分析微生物修復及油污土壤改良

王春雷

（上海同渠工程咨詢有限公司 上海 200092）

引言

如今，在工農業生產快速發展的局勢下，廢水、污染物大量排放，農藥和化肥無節制施用，而且石油資源開采過程中產生大量井噴物質，這些都導致土壤環境不斷惡化，使土壤環境日益衰退。因此，對土壤進行修復和改良顯得尤為重要。就目前來看，可同于土壤修復和改良的先進技術有很多，如生物技術與理化技術。其中，以生物技術效果最為顯著，有很多的分析和研究成果。

1 土壤微生物修復

在農田中大量施用化肥和不科學的耕作，導致土壤環境每況愈下，使土壤結構日益惡化，輕則使地力大幅降低，嚴重時使農作物質量變差。對此，曾有學者提出可采用施加多種有機肥的方式來改良土壤。然而，有機肥養分含量相對較低，施肥效果差，需要增加投入量才能保證效果，而且不同地區的土壤狀況有很大不同，所以這一措施很難推廣應用。在這種情況下，微生物技術隨之誕生[1]。

對于微生物技術，它是指將微生物和有機肥的混合物投入到土壤當中。此時，微生物能在土壤中以很快的速度分解，固定空氣中呈分子態的氮，同時將其轉化成作物可以吸收和利用的銨態氮，并將不溶的磷與鉀通過分解形成可溶的磷與鉀，進而使植物可以大量吸收，起到改良土壤的作用。另外，作物收獲以后，將微生物投入到殘茬上，加快殘茬分解速度，以此提高土壤肥力，對土壤結構進行改良，實現水土保持目標。

實際工作過程中，這項技術已經實現商業化，表現為可制成多種試劑，如增肥劑、改良劑與微生物肥。微生物還能用于復墾，這是微生物技術重要組成部分。該方法充分利用微生物具有的接種特點與優勢，對待復墾的區域實施綜合治理和有效改良。在新建植進行微生物的接種，于對植物營養條件進行改善的同時，借助微生物自身生命活力，使已經喪失了活性的土壤重新建立起新的微生物系統，提高土壤活性，促進復墾改良，推動整個轉化過程，幫助生土不斷熟化，增強肥力，最終縮短復墾整個周期。

采用微生物技術還能調整土壤的酸堿性，這也是技術主要功能之一。采用可以在極端環境中正常生長發育的微生物，通過代謝來實現對土壤酸堿性的調節。比如，日們相關科員人員通過研究發現了可以堿化酸性土壤的特殊微生物，這一微生物可以在pH值為3與富含鋁的情況下正常生長和繁殖。經試驗可知，這種微生物可以存活在pH值只有3.3的環境下，在降低酸性的基礎上減小鋁離子濃度，使用在酸性土壤中后，可以發揮中和效果，進而實現增加植物生長空間這一根本目標。

采用微生物技術對土壤進行改良的基本工作思路為：先確定微生物群體，土壤環境中，微生物群體由多種微生物組成，包括乳酸菌、酵母菌、放線菌等。在制得濃度滿足要求的菌液之后，加入有機營養物質，如酒糟、秸稈與豆腐渣等，通過混合開始發酵。在條件允許的情況下，還可使用垃圾、農家肥或秸稈等和菌也進行混合。完成以上步驟后，挖坑將發酵后的菌液加入，也可直接在地面進行噴灑[2]。

2 油污土壤改良

在油污土壤的改良工作中，經常會用到表面活性劑。現以淋洗與洗滌為例，對其實際應用進行分析。淋洗時，通常使用通過化學合成制得的活性劑，即非離子活性劑或陰離子活性劑。相關研究表明，在被雜酚油物質污染的土壤中使用非離子活性劑能有效增強土壤降解；采用Brij30時，對柴油有22.5%左右的解吸率；采用Brij35時，對柴油有58.0%的解吸率。此外，還發現鼠李糖脂能有效洗脫多氯聯苯；皂角苷可有效去除芘與菲。

活性劑濃度會對淋洗效果造成直接影響。若濃度未能達到CMC，則活性劑很難起到增溶作用，實際的淋洗作用會變得很差。此時，為保證淋洗效果，必須增加次數，使修復費用大幅提高。相關研究表明，一半活性劑濃度越大，污染物的去除率越高，但達到某個限定值后開始趨于平穩，之后繼續增加活性劑濃度，不會起到太大的作用，實際淋洗效果基本保持不變。此外，如果濃度過高，則會在溶液當中產生大量絮凝物，當與污染物接觸后，將形成大量乳狀液，導致土壤中的縫隙被堵塞，大幅減慢淋洗液實際流動速度，對最終的淋洗效果造成影響?；钚詣┮坏┪接谕寥?，還會減弱洗脫，吸附主要和初始濃度有關，一般隨初始濃度不斷增加，吸附作用增強?？梢?，過量投入藥劑不僅浪費資源，而且還會對土壤造成二次污染，所以在實際應用中應確定適宜的投加濃度[3]。

部分研究人員利用非離子與陰離子式活性劑進行淋洗專用藥劑的復配，并取得了良好效果。比如，利用TX100與SDBS進行復配得到的藥劑對土壤進行淋洗，去除土壤當中含有的菲，其去除效果遠好于采用單一藥劑；利用Tween80與SDS進行復配得到的藥劑對土壤進行淋洗，去除土壤當中含有的石油烷烴，其去除效果遠好于采用單一藥劑，并且淋洗效果還伴隨這兩種藥劑添加量的不斷增加而進一步增強。研究表明，采用這兩種活性劑進行復配制得的藥劑具有協同作用，其原因為在復配之后可以形成吸附層及膠束，可以減弱離子之間形成的排斥，進一步降低CMC，同時使膠束當中分配系數明顯增加。另外，在選擇性吸附作用下，復配藥劑中的各個組分吸附各類成分，使原有的組分比例發生變化，對淋洗效果造成影響。對此，在復配過程中，應深入了解不同組分具有的吸附特性及規律，避免被土壤大量吸收[4]。

研究者對聚氧乙烯月桂基醚與十二烷基苯磺酸鈉兩種活性劑進行復配，形成的復配劑用于油污土壤，并開展專門的回收試驗，結果表明，脫油率可以達到56%以上。此外，還對包含石油烷基苯磺酸鈉與曲拉通等在內的四種不同活性劑進行復配，形成的復配劑用于油污土壤，能發揮出更好的處理效果，實際脫油率可以保持在98%以上。

雖然活性劑對處理油污土壤有顯著效果，但也面臨著一些問題，比如土壤應具有良好滲透性，如果在滲透性較差的土壤中使用，會影響處理效果；活性劑本身就是一種有毒性的藥劑，大量使用也會對土壤環境造成負面影響，導致土壤產生二次污染。因此，應高度重視和切實做好對環境無負面影響的新型活性劑，及其篩選方式、培育方式及提取方式；活性劑應能和其它技術措施相聯用，保證最終的修復效果。比如，引入超聲技術提高對石油類污染物的實際去除率；如果活性劑實際用量較大，則會影響微生物自身活性，并且還會提高成本，所以在實際使用中必須結合實際情況對活性劑用量進行嚴格控制。

結語

綜上所述，面對日益嚴重的土壤環境惡化問題，需要積極采用合理可行的改良與修復技術，尤其是微生物技術，它對恢復土壤自然生態系統，提高肥力等均有十分重要的作用，應在今后的工作中不斷加大研究與開發力度。