基于土壤中多環芳烴解吸特性的生物修復效果評價
摘要：采用XAD-2樹脂輔助解吸方法測試了生物堆修復前后土壤中熒蒽、苯并(a)蒽、苯并(a)芘、苯并苝這4種PAHs的解吸特性,并根據解吸結果進行了生物修復效果評價.結果表明,土壤中這4種PAHs的累計解吸量隨解吸時間延長而增加,但解吸速率逐漸降低,符合"兩階段"解吸模型,生物修復前土壤中不同種類PAHs"快解吸"量占PAHs總量的32%~70%,修復后土壤中不同種類PAHs"快解吸"量占PAHs總量的14%~39%.經過6個月的生物修復,基于生物可利用含量變化的熒蒽、苯并(a)蒽、苯并(a)芘、苯并苝修復效率依次為82.9%、79.7%、64.9%、54.3%,明顯高于基于PAHs總含量的生物修復效率61.0%、51.7%、37.2%、38.7%.
關鍵詞：多環芳烴，生物修復，解吸特性，效果評價
目前，對于某項土壤修復技術的修復效果評價主要是通過比較修復前后土壤中目標污染物總度的減少量來確定．但是，研究及實際工程應用中發現，采用生物技術對ＰＡＨｓ污染土壤進行修復一段時間后土壤中ＰＡＨｓ將不再降低，如Ｒａｙｍｏｎｄ等采用土耕法對某煤氣廠ＰＡＨｓ污染土壤進行處理，７５ｄ后土壤中各ＰＡＨ含量基本已不再降低．Ｌｉ等采用泥漿反應器對ＰＡＨｓ污染沉積物進行降解，發現實驗進行７０ｄ后，沉積物中ＰＡＨｓ含量不再下降．Ｔｏｍ等對英國某焦化廠ＰＡＨｓ污染土壤采用生物堆技術進行修復，發現修復進行２８ｄ后土壤中ＰＡＨｓ含量已基本不再下降．其主要原因在于當ＰＡＨｓ這類親脂性有機污染物進入土壤后，在各種地球物理化學作用下，部分ＰＡＨｓ將吸附于土壤玻璃態有機質中被“鎖定”，成為土壤骨架的一部分．這部分ＰＡＨｓ在無強烈外來干擾作用下將很難再次從這些吸附位點解吸遷移至其他能與微生物接觸的區域，導致其難以被降解．同時，ＰＡＨｓ一旦進入土壤，部分ＰＡＨｓ將進入土壤顆粒中亞微米及納米級孔隙中，很難遷移出來，微生物難以到達這些區域，最終導致這部分ＰＡＨｓ也難以與微生物接觸并被降解．因此，由于土壤中玻璃態有機質對ＰＡＨｓ的“鎖定”作用及亞微米及納米級微孔對ＰＡＨｓ的“物理包埋”，生物修復后期ＰＡＨｓ降解速率的主要控制因素在于被“鎖定”及“包埋”部分的ＰＡＨｓ難以從現有結合點位遷移并與微生物接觸，使其不能被微生物利用，最終導致其在土壤中的含量變化不明顯，而并非微生物缺乏對特定污染物的降解能．由于現有評價方法基于修復前后土壤中ＰＡＨｓ總含量的變化進行效果評價，并未考慮土壤“鎖定”及“物理包埋”作用導致部分ＰＡＨｓ不可被生物利用，其評價結果往往不能客觀反映某項生物修復技術的真實修復效果.
研究表明，可將土壤中能快速解吸部分的ＰＡＨｓ含量近似作為生物可利用含量．因此，本文以北京某焦化廠ＰＡＨｓ污染土壤生物堆修復項目為例，通過測試生物修復前后土壤中ＰＡＨｓ生物可利用含量的變化，并以此為基準評價生物堆技術用于修復該焦化廠ＰＡＨｓ污染土壤的效果．同時，將該結果與基于修復前后土壤中ＰＡＨｓ總含量變化為基準的評價結果進行比較，以期為ＰＡＨｓ類污染土壤生物技術修復效果提供更客觀的評價方法.
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