土壤与地下水污染修复技术的应用研究

土壤与地下水污染修复技术的应用研究

庞佳乐

内蒙古大学生态与环境学院

摘要：随着人们环保意识的逐渐增强，社会大众越来越重视土壤及地下水污染问题。主要是因为这类问题大大降低了局部地区人们的生活质量，土壤与地下水污染降低了局部地区生活环境质量。需全面分析土壤及地下水污染物特性，结合污染变化趋势，选择合理的整治修复手段，确保土壤环境和地下水环境得到净化，维护生态系统稳定运行，保障人们健康安全。鉴于此，本文围绕土壤与地下水污染修复技术展开如下探讨。

       关键词：土壤；地下水；污染修复；技术应用

      1.土壤及地下水污染物的特点分析

       1.1生物分解速率

       环境中的污染物质在微生物的分解作用下被降解的基本速率为生物分解速率，微生物分解速率的高低决定了其被分解的难易度，对于分解速率较高的微生物，则说明其对人体或动物产生的影响并不大。尤其是金属类污染物，其分解速率并不高，但是，随着场址环境条件的不同，分解速率也存在着一定的差异，这就需要以现场实际情况为依据来制定可行性的生物整治方案。和普通的有机污染物相比，对于重金属污染物，需要全面分析金属特性，并且还应该考虑到重金属可能对地下水环境和土壤带来的影响，在此基础之上才能够得到有效的治理方案[1]。

       1.2蒸汽压

       液态或固态的物质很容易出现部分脱离而挥发的蒸汽，蒸汽产生的压力也就是蒸气压。如果某种物质的蒸汽压较高，则其挥发性也较强，对此，必须明确相关影响因素。通常情况下，小分子有机物的蒸汽压比较高。物质的蒸汽压在一定程度上会受到环境因素的影响，比如，高温环境具有提升物质蒸气压的作用。高碳素有机物以及多环芳香族的实际蒸气压比较低，大约为10－8atm，但是，如果蒸气压高于这个数值，就具有了高挥发性。使用气解方法能够有效去除土壤中的苯和二氯乙烯。

       1.3溶解度

       如果污染物的溶解度较高，则会在地下水中快速移动，而且污染会在短时间内迅速扩散。比如，甲基叔丁基醚这种加油站中常见的污染物，就能够在短时间内移动数百米。如果污染物的溶解度较高，使用抽水方法就能够取得良好的效果。而如果溶解度较低，则需要考虑使用其他方法或者联合抽水方法予以处理[2]。      

2土壤与地下水污染修复技术的应用

 空间插值法主要是被用来测量空间数据的插值，所以，为了得到研究区域的空间场地分布信息，需要在不同的采样点放置对应的传感器，进而对采集到的数据进行空间插值处理，准确了解土壤中污染物的分布情况。采用传感器测量进行土壤污染数据采集的方法有很多种，以下选取网格法进行研究。将研究区域划分为多个距离相同的区域，使其形成网格状分布，是土壤污染监测中一个十分重要的环节。在已有网格方法的基础上，分别计算不同梯度系数的取值大小，同时对高梯度的网格区域依次进行加密处理。随着高梯度区域内布点数量的持续增加，使各个区域可以获取更加准确的插值结果和流场分布信息。

       2.1区域土壤污染场地布点与监测

       研究土壤中污染物的扩散趋势，需要建立污染物迁移浓度随时间变化的数学模型，优先构建微分方程。根据大量可渗透砂层实验，需要全面忽略缓慢的流速水头，进而获取多孔介质中流速和水力成正比的达西定律。为了获取比较满意的地质效果，在采用电阻率法进行勘探的过程中，需要根据地质条件设定对应的装置模型。三维电阻率法观测系统是利用计算机对土壤中的污染物变化情况进行研究。另外，通过不同装置之间的转化关系，可以获取各种测量装置的视阻率数据，采用对应的绘图软件进行绘图。数据处理的过程就是将三维阵列采集系统获取的单一极电值以及电流值输入到计算机中，按照统一的形式对其进行整体，将有问题的数据删除。地下介质的电阻率不仅和岩石的土壤之间存在密切关联，同时还和土壤的孔隙密度以及孔隙溶液的物理化学性质存在联系。所以，可以组建水文地质参数和电性参数之间的经验关系，有效完成两者之间的转化。

       2.2地下水污染修复

       地下水作为土壤深层结构的重要组成部分之一，如果土壤中的地下水层出现严重的水污染问题，必然会对区域内土壤状况造成严重的影响。相关部门在开展区域内土壤地下水层污染修复治理工作时，应该将地下水污染问题的综合治理作为重点，采用最佳的污染治理方式，清除地下水中防污能力较弱区域中发生污染问题的地下水，然后使用完善的污水处理系统，回收、处理、利用废弃、有害且有毒的污水。

       2.3铀矿区地下水污染治理与修复技术

       当前，常用的铀矿区地下水污染治理与修复技术研究中仍有一些问题没有解决，如对现有技术的改进、修复效果的强化途径、对特定污染区的适用性等，需要进一步探索。目前，国内在铀矿区地下水污染治理与修复技术研究中大多处于实验室阶段，虽开展了部分场地的污染修复工作，也以场地实验为主，与实际工程用于有一定的差距，因此，如何针对不同野外条件对修复性能进行优化是未来研究的重点。利用不同修复技术的特点，结合不同的铀矿区的水文地质条件和污染特征，把多种技术组合，用于铀矿区地下水污染治理与修复将是未来的技术发展方向。发挥仿真软件和智能算法的优势，对铀矿区地下水进行模拟和优化来确定最佳技术工艺参数，在铀矿区地下水污染治理与修复中必将发挥更大的作用。铀矿区地下水污染的物理化学修复技术应用还十分有限，其处理产物费用昂贵，另外受区域地下水流场影响较大，处理不当会对地下水造成二次污染。生物修复技术在实时、实地治理大面积受污染的水体方面具有其独特优势，是解决铀污染治理和可持续发展的有效途径。

       3土壤生态保护策略

3.1加强防治宣传

       各地区政府部门在开展土壤污染预防工作时，应该充分重视土壤污染预防控制知识宣传教育工作的力度，向企业或个人详细讲解土壤重金属污染对人们正常生产生活产生的危害，要求企业或个人掌握各种不同的土壤重金属污染预防和治理技术，才能在全社会范围内营造良好的土壤重金属污染预防和治理环境，促进我国土壤重金属污染修复工作的质量和效率。例如，农业部门应该定期向广大农民群众开展土壤重金属污染宣传教育活动，组织农民群众参加土壤重金属污染预防治理技术培训活动，向农民详细讲解土壤重金属污染对农业生产产生的危害和影响，提高农民土壤污染修复的意识。此外，地方环保部门应该充分利用信息技术手段，从抖音、微信等公众平台开展土壤污染宣传活动，为企业了解和掌握土壤污染预防处理的相关知识提供便利，促进土壤污染保护工作效率的有效提升。

       3.2利用大数据技术促进土壤污染防治精细化管理

       目前国家技术导则是以采样分析、调查评估与模型预测为主的传统技术方法体系，存在着资料收集不完整、污染溯源不准确、污染边界判定模糊、忽视水文地质调查、风险预测偏离较大等技术瓶颈，土壤修复效果面临较大的不确定性。从业单位在污染识别和风险管控方面，主要依靠土壤、地下水样品数据与质量标准的对比分析判定污染情况、可能风险，数据来源单一且以数值型结构化数据为主，关注个体数据质量，难以处理海量数据。近年来青岛市开展了多轮全市及重点区域土壤、地下水等调查，包括全国土壤污染状况调查、重点行业企业用地调查、重点监管单位例行监测等。全国污染地块土壤环境管理系统几乎每天都在上传新的地块信息。多个地块的修复工作也已完成或正开展。建议生态环境、自然资源和规划等部门采集上述各类调查、污染地块治理、学术研究获得的数据，纳入媒体报道、环保督察、公众污染举报信息以及遥感影像等非结构数据进行分析，构建支持全市、区域、地块三个尺度场地污染识别与风险管控的大数据平台，实现数据关联分析和实时数据并行挖掘供决策参考，全面实现青岛污染土壤防治的一张图联动监管，推动土壤污染环境管理的精准化、实时化、智能化。

   结语

       总之，当前做好土壤的清洁工作，才能在促进土壤利用率有效提升的前同时，为城市化和社会化建设活动的开展提供全方位支持。

        参考文献：

       [1]韩奕彤，刘畅，秘昭旭，王先稳，罗育池.我国地下水污染修复技术的专利计量分析[J].环境保护科学：1-10.

       [2]王鹤鹏.基于GIS的污染场地地下水污染修复决策支持系统研究[D].辽宁工程技术大学,2020.

       [3]董璟琦.污染场地绿色可持续修复评估方法及案例研究[D].中国地质大学(北京),2019.

       [4]李元杰,王森杰,张敏,何泽,张巍.土壤和地下水污染的监控自然衰减修复技术研究进展[J].中国环境科学,2018,38(03):1185-1193.

      [5]范丽逢.土壤污染防治的重点与难点研究[J].皮革制作与环保科技，2022,3(02):144-145+148.