摘要：随着工业化进程逐渐加快，工业生产带来的污染问题也日益严重，工业生产期间产生的石油类、挥发性有机物（VOCs）、多环芳烃（PAHs）等污染物给生态环境和人类健康带来了巨大威胁。为有效修复被有机污染物侵蚀的土壤，很多地区开始使用通风去污技术（Soil Vapor Extraction， SVE）在污染土壤中建立气流通道，利用抽气负压促使有机污染物挥发进入气相后抽出，最终实现污染物清除。本文系统分析了有机污染土壤通风去污技术的原理、适用对象。同时提出切实可行的优化路径，以期为有机污染土壤治理提供理论支持和技术参考。

关键词：有机污染；通风去污技术；优化策略

引言

土壤是重要的自然资源，各类农业生产活动都离不开土壤，土壤也是生态系统循环的重要组成部分，但近年来受工业废弃物排放、石油泄漏、农药化肥滥用等因素的影响，我国乃至全球范围内的土壤有机污染问题日趋严重，有机污染物具有高毒性、持久性和生物难降解性等特征，污染问题能通过食物链累积，给人体健康造成潜在影响，破坏生态系统的稳定性。因此，各地区逐渐开始用通风去污技术进行污染治理，通过负压驱动土壤孔隙中污染物气化迁移，有效清除污染物。

1有机污染土壤通风去污的价值分析

随着城市化和工业化的不断推进，石油化工、制药、印染、农药制造等行业的大量废弃物排放让有机污染物频繁进入土壤环境，形成了以挥发性有机物（VOCs）、多环芳烃（PAHs）、苯系物等为代表的复合型污染形态，此类污染物多数具有高毒性、生物不可降解性和潜在的致癌性、致畸性，进入土壤后会破坏土壤结构与功能，降低土地利用效率，还会通过地下水迁移、空气扩散等路径影响人体健康和生态安全。

通风去污技术是一种成熟的原位修复手段，其应用成本较低、施工简便、生态扰动小，常用于去除有机污染土壤处理，应用该技术时，需要在污染区域布设抽气井或气体采集系统，利用负压将土壤孔隙中已挥发或可挥发的有机污染物抽提出来，并在地表使用吸附、冷凝或热氧化等方法处理污染物，从而有效降低污染物浓度，改善土壤环境质量。相较于传统挖掘填埋或土壤置换等手段，通风去污技术避免了“污染转移”的问题，可以减少二次污染的风险，还能在不中断土地使用功能的前提下修复土壤[1]。

2有机污染土壤通风去污技术应用

2.1技术原理与工艺流程

通风去污技术（Soil Vapor Extraction，简称 SVE）是一种以物理机制为基础的原位土壤修复技术，主要用于清除土壤中的挥发性有机化合物（VOCs）和部分半挥发性有机物（SVOCs）。该技术的核心原理是在污染土壤区域设置抽气井，通过外部设备对土壤施加负压促使污染物从液相或吸附态转化为气相状态，并随气流从土壤孔隙中抽出地表，经处理后实现无害化排放或回收利用。由于许多有机污染物常温常压下蒸汽压较高，能在土壤中迅速挥发并随气体迁移，因此通风去污技术修复此类污染时有着效率高、适应性强的优势。

根据调查结果设计好SVE系统。系统布设主要为以下组成：

（1）抽气井的布设：抽气井为系统的核心部分，一般布设在污染区域的中下层，垂直井常见深度为3～10米，井距依据土壤渗透性与污染程度确定（通常为5～15米）。如果处理的是浅层或扩展面污染，可使用水平井布设以扩大覆盖范围。

（2）注气井与辅助装置：为提高系统效率，可设置注气井向土壤中补充空气或氧气，增强污染物的挥发驱动作用，并为土著微生物提供代谢条件（便于与生物修复联用）。

（3）真空抽提设备：结合所需抽气量与深度选择旋片式真空泵、鼓风机或射流泵等设备，设备需要具备调压、变频等功能以应对修复过程的负载变化。

（4）监测井与传感系统：用于实时监测地下气体浓度、压力分布、土壤含水率和抽提速率[2]。

设备安装完成后进行运行测试，操作如下：

（1）井体施工：采用旋挖钻或冲击钻开挖井孔，铺设带有筛网结构的PVC或HDPE井管，并填充滤料（如石英砂）确保气体通道顺畅。井口需设置密封装置防止气体泄漏。

（2）抽气系统连接：通过管道将各抽气井与中央抽提设备连接，所有管道应设有调节阀和反压阀，便于压力平衡与气体回流控制。

（3）初步抽提测试：系统启动前进行短时运行测试，检测气体抽提速率、污染物浓度、真空范围等指标，并据此调整参数。

正式运行阶段，系统按设定参数（如负压大小、抽提频率）持续抽提污染物。具体运行要点包括：

（1）污染物迁移与抽提：土壤中的污染物因气压差产生迁移，向抽气井运动并转化为气相后被抽出地面。

（2）气体处理系统：抽出的污染气体经管道进入处理装置。处理方式根据污染物特性选择，活性炭吸附是应用最广泛的方法，适用于处理污染浓度低、气量大的物质；污染浓度高时可采用冷凝回收技术；高毒性或处理要求高的污染气体可使用热氧化方式。此外，为提高整体修复效率，还可设置辅助气井注入空气或温度控制装置，提高污染物的挥发速率和迁移能力。

2.2不同类型有机污染物的处理适应性

挥发性有机化合物（VOCs）是SVE技术最理想的治理对象，典型代表有苯、甲苯、二甲苯、三氯乙烯（TCE）、四氯化碳、氯仿等。这类物质有较高的蒸气压和较低的水中溶解度，在非饱和土壤层中易于转化为气态并随气流迁移，因此通过抽气可以高效地从土壤中脱附并提取出去，这类污染物即使污染程度较高，只要土壤具备良好通气性，通常可在短期内降低浓度。

其次，半挥发性有机化合物（SVOCs）如萘、菲、芘等多环芳烃（PAHs）蒸气压相对较低，挥发性不足，通常以吸附态或液态分布于土壤颗粒和孔隙水中，这类污染物不易被直接抽提，单独使用SVE时修复效率较低。可以使用热增强SVE技术（热空气注入、红外加热或电加热）提高土壤温度，提升SVOCs的蒸气压和迁移能力，从而提高去除率[3]。

此外，石油类烃污染物汽油、柴油、润滑油等适应性因分子组成和馏分轻重而异。轻质馏分（如汽油）富含C5–C12组分，具有良好的挥发性，适宜采用SVE技术直接治理；重质石油组分（如润滑油、重柴油）含有C20以上的长链烃类，挥发性极低，常以液态或粘附态存在于土壤中，仅靠通风去污技术难以有效脱除，需联合生物修复、热脱附或化学氧化等多种手段协同处理。

2.3影响通风去污效率的关键因素

影响通风去污效率的主要因素可归纳为以下几类：

污染物的理化特性：蒸气压、沸点、Henry常数、Koc（有机碳分配系数）等参数决定了污染物的挥发潜力和在土壤中的分布状态。具有高蒸气压和低吸附能力的污染物（如苯、甲苯）更容易进入气相从而被抽出；低挥发性或强吸附性的污染物需更长的抽提时间处理，甚至需要通过加热、氧化或辅助技术激活挥发性。

系统设计与操作参数：抽气井的数量、布设方式（垂直或水平）、井深、井间距、真空度设定、气体流量控制等直接决定了系统覆盖范围和气体流速。若井间距过大或布局不合理，容易出现气流不均、修复死角；抽气速率若过快可能使气流短路，仅抽取表层污染气体而忽略深层污染区。通常应结合土壤气体渗流模拟结果精准设计，让气流在污染区形成均匀负压场[4]。

外部环境条件：如温变化、地下水位波动、降雨情况也会给修复带来干扰，例如气温升高有助于污染物挥发从而提高抽提效率，地下水位升高可能淹没部分抽气井，降低系统效率甚至引发设备故障。

2.4技术应用局限性

（1）土壤类型依赖性较强：SVE技术应用时需要靠气体顺利穿过土壤孔隙并将污染物带出地表，砂质或壤质土壤的气体流通性好，污染物更容易被抽提；而在高黏土含量、孔隙率低的土壤中气体难以扩散，污染物易滞留在微孔中，造成抽提困难、效率低下，甚至形成修复死角。

（2）污染物挥发性要求高：SVE更适合处理具有一定蒸气压的挥发性或半挥发性有机物，例如苯类、卤代烃类、轻质石油烃等，挥发性差、黏附性强或分子量较大的污染物，如重柴油、多环芳烃（PAHs）等单纯依靠通风去污效果不佳，需借助热增强、生物耦合等手段进一步提升修复效率。

（3）地下水问题：当污染区接近地下水位甚至处于饱和状态时，SVE的抽气路径将被阻断，污染物可能从土壤迁移至水相，出现污染物“转移而非去除”的情况，在这种情况下，还需要结合抽水系统或采用多相抽提技术（multi-phase extraction）才能有效控制污染物迁移。

（4）运行周期长：SVE：启动初期可以快速去除大量污染物，但随着污染物浓度下降、气流路径固化，后期修复速率会逐渐减缓，进入所谓的“尾期阶段”。若未能及时优化参数或引入其他手段辅助修复，很容易使残留污染物长期滞留于土壤中，影响修复的完整性。

（5）系统设计专业性要求高：SVE系统看似结构简单，但若前期评估不充分、井位布局不科学、运行参数设定不合理，极易出现气流短路、污染物迁移不到抽气井等问题，直接影响修复成效。

3有机污染土壤通风去污技术优化

3.1优化工艺参数

3.1.1抽气速率

抽气速率直接决定了单位时间内污染物被带出土壤的能力。速率过低，气体在土壤中分布不足，污染物就难以有效挥发；而速率过高可能使气流短路，即气体只在土壤表层流动，深层污染区域得不到有效抽提。此外，风量过高还可能带出大量水蒸气和尘埃，增加地表处理系统负担。因此，抽气速率设定时应综合考虑土壤的渗透性、污染物浓度分布及系统负压范围，尽量提前通过现场小规模试验获取最佳运行区间。

3.1.2真空度

适当的负压有助于建立广泛而均匀的气流通道，提升污染物从固相和液相向气相的迁移的效果，但负压过高会使土壤结构塌陷、井壁堵塞或让地下水抽入系统，反而适得其反。真空度应依据井深、土壤类型及抽气井的间距动态设定，并配合压力传感器实时调整。

3.1.3抽气井布局和运行顺序

通常采用分区分时运行策略，通过轮换不同区域的抽气井以避免“抽干—修复停滞”现象，提高整体修复效率。这种“脉冲式运行”有助于重新分布污染物浓度梯度，激发更多污染物挥发[5]。

3.2整合协同修复技术

3.2.1热增强技术

热空气注入、电阻加热、热导加热或微波加热等方法可以提升土壤温度，增强污染物的蒸气压与扩散速率，使其更容易转化为气相被SVE系统抽提出来。该技术组合在处理多环芳烃、柴油、润滑油等高分子污染物时表现出良好的适应性。

3.2.2原位生物修复技术

SVE系统抽气时常引入大量空气为土壤微生物提供充足的氧气，利于好氧微生物分解污染物，部分污染物挥发率较低或吸附性较强的区域SVE可作为前期手段降低污染浓度，并通过注氧促进微生物活性，使生物修复在后期发挥更大作用。这种“前通风、后生物”的策略适用于污染范围大、修复时间长的场地，能在降低成本的同时延长修复持续性。

3.2.3化学氧化技术

某些稳定性强、降解难的有机污染物如氯代烃或某些农药残留单靠物理抽提或生物降解难以彻底清除，此时可在土壤中注入过氧化氢、臭氧、过硫酸盐等氧化剂，利用强氧化反应破坏污染物分子结构，使其转化为更易挥发或更易生物降解的中间产物，再由SVE系统加以去除。

3.2.4多相抽提技术（MPE）

污染物跨越非饱和区与饱和区时SVE系统无法单独应对水相污染，而MPE系统通过同时抽取土壤气体、地下水和液态污染物可实现多相污染联合修复，再结合SVE处理上层污染区域，能明显提升整体修复能力和场地控制力。

3.3智能化与自动化技术的应用

随着信息技术和传感器技术快速发展，传统的环境修复技术正逐步迈向智能化与自动化，通风去污技术（SVE）也不例外。智能化与自动化应用后正在推动SVE由“经验驱动”向“数据驱动”转变，为土壤修复工程注入新的活力。

利用智能化技术之前，要先在土壤和气体处理系统中部署多点传感器，利用传感器实时监测包括真空度、抽气流量、土壤温湿度、VOCs浓度、气体成分等关键参数，这些传感器形成一个完整的数据采集网络，可以将各类数据同步上传至云端或控制中心，当某一参数发生异常波动时，系统可立即发出预警，提示技术人员调整运行策略或进行现场排查，可以明显增强系统的反应速度与安全保障能力。

其次，设置程序控制器（PLC）、变频器、电动阀门等控制单元后系统可以根据土壤污染状态、抽提速率和气体浓度等实时数据，自动调节抽气速率、切换井组、启动或关闭辅助装置，污染物浓度下降到设定阈值后，系统可自动降低抽气强度或轮换运行井位，避免能源浪费；当某一区域污染物浓度突然上升时，也能及时恢复抽提，形成动态反馈调控机制。

结论：

总而言之，有机污染土壤通风去污适用于处理挥发性和半挥发性有机污染物，应对单一污染物种类时效果较好，但实际应用时由于土壤异质性、污染物混合复杂度高，且容易受气流分布不均等因素的影响，通风去污技术常面临修复效率不稳定、污染残留等问题。为此技术应用期间也要适当优化技术，调整技术应用方案，使通风去污需求与实际的污染情况相契合，保证技术应用效果。

参考文献：

[1]周丹.气压预劈裂—真空抽提处理污染土壤模型试验研究[D].中国地质大学（北京），2023.

[2]李翔，魏欣，王胜光.土壤有机污染治理方法及应用管理措施研究[J].皮革制作与环保科技，2023，4（06）：108-110.

[3]石杨铭.原位热脱附技术修复三氯乙烯污染土壤的优化研究[D].中国矿业大学，2022.

[4]柳文睿.菌剂制备及其对除草剂污染土壤的修复研究[D].沈阳工业大学，2022.

[5]段佳男.水热炭强化表面活性剂淋洗修复多环芳烃污染土壤的研究[D].东华大学，2022.