我國污染土壤修復(fù)技術(shù)研究進展

馬安明,劉海寧

(德州明遠環(huán)保技術(shù)咨詢有限公司， 山東 德州 253000)

土壤污染問題嚴重影響了人體健康與環(huán)境友好型社會的建設(shè)，隨著我國土壤污染問題的不斷加劇，我國開始重視污染土壤修復(fù)問題。污染土壤修復(fù)問題的研究最早起源于發(fā)達的歐美國家，國外的污染土壤修復(fù)技術(shù)已經(jīng)取得了豐富的工程經(jīng)驗。而我國的污染土壤問題研究起步較晚，在技術(shù)和研究方面與歐美國家仍有較大的差距，我國的污染土壤修復(fù)技術(shù)主要是在借鑒國外成功的案例的基礎(chǔ)上結(jié)合我國的實際國情發(fā)展而來。本文主要介紹了我國土壤的污染源與污染種類，分析了污染土壤對人體健康帶來的危害，總結(jié)了現(xiàn)階段我國主要的污染土壤修技術(shù)，最后對文章進行了總結(jié)并對我國未來的污染土壤修復(fù)技術(shù)發(fā)展方向提出了建議。

1 我國土壤的污染源與種類

1.1 我國土壤的污染源

我國幅員遼闊、人口數(shù)量龐大、工農(nóng)業(yè)占比很大，因此，我國的土壤污染源也較復(fù)雜，主要土壤污染源有：農(nóng)業(yè)污染，工業(yè)污染，人類生活污染。

1.1.1 農(nóng)業(yè)污染

我國是農(nóng)業(yè)大國，對農(nóng)田的管理不當可能還會對土壤造成污染，比如噴灑農(nóng)藥、利用污水澆灌等，不僅對土壤帶來污染，而且還會污染農(nóng)作物從而危害人體健康。

1.1.2 工業(yè)污染

我國工業(yè)種類繁多，產(chǎn)生的污染物種類也非常多，對土壤危害較大的主要有有機物、重金屬、放射性物質(zhì)。雜環(huán)、多環(huán)有機物進入土壤后，土壤自身微生物很難對其進行自然降解。工業(yè)污染源中的重金屬主要有鉻、鋅、汞、隔、鎳、銅等，這些重金屬進入土壤后很難降解，而且還會毒害土壤中的微生物。放射性物質(zhì)進入土壤后，不但難以降解，還會存在潛在的危害。

1.1.3 人類生活污染

隨著人們生活水平的不斷提高，不管城市居民還是農(nóng)村村民，他們排放的生活垃圾也多種多樣。目前，我國的農(nóng)村污廢處理體制尚未健全，農(nóng)村污廢亂排亂放現(xiàn)象嚴重，這給農(nóng)村土壤污染帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)。城市雖然有健全的污廢處理系統(tǒng)，但是垃圾滲濾液的治理仍然是一個難題，城市垃圾滲濾液含有大量的難降解污染物，對土壤造成了嚴重的威脅。

1.2 我國土壤污染的種類

我國土壤污染的污染源繁多，因此土壤污染物的種類繁多，既有化學(xué)污染物也有物理污染物、生物污染物和放射污染物等，其中以土壤的化學(xué)污染物最為普遍、嚴重和復(fù)雜[1]。按污染物的性質(zhì)一般可以為四類：即有機污染物、重金屬、放射性元素和病原微生物，如表1所示。

表1 我國土壤污染物的種類、來源以及典型污染物

2 污染土壤對人體健康的危害

由1.3節(jié)可以知道，污染物可以通過不同的途徑進入土壤，對土壤造成污染。進入土壤中的污染物最終會污染生態(tài)環(huán)境，對人體健康帶來危害。

2.1 有機物對人體健康的危害

進入土壤中的有機物一般分為兩大類，易降解有機物與難降解有機物，易降解有機物在土壤自身的物理生物作用下會被降解為無毒害的小分子有機物，而難降解有機物則會被植物所吸收，植物對農(nóng)藥的吸收速率與土壤質(zhì)地和農(nóng)藥的溶解性有關(guān)。當吸收了農(nóng)藥有機物的植物進入人體后，由于人體很難對這些有機物進行有效地降解，長此以往會對人體的造成嚴重的危害，更為嚴重的會導(dǎo)致“三致”為題。

2.2 重金屬對人體健康的危害

植物對土壤中重金屬的吸收與土壤的pH值密切相關(guān)，土壤的pH值越低，重金屬在土壤中的活動能力越強，植物對重金屬的吸收性越強。人們食用被重金屬污染后的食品后，可以通過食物鏈的富集作用最終在人體內(nèi)富集。土壤重金屬污染引起的中毒事件鮮有報道，例如發(fā)生在日本的的痛痛病(Cd)和水俁灣事件(Hg)事件。

2.3 放射性物質(zhì)對人體健康的危害

放射性物質(zhì)對人體的危害非常大，而且放射性物質(zhì)的危害不會隨時間的延長而減小。放射性物質(zhì)進入人體體內(nèi)主要有兩種渠道：一是人類食用了被放射性物質(zhì)污染后的食品，通過食物鏈經(jīng)消化道進入人體；二是人體吸入了被放射性物質(zhì)污染的大氣，放射性物質(zhì)會通過人體的呼吸道進入人體。放射性物質(zhì)進人人體后，通常會會造成內(nèi)照射損傷，從而使受害者頭昏、疲乏無力、脫發(fā)、白細胞減少或增多，更為嚴重的是發(fā)生癌變等。此外，長壽命的放射性核素因衰變周期長，一旦進人人體，其通過放射性裂變而產(chǎn)生的射線，將對機體產(chǎn)生持續(xù)的照射，使機體的一些組織細胞遭受破壞或變異。此過程將持續(xù)至放射性核素蛻變或穩(wěn)定性核素或全部被排出體外為止。

2.4 病原微生物對人體健康的危害

土壤中的病原微生物進人體后，輕者會導(dǎo)致腹瀉，重者會感染健康人體威脅人的生命安全。

3 我國污染土壤修復(fù)技術(shù)

自然界中的土壤中本身具有自凈的能力，土壤中含有一些微生物，這些微生物利用自己的新陳代謝作用可以分解一些土壤中的簡單有機物，而且土壤本身一定的吸附、離子交換、過濾等能力，因此在一定的有機物濃度范圍內(nèi)可以實現(xiàn)凈化作用。但是，當土壤中的污染物超過一定的濃度時，土壤的自浄能力基本對土壤的修復(fù)已經(jīng)基本不起作用。為了解決復(fù)雜的污染土壤問題，我國開始應(yīng)用物理修復(fù)技術(shù)、化學(xué)修復(fù)技術(shù)以及生物修復(fù)技術(shù)修復(fù)污染土壤[2]。

3.1 物理修復(fù)法

換土法指的是在污染土壤區(qū)域更換新鮮的土壤或者替換已經(jīng)污染的土壤，被污染區(qū)域通過增加新鮮土壤可以有效提高污染土壤自浄的能力，從而降低污染物的濃度達到土壤修復(fù)的目的。換土法僅適用于小范圍內(nèi)的污染土壤修復(fù)，大范圍內(nèi)的污染土壤采用換土法無疑會增加處理成本。

污染土壤的電化學(xué)法與廢水處理中的電化學(xué)法原理相似，污染土壤的電化學(xué)法是在土壤水分飽和的土壤中插入兩個電極，土壤中的重金屬在直流電的作用下定向向電極移動析出。電化學(xué)法處理重金屬污染的土壤具有處理效率高、工藝簡單等優(yōu)點，但是污染土壤的電化學(xué)處理法必須在飽和土壤中進行，因此處理前需要對待處理土壤進行飽和處理。

淋洗法顧名思義指的是采用清水或者金屬可溶性試劑對污染土壤進行沖洗與淋洗的方法，吸附于土壤表面的重金屬通過淋洗作用被沖洗下來，淋洗后廢液中含有大量的重金屬，然后對重金屬進行回收與利用。污染土壤的淋洗法適用于被重金屬污染的土壤，污染土壤中重金屬含量越高淋洗的效果越好，而且淋洗的效果也與土壤的質(zhì)地有關(guān)，砂質(zhì)土壤中淋洗效果最佳，黏質(zhì)土壤中淋洗的效果最差。淋洗法的缺點是，經(jīng)過淋洗后的土壤可能會導(dǎo)致大量營養(yǎng)元素的消失，對植物的生長不利。

熱處理法是通過對污染土壤進行加熱處理達到易揮發(fā)有機物的揮發(fā)點與重金屬的蒸發(fā)點來去除污染物的方法。熱處理法能夠有效、快速地去除污染土壤中的易揮發(fā)有機物和重金屬，但是該方法消耗大量的能量，而且會破壞土壤的質(zhì)地結(jié)構(gòu)，對植物的生長不利。

3.2 化學(xué)修復(fù)法

固定/穩(wěn)定化技術(shù)技術(shù)采用的是把一些特殊添加劑混合在被污染的土壤中，充分利用污染物的物理、化學(xué)或其他特性使污染物處于穩(wěn)定狀態(tài)，從而降低其對環(huán)境的危害的一種方法。該技術(shù)可以將有毒污染物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無害物質(zhì)，降低了處理成本，但是對設(shè)備的要求較高。

化學(xué)氧化-還原技術(shù)主要是處理難降解污染土壤的一種方法，難降解廢水處理中的Fenton等高級氧化技術(shù)也適用于污染土壤的處理?；瘜W(xué)氧化-還原法處理污染土壤的最大優(yōu)點是能夠?qū)ξ廴就寥乐械碾y降解有機物進行徹底的去除，但是同時會去除土壤中的大量營養(yǎng)元素。

光催化降解技術(shù)是利用光作為污染土壤催化反應(yīng)的條件對土壤污染物進行處理的化學(xué)方法，該方法能夠有效地去除被農(nóng)藥等污染的土壤中的難降解有機物。污染土壤的光催化技術(shù)反應(yīng)效率與土壤的質(zhì)地、機械組成、土壤含水量、pH等密切相關(guān)。

3.3 生物修復(fù)法

植物修復(fù)技術(shù)利用植物能夠適應(yīng)污染土壤中的惡劣條件，通過植物的吸收以及根系的微生物對污染土壤進行修復(fù)的技術(shù)。植物生長需要一定的營養(yǎng)物質(zhì)，植物根系可以選擇性吸收一定的有機物以及營養(yǎng)鹽，植物根系的微生物在自身新陳代謝作用下可以將構(gòu)造復(fù)雜的有機物分解轉(zhuǎn)化為小分子更易被微生物吸收的有機物。植物還能夠吸收一部分重金屬，除去一部分重金屬。植物修復(fù)技術(shù)的處理成本較低，實現(xiàn)了環(huán)境友好型發(fā)展的目標，但是植物修復(fù)技術(shù)的處理速率較慢、效率較低。

微生物修復(fù)技術(shù)主要是再利用微生物的新陳代謝活動來對土壤中的污染物進行降解的一種方法，進行土壤修復(fù)的微生物不僅包括土壤中原有的微生物，還包括外來添加進去的微生物。污染土壤的微生物修復(fù)技術(shù)是一種環(huán)境友好型可循環(huán)發(fā)展的技術(shù)，該技術(shù)的處理效率主要受土壤微生物活性的影響，因此培養(yǎng)和馴化能夠高效吸收轉(zhuǎn)化污染物的微生物至關(guān)重要。

4 結(jié)論與展望

對污染土壤的修復(fù)是實現(xiàn)環(huán)境友好型社會的發(fā)展目標與改善人居環(huán)境一項重要任務(wù)，因此，采用和選擇合適的污染土壤修復(fù)技術(shù)是關(guān)鍵。目前，我國污染土壤修復(fù)技術(shù)主要采用物理修復(fù)技術(shù)、化學(xué)修復(fù)技術(shù)與生物修復(fù)技術(shù)，這些技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)取得了一定的環(huán)境與經(jīng)濟效益。

未來的污染土壤修復(fù)技術(shù)應(yīng)從以向以下四個方面發(fā)展：

(1)應(yīng)向綠色環(huán)境友好型技術(shù)發(fā)展；

(2)從單向技術(shù)向聯(lián)合技術(shù)應(yīng)用方面發(fā)展；

(3)從異位修復(fù)技術(shù)向原位修復(fù)技術(shù)發(fā)展；

(4)污染土壤修復(fù)技術(shù)向高效設(shè)備化方面發(fā)展。

[1] 王連超.污染土壤修復(fù)技術(shù)研究現(xiàn)狀與趨勢[J].環(huán)境與發(fā)展,2017,29(5):68-69.

[2] 黃文勝.我國污染土壤修復(fù)技術(shù)及產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀研究[J].低碳世界,2017(15):16-17.