的治理效果。

6.结语综上所述，随着我国环境工程建设脚步的推进，针对 POPs 污染场地的修复技术就成了近几年备受环境管理技术人员研究的重要问题之一，这就需要我们通过科学的 POPs 污染场地修复技术筛选模式，有针对性地选择能够最大程度上提升实际修复效果的方法，这样才能够更有效地推动后续对 POPs 污染场地问题的治理。

中国污染场地修复实践案例 90分

一、单选 ( 共 4 小题，总分: 40 分) 1.基于风险评估结果，结合不同污染场地发展规划要求，确定相应修复目标，农业用地是（）mg/kg A.0.1 B.1.5 C.10 D.14 2.宁波某化工污染场地修复项目主要污染物是（）

A.二噁英 B.灭蚁灵 C.DTT D.多环芳烃类和挥发性有机物

3.（）是中国POPs污染场地修复示范项目

A.宁波某化工污染场地修复项目 B.杭州庆丰农化污染场地修复项目 C.苏州某外资企业地下水修复项目 D.世界银行多氯联苯管理与处置示范项目

4.（）是国内第一个规模化气相抽提（SVE）工程案例。

A.宁波某化工污染场地修复项目 B.杭州庆丰农化污染场地修复项目 C.江苏鑫海化学厂污染场地项目

D.世界银行多氯联苯管理与处置示范项目

二、多选 ( 共 2 小题，总分: 20 分) 1.污染场地重点分布区域在（） A.钢铁、石化、冶金等重污染企业及周边地区 B.油田、采矿区（有色金属、煤矿）及周边地区 C.精细化工、表面处理（酸洗、电镀）等集中工业园区 D.固体废物集中填埋、堆放、焚烧等场地及周边

2.按照修复的场地，可以把对棕色地块的修复分为（）

A.填埋法 B.焚烧法 C.原位修复 D.异位修复

三、判断 ( 共 4 小题，总分: 40 分) 1.我国环境监管能力处于世界前列（）