土壤的修復(fù)技術(shù)綜述

張健鈺

摘要：土壤是最寶貴的自然資源之一，是人類賴以生存的必要條件。土壤，或者說是土地，還是人類社會演替發(fā)展的關(guān)鍵因素，當(dāng)土壤中收容的各類污染物過多，影響和超過了土壤的自凈能力，就會造成土壤污染。我國土壤污染防治面臨的形勢十分嚴(yán)峻，部分地區(qū)土壤污染嚴(yán)重，土壤污染類型多樣，原因復(fù)雜，控制難度大。

關(guān)鍵詞：土壤污染；類型；修復(fù)

土壤污染是指人類活動產(chǎn)生的污染物進(jìn)入土壤并積累到一定程度，引起土壤質(zhì)量惡化的現(xiàn)象。主要污染物質(zhì)包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用的化肥、農(nóng)藥，城市周邊工業(yè)釋放的有機(jī)物、重金屬、放射性物質(zhì)、病原菌等。特別是在近年來，對著經(jīng)濟(jì)發(fā)展與城市化的加速，工礦企業(yè)導(dǎo)致的場地污染嚴(yán)重，使土壤遭受到嚴(yán)重的有機(jī)物污染和重金屬污染，沒有處理的污染場地將是定時炸彈，可能對國家可持續(xù)發(fā)展造成巨大影響，因此必須對土壤污染進(jìn)行妥善修復(fù)，促進(jìn)社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

1土壤污染類型

1.1重金屬污染？

采礦、冶金和化工等工業(yè)排放的三廢、汽車尾氣以及農(nóng)藥和化肥的使用都是土壤重金屬的重要來源。按生物化學(xué)性質(zhì)土壤中的重金屬可以分為兩類：第一類，對作物以及人體有害的元素，如汞、鎘、鉛及類金屬砷等，因此，必須減少這些元素的含量使其不超過環(huán)境的容量；第二類，常量下對作物和人體有益而過量時出現(xiàn)危險的元素，如銅、鋅、鉻、錳及類金屬硒等，應(yīng)控制其含量，使其有益作物生長和人體健康。

1.2石油污染

石油污染是指在石油的開采、煉制、貯運、使用過程中原油和各種石油制品進(jìn)入環(huán)境而造成的污染，土壤中的石油污染物多集中在20cm左右的表層。石油開采過程中產(chǎn)生的落地油和油田的接轉(zhuǎn)站、聯(lián)合站的油罐、沉降罐、污水罐、隔油池的底泥，煉油廠含油污水處理設(shè)施產(chǎn)生的油泥，也是我國油田土壤石油污染的主要來源。污染土壤中石油主要成分為C15-C36的烷烴、多環(huán)芳香烴、烯烴、苯系物、酚類等，其中環(huán)境優(yōu)先控制污染物多達(dá)30種。

1_3化肥污染

化學(xué)肥料在現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不僅是糧食增產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，更是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料的主體。在糧食增產(chǎn)中花費的貢獻(xiàn)率在40%-60%，穩(wěn)定在50%左右，但是化肥中的有毒重金屬、有機(jī)物以及無機(jī)酸類等是造成土壤污染的主要來源。

1.4農(nóng)藥污染

據(jù)初步統(tǒng)計，我國至少有1300-1600萬hm2耕地受到農(nóng)藥污染。造成土壤農(nóng)藥污染的主要是有機(jī)磷和有機(jī)氯農(nóng)藥。據(jù)2000年國家質(zhì)檢總局?jǐn)?shù)據(jù)，全國47.5%的蔬菜農(nóng)藥殘留超標(biāo)，因農(nóng)殘超標(biāo)被退回的出口農(nóng)產(chǎn)品金額達(dá)74億美元。

2土壤污染的特點

2.1土壤污染具有隱蔽性和滯后性

往往要通過對土壤樣品進(jìn)行分析化驗和農(nóng)作物的殘留檢測，甚至通過研究對人畜健康狀況的影響才能確定。因此，土壤污染從產(chǎn)生污染到出現(xiàn)問題通常會滯后較長的時間。

2.2壤污染具有累積性

污染物質(zhì)在土壤中不容易遷移、擴(kuò)散和稀釋，因此容易在土壤中不斷積累而超標(biāo)，同時也使土壤污染具有很強的地域性。

2.3土壤污染具有不可逆轉(zhuǎn)性

重金屬對土壤的污染基本上是一個不可逆轉(zhuǎn)的過程，許多有機(jī)化學(xué)物質(zhì)的污染也需要較長的時間才能降解。對重金屬污染，通常的方法有：利用植物吸收去除重金屬、施加抑制劑、控制氧化還原條件、改變耕作制和換土、深翻等。土壤污染很難治理。積累在污染土壤中的難降解污染物很難靠稀釋作用和自凈化作用來消除。土壤污染一旦發(fā)生，有時要靠換土、淋洗土壤等方法才能解決問題，其他治理技術(shù)可能見效較慢。因此，治理污染土壤通常成本較高、治理周期較長。

3污染土壤的修復(fù)技術(shù)

土壤修復(fù)是使遭受污染的土壤恢復(fù)正常功能的技術(shù)措施。在土壤修復(fù)行業(yè)，已有的土壤修復(fù)技術(shù)達(dá)到一百多種，常用技術(shù)也有十多種，大致可分為物理、化學(xué)和生物三種方法。近年來，在政府財政支持下，我國開展了多個類型場地的修復(fù)技術(shù)設(shè)備研發(fā)。盡管可以羅列的土壤及地下水污染的修復(fù)技術(shù)很多，但實際上經(jīng)濟(jì)實用的修復(fù)技術(shù)很少。常用的污染場地修復(fù)技術(shù)主要包括挖掘、穩(wěn)定/固化、化學(xué)淋洗、氣提、熱處理、生物修復(fù)等。

3.1挖掘

指通過機(jī)械、人工等手段，使土壤離開原位置的過程。一般包括挖掘過程和挖掘土壤的后續(xù)處理、處置和再利用過程。在場地修復(fù)的各個階段和多種修復(fù)技術(shù)實施過程中都可能采用挖掘技術(shù)，如場地環(huán)境評估、修復(fù)活動中和后評估階段。作為修復(fù)技術(shù)，本導(dǎo)則推薦挖掘只能作為修復(fù)方案的一部分，不適用于傳統(tǒng)的挖掘一填埋技術(shù)方案。

3.2穩(wěn)定/固化

指通過固態(tài)形式在物理上隔離污染物或者將污染物轉(zhuǎn)化成化學(xué)性質(zhì)不活潑的形態(tài)，降低污染物的危害，可分為原位和異位穩(wěn)定/固化修復(fù)技術(shù)。原位穩(wěn)定/固化技術(shù)適用于重金屬污染土壤的修復(fù)，一般不適用于有機(jī)污染物污染土壤的修復(fù)；異位穩(wěn)定/固化技術(shù)通常適用于處理無機(jī)污染物質(zhì)，不適用于半揮發(fā)性有機(jī)物和農(nóng)藥殺蟲劑污染土壤的修復(fù)。

3.3化學(xué)淋洗

指借助能促進(jìn)土壤環(huán)境中污染物溶解或遷移作用的溶劑，通過水力壓頭推動清洗液，將其注入被污染土層中，然后再將包含污染物的液體從土層中抽提出來，進(jìn)行分離和污水處理的技術(shù)，可分為原位和異位化學(xué)淋洗技術(shù)。原位化學(xué)淋洗技術(shù)適用于水力傳導(dǎo)系數(shù)大于10-3cm/s的多孔隙、易滲透的土壤，如沙土、砂礫土壤、沖積土和濱海土，不適用于紅壤、黃壤等質(zhì)地較細(xì)的土壤；異位化學(xué)淋洗技術(shù)適用于土壤粘粒含量低于25%、被重金屬、石油烴類、揮發(fā)性有機(jī)物、多氯聯(lián)苯和多環(huán)芳烴等污染的土壤。

3.4氣提技術(shù)

指利用物理方法通過降低土壤孔隙的蒸汽壓，把土壤中的污染物轉(zhuǎn)化為蒸汽形式而加以去除的技術(shù)，可分為原位土壤氣提技術(shù)、異位土壤氣提技術(shù)和多相浸提技術(shù)。氣提技術(shù)適用于地下含水層以上的包氣帶；多相浸提技術(shù)適用于包氣帶和地下含水層。原位土壤氣提技術(shù)適用于處理亨利系數(shù)大于0.01或者蒸汽壓大于66.66Pa的揮發(fā)性有機(jī)化合物，如揮發(fā)性有機(jī)鹵代物或非鹵代物，也可用于去除土壤中的油類、揮發(fā)態(tài)重金屬、多環(huán)芳烴或二嗯英等污染物；異位土壤氣提技術(shù)適用于修復(fù)含有揮發(fā)性有機(jī)鹵代物和非鹵代物的污染土壤；多相浸提技術(shù)適用于處理中、低滲透型地層中的揮發(fā)性有機(jī)物。

3.5熱處理

指通過直接或間接熱交換，將污染介質(zhì)及其所含的有機(jī)污染物加熱到足夠的溫度（150～540℃），使有機(jī)污染物從污染介質(zhì)揮發(fā)或分離的過程。按溫度可分成低溫?zé)崽幚砑夹g(shù)（土壤溫度為150～315℃）和高溫?zé)崽幚砑夹g(shù)（土壤溫度為315～540℃）。熱處理修復(fù)技術(shù)適用于處理土壤中揮發(fā)性有機(jī)物、半揮發(fā)性有機(jī)物、農(nóng)藥、高沸點氯代化合物，不適用于處理土壤中重金屬、腐蝕性有機(jī)物、活性氧化劑和還原劑等。

3.6生物修復(fù)

生物修復(fù)指利用微生物、植物和動物將土壤、地下水中的危險污染物降解、吸收或富集的生物工程技術(shù)系統(tǒng)。按處置地點分為原位和異位生物修復(fù)。生物修復(fù)技術(shù)適用于烴類及衍生物，如汽油、燃油、乙醇、酮、乙醚等，不適合處理持久性有機(jī)污染物。

4結(jié)束語

我國土壤修復(fù)產(chǎn)業(yè)還面臨很多問題與挑戰(zhàn)，土壤修復(fù)技術(shù)水平還有待提高，是我們應(yīng)該不斷研究土壤修復(fù)技術(shù)，合理地采用物理、化學(xué)、生物修復(fù)技術(shù)相結(jié)合的修復(fù)技術(shù)解決土壤污染問題，為我國實現(xiàn)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展做出積極貢獻(xiàn)。