土壤中揮發性有機物的分析方法研究

吳冬梅，劉國棟

（山東省煤田地質規劃勘察研究院，山東 濟南 250102）

隨著經濟的快速發展，人們對資源的需求愈來愈多，由此對生態環境造成了嚴重的破壞。例如，土壤中的揮發性有機物就是一種常見的油氣污染物。由于揮發性有機物的成分較為復雜，其污染特性和其他污染物不同，具有很強的潛在危險性，應加強對其進行控制和防護。鑒于此，對于如何控制和防護土壤中的有機物是目前最重要的問題。

1 揮發性有機物概述

根據世界衛生組織的標準認定在正常溫度下沸點為50～250 ℃，飽和大氣壓為133.323 Pa的化合物在蒸氣的形式下所存在的一種有機性化合物，通常被認定為揮發性有機物（VOCs）[2]。揮發性有機物可以長時間的停留在土壤中，且經過時間的推移可進入液態水和空氣中，其對人們賴以生存的環境會造成嚴重的破壞，甚至會威脅到人們的生命安全。由于其潛伏期時間長，且隱蔽性好不容易被發現也不可能被改變，所以會嚴重影響土壤的營養。其中，脂質烴，芳香烴，鹵代烴等都是揮發性有機化合物的一種，都是以固體等形式游離在土壤中。到目前為止，揮發性有機物是土壤中最嚴重的污染源，因其具有毒性、刺激性和光化學反應性。

2 土壤中揮發性有機物的污染特性

揮發性有機物的沸點較低，非常容易發生揮發和移動，還能通過大氣遷移、降雨時隨著雨水進入土壤，再通過雨水的沖刷而流入地下水[3]，然后通過一系列的大氣循環進入大氣層，再產生降水。

2.1 隱蔽性

揮發性有機物通過一系列的循環系統，最終被土壤和地下水吸附，導致地下水和土壤被污染。這種污染不可修復，會一直存在于地下土壤中，很難被發現，又因為其在土壤中的含量較低，所以很難被清除。

2.2 不可逆性

揮發性有機物在土壤中被不斷的改變和轉移，同時又與土壤中的微顆粒進行吸附作用、相互轉換、又相互結合，想要徹底的清除是非常困難的，所以揮發性有機物在土壤中的污染是不可逆的。

2.3 中間產物復雜

揮發性有機物的種類很多，由于其不同分子之間慢慢的都會發生不同的化學反應，同時碳原子的結合數目方式又復雜多樣，雜原子之間的種類又都不相同，因此會產生很多的中間產物。

2.4 具有很強的毒害性

揮發性有機物的污染形式非常多樣化，除了最常見的土壤污染以外還會產生光化學煙霧、有機氣溶膠等，在污染環境的同時還會對人們的健康造成一定的威脅，如加大人體的患癌幾率等。

2.5 具有遷移特征

在正常情況下，土壤中的揮發性有機物都是以氣體或者液體的形態進入空氣和水中的，但通過長期的滯留和植物的吸附作用最終會破壞生態環境。雖然土壤本身具有一定的降解有機物能力，但由于土壤中的揮發性有機物長時間的處于游離狀態，又具有揮發性和遷徙特征，所以會增加對其的檢測難度。

3 土壤中揮發性有機物的修復方法

隨著社會經濟的高速發展，人們對自然環境的保護意識越來越強烈，已開始關注土壤中揮發性有機物的治理問題。其中，一些發達國家會投入大量的資金和人力對土壤揮發性有機物進行處理，以實現污染土壤的修復。因此，經過長期的探索和實踐，形成了一整套揮發性有機物的處理技術。這些技術不僅包括物理和化學處理，還包括生物處理。由于土壤中揮發性有機物的修復比較困難，所以，往往會采用多種方法對其進行治理。

3.1 物理修復方式

物理修復是土壤中揮發性有機物最常見的一種修復手段，其是采用簡單的挖掘、耕作的方式。針對土壤中揮發性有機物的污染特性可利用物理修復手段，即熱解吸和光降解。其中熱解吸是常見的修復方式之一，是使用紅外線和微波技術對土壤中的揮發性有機物進行加工處理，通過不斷的加熱利用高溫將土壤中的揮發性有機物進行降解處理。光降解是指利用陽光直射的方法對土壤中的揮發性有機物進行一定的降解，以達到治理的目的[4-5]。

3.2 化學修復方式

化學修復也是目前對土壤中的揮發性有機物進行修復的一種有效手段。其主要方法是對土壤中的揮發性有機物利用化學藥劑進行沖洗，但這種方式操作起來比較復雜。首先，要把被污染的土壤挖出來，然后再利用專門用于淋洗的設備場地對土壤中的揮發性有機物進行清洗分離，需要注意的是要將沖洗液進行合理處置，不可隨意排放。然后，再對處理后的土壤進行脫水處理。這種方法是目前對土壤中揮發性有機物的處理最有效的一種方式，但由于還沒有更好的設備對清洗液進行防污染處理，而清洗后的廢水也缺乏合理的處理方式，所以隨時都可能對環境造成二次污染，不僅浪費人力、財力，還會對環境和人們的身體健康構成威脅[4-5]。

3.3 光降解方式

光降解方式也是目前處理土壤中揮發性有機物的方法之一。該方法主要是將揮發性有機物直接進行光解，并利用光催化或者氧化進行土壤溶劑萃取。該方法適用于土壤薄、日照時間長、支持光降解模型的應用。我國一些學者對光降解條件下的土壤初始含油量、磷值和土壤類型進行了分析。結果表明，土壤含油量與光降解模式效率呈負相關[4-5]。

3.4 土壤淋洗技術

土壤淋洗技術是一種處理土壤中化學吸附的微粒以及微粒周圍的土壤恢復性有機物的方法。土壤淋洗技術的修復過程是采用最簡單的沖淋方式，使用的清洗媒介更加廣泛，例如，最常見的清水、無機熔鹽（日常所用鹽、堿）等，或是使用有機溶液、表面活性劑、螯合劑等。采用這種修復方式可以避免在土壤在修復過程中造成的二次污染，優勢明顯高于化學修復。據相關資料顯示，若使用多種清洗劑對土壤中的揮發性有機物進行清洗比使用單一的化學藥劑清洗效果會更加突出[6-7]。

4 結論

隨著社會的不斷發展和時代的不斷變遷，人們保護環境的意識越來越強烈，在重視經濟發展的同時也保護了生態環境，其中，對土壤環境的保護也成為了目前環境保護中比較重要的一部分。因此，我國應在此基礎上不斷的進行分析、創新，力爭研究出更合理、更有優勢的土壤中有機物揮發治理的方法[8]。我國是世界上人口最多的國家，同時也是糧食出口大國，假如土壤環境遭到破壞，勢必會導致糧食減產，這會對社會經濟的的發展造成不可估量的損失。所以，只有保護好土壤資源才能實現經濟的可持續發展，才能為人們改善生活環境奠定堅實的基礎。