淺析污染土壤修復(fù)技術(shù)研究現(xiàn)狀與趨勢

花繪宇

[摘要]：我國工業(yè)的迅猛發(fā)展雖然給我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展注入了強(qiáng)大的生機(jī)和活力，然而也給我們的環(huán)境帶來了巨大的災(zāi)難。工業(yè)廢水、廢渣的隨意排放，企業(yè)長期生產(chǎn)和運(yùn)輸?shù)冗^程中不可避免的會發(fā)生跑、冒、滴漏等現(xiàn)象，給我們的土壤帶來了巨大的污染；農(nóng)業(yè)活動中化肥和農(nóng)藥的過量或不合理施用、污水灌溉等過程，都可能給場地帶來嚴(yán)重的污染。因此，采取科學(xué)有效的方法修復(fù)污染土壤已迫在眉睫。本文將針對污染土壤的修復(fù)問題，系統(tǒng)的闡明國內(nèi)污染土壤修復(fù)技術(shù)的現(xiàn)狀和未來的發(fā)展趨勢。

[關(guān)鍵字]：污染土壤；修復(fù)技術(shù)；研究現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

土壤污染指由于人類活動產(chǎn)生的有害、有毒物質(zhì)進(jìn)入土壤，積累到一定程度，超過土壤本身的自凈能力，導(dǎo)致土壤形狀和質(zhì)量變化，構(gòu)成對農(nóng)作物和人體的影響和危害的現(xiàn)象。

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，國民生活水平得到普遍提高，但同時也給環(huán)境帶來了巨大的災(zāi)難。工業(yè)廢水、廢渣的隨意排放，企業(yè)長期生產(chǎn)和運(yùn)輸?shù)冗^程中不可避免的會發(fā)生跑、冒、滴、漏等現(xiàn)象以及農(nóng)業(yè)活動中化肥和農(nóng)藥的過量或不合理施用、污水灌溉等過程，都可能給場地帶來嚴(yán)重的污染。

隨著城市化進(jìn)程的加速，許多原來位于城區(qū)的污染企業(yè)從城市中心遷出，許多原本屬于農(nóng)用地的土地需要再開發(fā)利用，大量的污染場地需要進(jìn)行修復(fù)。這就要求我們要積極尋找切實(shí)、有效的土壤污染修復(fù)方法，提高土壤污染修復(fù)技術(shù)水平。

2016年5月國務(wù)院出臺的《土壤污染防治行動計(jì)劃》也將土壤修復(fù)作為一項(xiàng)大事件，保護(hù)好土壤環(huán)境，加強(qiáng)污染防治，推動生態(tài)文明建設(shè)，這對于人類的健康和社會的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1、土壤中的主要污染物

1.1重金屬

有些工業(yè)企業(yè)隨意的排放未經(jīng)處理的廢水、廢渣，使其中含有的不易在土壤中降解的重金屬如鉛、汞、鎘、錫等在土壤中沉降、擴(kuò)散，嚴(yán)重破壞了土壤的環(huán)境。再加上農(nóng)民對農(nóng)作物噴灑的超濃度的農(nóng)藥和使用的化肥，使我國土壤遭受了嚴(yán)重的迫害。

1.2有機(jī)化合物

在農(nóng)作物的種植過程中，農(nóng)民經(jīng)常噴灑農(nóng)藥來殺死啃食農(nóng)作物的害蟲，但是超濃度的農(nóng)藥含有對土壤危害的有機(jī)化合物，造成土壤有機(jī)化合物污染，我國在早期曾廣泛使用過的滴滴涕、六氯苯、氯丹等，這些農(nóng)藥均含有高殘留的不易降解的有機(jī)化合物。除此之外，一些工廠如化工廠、涂料廠等的日常運(yùn)行產(chǎn)生的廢水廢渣中由于含有很多有害的有機(jī)污染物無法自動降解也會污染土地，破壞土層結(jié)構(gòu)。

有機(jī)化合物具有難溶解、毒性大的特點(diǎn)，它一旦進(jìn)入土壤之后，就逐漸在土壤中積累、沉降下來，長期污染土壤和地下水，對農(nóng)作物及人體造成嚴(yán)重危害。

2、污染土壤修復(fù)技術(shù)研究現(xiàn)狀分析

環(huán)境保護(hù)部和國土資源部聯(lián)合發(fā)布《全國土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》，調(diào)查結(jié)果顯示，全國土壤總的點(diǎn)位超標(biāo)率為16.1%，土壤環(huán)境狀況總體不容樂觀，部分地區(qū)土壤污染較重。南方土壤污染重于北方，長三角、珠三角、東北老工業(yè)基地等部分區(qū)域土壤污染問題較為突出。

由于受地形及產(chǎn)業(yè)分布的影響，我國各地土壤污染的程度、污染源也不完全相同。有些工業(yè)集聚區(qū)，土壤污染較為嚴(yán)重，且污染地塊密集，多為重金屬污染或者有機(jī)物污染，也有些無機(jī)有機(jī)復(fù)合污染；有些農(nóng)用地受污染情況較輕，但污染地塊面積較大，多為重金屬、有機(jī)氯農(nóng)藥、有機(jī)磷農(nóng)藥污染，也有重金屬和有機(jī)物的復(fù)合污染。因此，這就要求我們要對具體地區(qū)的土壤污染現(xiàn)狀進(jìn)行具體分析，選擇較為合適的修復(fù)方法以便更好地改善土壤質(zhì)量。

在現(xiàn)階段，常用的污染土壤修復(fù)技術(shù)如下：

2.1物理-化學(xué)修復(fù)技術(shù)。

這種修復(fù)技術(shù)包括熱處理技術(shù)、土壤淋洗技術(shù)、土壤氧化-還原技術(shù)、電動力學(xué)法技術(shù)等。

2.1.1熱處理技術(shù)。

這種技術(shù)操作比較簡單，主要是通過熱交換，對污染物質(zhì)和介質(zhì)一同加熱，根據(jù)混合組分的熔點(diǎn)不同，通過揮發(fā)作用達(dá)到分離有機(jī)污染物的目的。這種技術(shù)包括兩種，一種是低溫操作，一種是高溫操作。這種技術(shù)是一種簡單的修復(fù)技術(shù)，目前，在工廠附近的土壤污染修復(fù)中被廣泛使用。這種熱處理技術(shù)對于土壤中那些易揮發(fā)組分和殘留的農(nóng)業(yè)以及半揮發(fā)的污染成分效果較好，但是對于土壤中一些重金屬的污染則不適用。

2.1.2土壤淋洗技術(shù)。

土壤淋洗技術(shù)能夠有效地促進(jìn)土壤中污染物的溶解，它的原理是利用水壓將清洗液有效地注入到被污染的土壤中，并根據(jù)自身特性，提取土壤中含有的污染液體，對其進(jìn)行分離處理，從而達(dá)到修復(fù)的目的。這種技術(shù)主要采用一些化學(xué)劑如絡(luò)合劑、氧化劑等為淋洗劑，由于不同淋洗劑的性質(zhì)不同，對土壤中污染成分的作用也不同，因此，選擇合適的淋洗劑對土壤的修復(fù)至關(guān)重要。在進(jìn)行淋洗劑的選擇時，不僅要考慮淋洗劑和污染物的作用，還要充分考慮到淋洗劑對土壤結(jié)構(gòu)的作用，避免對土壤結(jié)構(gòu)造成破壞，以免引起二次污染。

2.1.3土壤氧化-還原技術(shù)。

顧名思義，這種技術(shù)需要氧化劑或者還原劑，并將其投入到所要修復(fù)的土壤中，將其與土壤中的污染成分發(fā)生氧化還原作用，從而分解其中的污染物，達(dá)到凈化的目的，這種方法還有穩(wěn)定和改良土壤的作用。常見的氧化劑包括高錳酸鹽、過氧化氫、芬頓試劑、過硫酸鹽和臭氧。常見的還原劑包括硫化氫、連二亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、硫酸亞鐵、多硫化鈣、二價鐵、零價鐵等。現(xiàn)階段，對于這種氧化還原修復(fù)主要是針對對氧化或者還原比較敏感的污染物。

2.1.4電動力學(xué)法技術(shù)。

這種技術(shù)主要利用的是電化學(xué)原理，在待修復(fù)的土壤中插入電極，通過電極導(dǎo)入低強(qiáng)度的直流電，從而將土壤中的污染物清除。在通電后，處在陽極附近的酸物質(zhì)會在毛細(xì)孔里移動，將土壤中的污染物釋放在毛細(xì)孔中的液體里，毛細(xì)孔中的水會通過電滲透的方式移動到土壤表層進(jìn)而被吸收，從而被消除。這種方法能夠打破土壤中金屬和土壤之間的化學(xué)鍵，通電時間越長，去除效果越好。但是對于導(dǎo)電性不好的土壤不宜采用此法進(jìn)行土壤修復(fù)。

2.2生物修復(fù)技術(shù)。

生物修復(fù)技術(shù)是一種新興技術(shù)，主要是采用現(xiàn)代的先進(jìn)生物技術(shù)將土壤中的污染物進(jìn)行去除分解，從而凈化土壤的技術(shù)。這種技術(shù)根據(jù)主體的不同，主要包括三方面：微生物修復(fù)技術(shù)、植物修復(fù)技術(shù)和動物修復(fù)技術(shù)。其中動物修復(fù)技術(shù)在國外已經(jīng)研究多年，國內(nèi)研究還處于起步階段。生物修復(fù)技術(shù)具有高效、快速、費(fèi)用低的特點(diǎn)，但是由于生物技術(shù)的研究還處于起步階段，目前主要用于衍生物及烴類的有機(jī)分解和去除。

2.2.1微生物修復(fù)技術(shù)。

微生物修復(fù)技術(shù)是采用微生物為主體，利用微生物的代謝活動將其中的污染物分解為水、二氧化碳以及其他無害的小分子物質(zhì)。目前，這種修復(fù)技術(shù)主要用于石油泄漏以及其他有機(jī)污染物的污染處理中。但是由于微生物代謝活動有限，并不能很好地將所有污染物都分解掉，因而還需要進(jìn)一步的研究完善。

2.2.2植物修復(fù)技術(shù)。

植物修復(fù)技術(shù)主要是利用植物的吸收和轉(zhuǎn)化功能，在污染土地上繁殖非食用的種子、種植經(jīng)濟(jì)作物，實(shí)現(xiàn)對殘留農(nóng)藥或者重金屬等的吸收處理，從而凈化土壤。土壤植物修復(fù)技術(shù)成本低，在修復(fù)污染土壤的同時還能凈化周圍空氣，但是土壤植物修復(fù)過程相比其他方法過程緩慢、周期長，土壤植物修復(fù)技術(shù)對土壤肥力、氣候、水分、鹽度等自然條件有一定的要求。該技術(shù)理論體系、修復(fù)機(jī)理和修復(fù)工藝還需要在不斷的實(shí)踐中完善、優(yōu)化。

3、污染土壤修復(fù)技術(shù)未來發(fā)展趨勢

由于土壤污染問題日益得到重視，對土壤修復(fù)技術(shù)的需求也越來越大，目前我國土壤污染修復(fù)技術(shù)正在多元化穩(wěn)步發(fā)展并取得多項(xiàng)研究成果。然而有的方法雖然在土壤污染修復(fù)方面大有成效，卻不宜大范圍推廣實(shí)施。比如物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)，它的推廣實(shí)施不僅會消耗巨大的資金，還可能會導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)破壞、土壤肥力流失甚至產(chǎn)生土壤二次污染。相較于物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)，微生物修復(fù)技術(shù)和植物修復(fù)技術(shù)更符合經(jīng)濟(jì)效益，且適合大范圍污染地塊使用。微生物幾乎可以降解所有的有機(jī)物，且對土壤無害，是一項(xiàng)具有前景發(fā)展的土壤污染修復(fù)技術(shù)。植物修復(fù)技術(shù)不僅綠色廉價，且新型高效。該技術(shù)的推廣，在修復(fù)有機(jī)物污染方面將發(fā)揮重要作用，《土壤污染防治行動計(jì)劃》中也對農(nóng)田修復(fù)，提出“對于輕度及中度污染耕地，采用農(nóng)藝調(diào)控、替代種植等措施，降低農(nóng)產(chǎn)品超標(biāo)風(fēng)險；對于重度污染耕地，采用退耕還林還草或種植結(jié)構(gòu)調(diào)整”。未來，在污染土壤修復(fù)技術(shù)方面的發(fā)展趨勢如下：

3.1發(fā)展綜合型的土壤修復(fù)技術(shù)。在上文中，我們提及到很多土壤修復(fù)技術(shù)，但是每種技術(shù)都是雙面性，有其自身的局限性，在推廣的過程中受到限制。在修復(fù)技術(shù)研究過程中，我們可以將單一的修復(fù)方法綜合使用，采取每一方法的可用之處，相互之間取長補(bǔ)短，將會收到不一樣的效果。

3.2充分考慮經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益?，F(xiàn)在我們提倡經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展，走科學(xué)發(fā)展之路。但是，在大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時，我們還要兼顧生態(tài)環(huán)境的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展不應(yīng)以犧牲生態(tài)文明為代價。因此，在研究土壤修復(fù)技術(shù)過程中，我們要多考慮危害較小的微生物修復(fù)技術(shù)和植物修復(fù)技術(shù)，加快生物修復(fù)技術(shù)的研究與實(shí)踐，現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益雙贏。

3.3借鑒、改進(jìn)其他行業(yè)先進(jìn)技術(shù)。目前水、大氣治理技術(shù)日趨成熟，土壤修復(fù)技術(shù)可以借鑒其他行業(yè)的修復(fù)技術(shù)，在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)自我創(chuàng)新?，F(xiàn)在基因工程發(fā)展趨于優(yōu)勢，我們可以有效地利用基因重組技術(shù)尋找、馴化更多的抗逆性強(qiáng)、降解能力強(qiáng)的重金屬富集植物，來修復(fù)土壤中的重金屬的污染。

3.4異位修復(fù)向原位修復(fù)轉(zhuǎn)型。異位修復(fù)分為異位原地與異位異地修復(fù)，無論哪種方式均可能在挖掘、轉(zhuǎn)運(yùn)、堆放、凈化過程中帶來二次污染。異位修復(fù)不僅處理成本高，而且許多無法開挖的地塊很難推廣異位修復(fù)方法。因而，發(fā)展多種原位修復(fù)技術(shù)以滿足不同污染場地修復(fù)的需求是未來場地修復(fù)的發(fā)展方向。

“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的途徑。土壤污染修復(fù)技術(shù)的方法多樣，具體哪一樣適合推廣，哪一樣符合實(shí)際，需要我們深入實(shí)踐中去檢驗(yàn)。只有采用綠色的、科學(xué)的、有效的修復(fù)技術(shù)，才能提高經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的健康發(fā)展。

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