尤溪縣謝坑礦區(qū)農(nóng)田土壤修復試點土壤污染修復技術(shù)對比

詹明生

（三明市尤溪環(huán)境監(jiān)測站，福建 三明 365100）

1 引言

詳細地了解修復試點區(qū)域污染情況是對修復效果進行評價的基礎(chǔ)，為使后期修復工作順利開展，將該區(qū)域原有30多塊小塊農(nóng)田合并整理成15塊面積較大的農(nóng)田，總面積約2000 m2，具體地塊劃分見圖1，由第三方檢測機構(gòu)：江蘇省華東南工地質(zhì)技術(shù)研究有限公司對已確定的擬修復區(qū)域土壤重金屬總量和有效量進行檢測，測試數(shù)據(jù)見表1和表2。本文土壤修復技術(shù)對比為微生物法和化學固化法，見圖1中的1～5號區(qū)、11號區(qū)、13～15號區(qū)。

圖1 修復區(qū)域地塊分布圖

表1 擬修復區(qū)域污染重金屬總量表（mg/kg）

表2 修復試點區(qū)域各采樣點重金屬有效量（mg/kg）

由表1和表2可知，本區(qū)域耕地土壤偏酸性，土壤中的鉛和鎘的總量和有效量超標，而銅、鋅和砷基本不超標。

本次土壤修復試點介質(zhì)為農(nóng)田土壤，根據(jù)福建省農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤重金屬污染分級指標，修復區(qū)域超標嚴重的重金屬主要為鉛和鎘。因此，本次修復主要以鉛和鎘的有效量變化進行評價，具體修復目標值見表3。

表3 修復目標值（mg/kg）

2 土壤修復技術(shù)對比

本次以試點中采用的微生物固化技術(shù)與化學固化技術(shù)進行對比。

表4 微生物固化技術(shù)與化學固化技術(shù)工藝參數(shù)

表5 修復技術(shù)實施后土壤中重金屬有效量分析數(shù)據(jù)

2.1 修復效果評估

2.1.1 微生物固化修復效果評估

本次微生物修復地塊有11、13、14、15地塊，修復后數(shù)據(jù)見表5。

2.1.2 修復后土壤中重金屬有效量Pb的含量分析

圖2 土壤中重金屬有效量Pb的含量

微生物修復實施后，檢測2 d、30 d、60 d時Pb有效量的含量，由圖2可知，隨著時間的延長，Pb有效量的含量逐漸降低且趨于穩(wěn)定，四幅地塊修復60 d的Pb有效量平均含量分別為 23.65 mg/kg、18.72 mg/kg、32.14 mg/kg、15.72 mg/kg，固化率分別為57.23%、81.91%、73.35%、87.04%，且土壤中有效量Pb含量低于《農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤重金屬污染程度的分級》（DB35/T 859—2016）中的限制值 35 mg/kg。

2.1.3 修復后土壤中重金屬有效量Cd的含量分析

圖3 土壤中重金屬有效量Cd的含量

在微生物修復實施后，檢測2d、30d、60d時Cd有效量的含量，由圖3可知，隨著時間的延長，Cd有效量的含量相差不多且趨于穩(wěn)定，四幅地塊修復60d的Cd有效量平均含量分別為 0.29 mg/kg、0.26 mg/kg、0.27 mg/kg、0.25 mg/kg，固化率分別為29.27%、55.17%、54.24%、61.54%，且土壤中有效量Cd含量低于《農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤重金屬污染程度的分級》（DB35/T 859—2016）中的限制值0.3 mg/kg。有些地塊固化率偏低可能是因為菌液噴灑不均勻或菌液沒有滲透進污染土壤所致。

表6 微生物修復成本核算表

2.2 化學固化修復效果評估

本次化學固化修復地塊1～5號采用最佳配比固化劑實施重金屬固化修復。選用生物炭與堿性材料復配比例4%生物炭：2%堿性材料（按土壤耕作層重量計）對1號到5號地塊土壤施加固化劑并混勻后，養(yǎng)護10天，取樣化驗分析（見表7）。

表7 修復工程后土壤中有效量含量分析數(shù)據(jù)

2.2.1 土壤中重金屬Pb有效量含量分析

由圖4可知，農(nóng)田土壤經(jīng)過固化處理后，1號到5號地塊土壤中重金屬Pb有效量含量分別由40.45 mg/kg、44.15 mg/kg、43.05 mg/kg、59.15 mg/kg、54.90 mg/kg 降低到 7.73 mg/kg、9.21 mg/kg、19.40 mg/kg、21.24 mg/kg、29.46 mg/kg，固化率分別為80.89%、79.13%、54.92%、64.10%、46.34%?；瘜W固化修復后土壤中的重金屬Pb有效量含量低于《農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤重金屬污染程度的分級》（DB35/T 859—2016）中限制值35 mg/kg。其中4號和5號地的修復數(shù)據(jù)不如其他地塊效果好，可能是因為在后期工作中固化劑和污染土壤沒有充分混勻?qū)е碌摹?/p>

圖4 土壤中重金屬有效量Pb的含量修復前后對比圖

2.2.2 土壤中重金屬Cd有效量含量分析

圖5 土壤中重金屬有效量Cd的含量修復前后對比圖

由圖5可知，農(nóng)田土壤經(jīng)過固化劑處理后，1號到5號地塊土壤中重金屬Cd有效量含量分別由0.91 mg/kg、0.78 mg/kg、0.76 mg/kg、0.65 mg/kg、0.60 mg/kg 降低到 0.30 mg/kg、0.24 mg/kg、0.28 mg/kg、0.27 mg/kg、0.28 mg/kg，固化率分別為 66.53%、68.92%、62.65%、58.09%、53.83%。化學固化修復后土壤中的重金屬Cd有效量含量低于《農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤重金屬污染程度的分級》（DB35/T 859—2016）中限制值0.3 mg/kg。

2.2.3 化學固化修復成本核算

表8 化學固化修復成本核算表

2.3 兩種土壤污染修復技術(shù)成效對比

從兩種土壤污染修復效果分析可知，微生物固化、化學固化修復技術(shù)應(yīng)用于尤溪縣重金屬污染農(nóng)田土壤，均可有效降低農(nóng)田的重金屬有效量含量，使之低于《農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤重金屬污染程度的分級》（DB35/T 859—2016）中的限制值，從而降低土壤中重金屬的環(huán)境風險，修復后的土壤達到修復驗收標準，修復工程實施效果較好，且工藝簡單易操作，適合推廣（見表9），微生物固化對土壤中Pb固化效果較好，修復成本較低?；瘜W固化對土壤中Cd固化效果較好。

表9 土壤污染修復技術(shù)成效對比表