【中國化工儀器網 技術前沿】美國萊斯大學的科學家們正在用一種既節省能源又能再生土壤肥力的方式清潔被石油泄漏污染的土壤。
　　
　　他們使用一種被稱為熱解的方法，即在無氧的情況下加熱污染的土壤。“相比標準焚燒技術，這種方法能更有效地快速整治環境”，萊斯大學喬治布朗學院土木與環境工程系主任PedroAlvarez說，“我們最初的目標是加速對石油泄漏的響應，但是我們渴望把污染的土壤變成肥沃的土壤”。
　　
　　Alvarez和同事們在美國化學學會期刊《環境科學與技術》上發表了論文，展示了他們是如何做到的。
　　
　　Alvarez說，近海石油泄漏往往最受關注，但98%的泄漏發生在陸地上。世界各國的工業界和政府每年花費超過100億美元清理石油泄漏。
　　
　　萊斯大學的團隊發現，熱解污染土壤三小時后，不僅降低了殘留的石油烴含量（遠低于規定的標準，通常小于0.1%），而且通過將剩下的碳轉換為有益元素，增強了土壤的肥力。
　　
　　“我們最初認為我們可以把碳氫化合物變成生物炭，”Alvarez說，“我們是錯誤的，并沒有得到生物炭，但是得到了碳質材料，我們稱之為炭和類似焦炭的東西。”
　　
　　“但我們的想法是對的，通過除去有毒污染物和疏水性（排斥植物需要的水），并保留一些碳和營養物質，能夠增強植物的生長。”他說。
　　
　　研究人員證實，在實驗室的再生土壤中成功地種植了生菜。論文的第一作者、萊斯大學的研究生JuliaVidonish表示：“沒有一種植物被正式作為石油毒性試驗的標準，但是，生菜已經被公認為是對毒素（尤其是石油）很敏感的植物。”
　　
　　Alvarez認為，再生的土壤不一定被用于種植食物，但是它肯定可以用于植草以減少水土流失，恢復植被。
　　
　　“我們的工藝是部分熱解吸，但利用的是石油化學的方法。”萊斯大學的化學工程師、論文的合著者KyriacosZygourakis說。在無氧的情況下，研究人員將受污染的土壤加熱到420攝氏度左右，先把較輕的碳氫化合物驅逐出去，這是解吸的部分。但當溫度超過350攝氏度時，高分子量的碳氫化合物、樹脂和瀝青質，經過一系列的裂解和縮合反應形成固體炭，類似于煉油廠生產的石油焦。
　　
　　“我們將一些碳氫化合物以更為良性的固體形式留在處理過的土壤中，”KyriacosZygourakis說，“環境保護署沒有將石油焦歸類為危險廢物。換句話說，如果你想去除所有的碳氫化合物，必須把溫度提到更高，并使用氧氣燃燒焦炭。這樣就破壞了土壤，并多消耗了40%~60%的能量。”
　　
　　萊斯大學的生物地球化學家、論文合著者CarolineMasiello表示，通過熱解油污染土壤而產生的炭不同于生物炭。生物炭是一種粒子，是從土壤中的礦物顆粒分離出的，它有一個內部物理結構以保有水分和養分，為微生物提供了一個家。但在這里，他們制造的是一個包裹礦物質的有機薄膜層。
　　
　　Vidonish說，工藝是可擴展的且應與現有的修復設備相結合。“焚燒和熱解吸技術雖然是不同的，但是有相似之處。我們希望公司能夠設立可以移動的、油田規模的解吸裝置，并作一些修改，以做熱解。
　　
　　“我們可以去除所有的不良因素和所有的污染物，并最終獲得具有農業價值的產品，而不是把土壤變成沙漠。”Zygourakis說。
　　
　　Vidonish說：“還有許多工藝流程可以優化，下一步我們要了解熱解的時間和溫度如何影響土壤中炭的性質。”

(來源：《中國科學報》 )