重金屬污染土壤修復(fù)的二次污染與防治

袁博

摘?要：隨著我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，重金屬污染問題已日益嚴(yán)重，土壤重金屬污染已成為環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域的重要課題。本文通過對(duì)當(dāng)前重金屬土壤修復(fù)技術(shù)的探討，分析了土壤修復(fù)技術(shù)二次污染的風(fēng)險(xiǎn)問題，為我國土壤修復(fù)技術(shù)的發(fā)展提供一定的建議和參考。

關(guān)鍵詞：重金屬;污染土壤;修復(fù);二次污染;防治

土壤是人類賴以生存的基本物質(zhì)條件，是人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要保證。然而，隨著工業(yè)化的發(fā)展，土壤重金屬污染成為嚴(yán)重的環(huán)境污染問題之一，嚴(yán)重制約著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展。根據(jù)最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前我國受重金屬污染的土地面積接近0.1億km2，主要污染源來自于工廠廢水、農(nóng)藥廢棄物、化肥等等。

鑒于重金屬元素特殊的物理和化學(xué)性質(zhì)，其在土壤中的存在能改變土壤的性質(zhì)組成，當(dāng)重金屬元素濃度超標(biāo)時(shí)，會(huì)對(duì)土壤內(nèi)的生物和植物繁衍有一定的抑制作用。在人體攝入一定量的重金屬元素后，會(huì)導(dǎo)致一定的健康威脅。在當(dāng)前國內(nèi)外的重金屬處理技術(shù)主要有固化及穩(wěn)定化、水泥窯處理、植物修復(fù)等技術(shù)。當(dāng)前我國在重金屬土壤修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展迅速，已成果實(shí)施了接近200個(gè)修復(fù)項(xiàng)目。其中，固化技術(shù)是我國最常用的修復(fù)技術(shù)，約占修復(fù)項(xiàng)目數(shù)量三分之一左右。

目前國內(nèi)重金屬修復(fù)項(xiàng)目主要集中在居民區(qū)周邊附近區(qū)域，對(duì)于解決居民環(huán)境問題有重要的意義。在開展重金屬污染土質(zhì)修復(fù)過程中，要注意修復(fù)活動(dòng)最周邊造成的影響，充分考慮周邊的環(huán)境、人群等影響因素。本文在結(jié)合國內(nèi)外重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)容易導(dǎo)致二次污染的源頭入手，探討二次污染的防治方式和技術(shù)手段，為我國重金屬污染土壤二次污染的修復(fù)提供借鑒。

一、土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)概述

（一）穩(wěn)定化

當(dāng)前我國土壤重金屬污染的主要形態(tài)有以下幾種：殘余渣態(tài)、可還原態(tài)、可氧化態(tài)等，重金屬的穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)主要是指針對(duì)土壤中金屬的具體形態(tài)選擇合適的轉(zhuǎn)化穩(wěn)定試劑，使得土壤中的重金屬變?yōu)闅堅(jiān)鼱顟B(tài)，從而讓重金屬的形態(tài)變得可遷移，從而降低重金屬的危害性。在當(dāng)前我國重金屬污染土壤修復(fù)項(xiàng)目中，主要穩(wěn)定藥劑包含：氧化類藥劑、含磷復(fù)合藥劑、堿性固化藥劑、黏土以及硫化物等等。磷酸類復(fù)合藥劑是當(dāng)前比較常見的固化藥劑，在重金屬土壤修復(fù)過程中可以與一定PH的金屬離子發(fā)生反應(yīng)，從而吸附土壤中的重金屬離子，降低土壤中重金屬離子的含量。常見的堿性土壤修復(fù)藥劑有生石灰、氧化鎂、氧化鋁以及氫氧化合物類，可以與土壤中的酸性金屬離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將金屬離子吸附下來，從而降低金屬離子的遷移能力，改變土壤的化學(xué)環(huán)境。

（二）淋洗

淋洗技術(shù)是當(dāng)前土壤重金屬污染比較成熟修復(fù)技術(shù)，即土壤通過加入定量的淋洗藥劑，通過拌合溶解將土壤中的形態(tài)進(jìn)行改變，從而降低土壤中重金屬離子的含量。當(dāng)前我國重金屬污染土壤修復(fù)項(xiàng)目中比較常見的淋洗藥劑包括酸類試劑、水、堿類試劑等，相關(guān)研究表明對(duì)于Cu、Pb、Cd元素去除效果率效果比較好的藥劑是檸檬酸類，可以有效降低土壤中Cu、Pb、Cd元素含量。當(dāng)前主流的土壤淋洗修復(fù)辦法是通過多級(jí)式將土壤內(nèi)部較大的顆粒分篩出來，然后采用淋洗藥劑將顆粒表面的污物去除干凈，淋洗過后的污水可以采用氧化藥劑去除的辦法，實(shí)現(xiàn)重金屬元素的穩(wěn)定。

（三）植物修復(fù)法

根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前植物界部分植物對(duì)土壤中的重金屬離子具有一定的吸附能力，可以將土壤內(nèi)的重金屬離子通過根部的吸附作用轉(zhuǎn)移到莖葉等部位，從而起到凈化土壤降低土壤內(nèi)部金屬離子的作用。此外，在常見的植物修復(fù)技術(shù)中可以采用參加化學(xué)試劑的辦法提高植物的金屬離子吸附能力。當(dāng)前植物修復(fù)技術(shù)主要運(yùn)作機(jī)制表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1）可以進(jìn)行細(xì)胞修復(fù);2）金屬離子隔離作用;3）生物機(jī)制轉(zhuǎn)換作用等。這種方法對(duì)于環(huán)境影響較小，產(chǎn)生的費(fèi)用也小打，但是也存在修復(fù)周期長、修復(fù)能力有限的缺點(diǎn)，因此，該種方法適用方面有一定缺陷。

二、重金屬污染土壤修復(fù)二次污染來源

當(dāng)前我國重金屬土壤修復(fù)中，存在著嚴(yán)重的二次污染現(xiàn)象，處理過的廢水、廢氣等存在不合理處理之處，往往導(dǎo)致土壤金屬離子不能有效徹底的處理。其中，比較常見的二次污染來源有水污染、廢氣污染、固體殘留物污染等等。

（一）水污染

水污染是當(dāng)前土壤重金屬修復(fù)過程中比較常見的二次污染來源，也是難以避免的污染來源之一。當(dāng)前水污染中主要形式就是土壤修復(fù)過程中的污染，淋洗過程中來不及處理的廢水以及生活中產(chǎn)生的各類污水等等。

在土壤重金屬修復(fù)過程中，修復(fù)藥劑的添加往往還有一些化學(xué)物質(zhì)，這其中有一些酸性化學(xué)元素，也有一些微生物物質(zhì)，這些物質(zhì)在一起混合發(fā)生反應(yīng)容易造成土壤內(nèi)水分中化學(xué)物質(zhì)的含量超標(biāo)。尤其對(duì)于陽離子來說，金屬陽離子的修復(fù)藥劑中往往采用堿性材料，起到一定的中和作用，堿性試劑和酸性金屬離子之間的反應(yīng)對(duì)于土壤酸堿度進(jìn)行一定的中和，有效的降低了土壤中金屬離子的濃度。但是在使用過程中，必須嚴(yán)格控制堿性材料的使用量，防止堿性試劑使用過量造成土壤內(nèi)的二次污染，如檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖溶液，維持土壤偏酸性條件，有利于重金屬污染物去除，因此須控制緩沖溶液用量，防止過量藥劑造成污染。

此外，在土壤修復(fù)過程中，往往會(huì)遇見含水層。在這過程中重金屬容易轉(zhuǎn)移至地下水中，因此要格外注意保護(hù)地下水，防止修復(fù)過程中修復(fù)試劑和土壤污染物中金屬離子流入地下水中。

（二）大氣污染

在土壤重金屬污染修復(fù)項(xiàng)目中，空氣也是也是重要的污染來源，主要過程來自于污染場地的清運(yùn)和挖掘以及相關(guān)污染土壤的堆砌等過程。在異位修復(fù)的過程中，清理和挖掘?yàn)橥寥佬迯?fù)的重要過程，部分重金屬離子存在揮發(fā)等風(fēng)險(xiǎn)。因此，在重金屬污染土壤修復(fù)過程中必須嚴(yán)格控制金屬離子的揮發(fā)和散發(fā)，避免造成周邊空氣的污染，從而對(duì)大氣環(huán)境造成污染，形成重金屬土壤的二次污染。此外，涉及到空氣中的不完全燃燒的物質(zhì)，也會(huì)造成大氣污染。在土壤修復(fù)過程中使用的機(jī)械設(shè)備，也會(huì)排放出污染性的廢氣，以及篩分機(jī)械的尾氣排放同樣會(huì)造成大氣污染。

（三）固體廢物污染

固體廢棄物是也當(dāng)前重要的土壤二次污染來源，主要污染過程來自于以下幾個(gè)過程：1）多級(jí)篩分過程產(chǎn)生的固體垃圾，這些垃圾往往難以及時(shí)清理會(huì)導(dǎo)致污染;2）尾氣排放過程中存在的固體垃圾;3）各類污水處理過后產(chǎn)生的廢氣物質(zhì);4）重金屬土壤修復(fù)場地建設(shè)過程中產(chǎn)生的建筑垃圾;5）在土壤修復(fù)過程中挖掘到的固體垃圾;6）修復(fù)藥劑處理過后留下來的殘?jiān)?/p>

（四）噪聲污染

在土壤重金屬污染處理過程中，會(huì)有一些機(jī)械及車輛造成的相應(yīng)的噪聲污染。這一污染主要來源于機(jī)械零部件之間產(chǎn)生的摩擦和扭動(dòng)，這些噪聲的來源不是二次污染產(chǎn)生的主要原因，但也會(huì)對(duì)土壤修復(fù)周邊產(chǎn)生重要的影響。因此，在土壤修復(fù)過程中要嚴(yán)格控制機(jī)械的使用，避免大分貝噪聲的產(chǎn)生，在鏟車、挖掘機(jī)、破碎錘等機(jī)械設(shè)備使用過程中，可以考慮派專人進(jìn)行噪音控制，將影響降低到最低。

三、重金屬污染土壤修復(fù)二次污染防治技術(shù)手段分析

（一）水污染防治技術(shù)手段分析

在當(dāng)前重金屬污染土壤修復(fù)過程中，對(duì)于修復(fù)藥劑的使用要有科學(xué)合理的選擇依據(jù)。在進(jìn)行土壤修復(fù)時(shí)候，固化穩(wěn)定劑的選擇要有針對(duì)性，根據(jù)不同重金屬的特性，選擇能夠降低重金屬遷移性質(zhì)和降低毒性的藥劑。根據(jù)我們大量的翻閱有關(guān)文獻(xiàn)和實(shí)地分析修復(fù)項(xiàng)目分析，認(rèn)為當(dāng)前控制水二次污染應(yīng)堅(jiān)持以下幾個(gè)原則：1）在同等修復(fù)水平下，對(duì)于固化劑的選擇應(yīng)選擇能夠持久的固化劑;2）固化藥劑的選擇和使用要充分考慮對(duì)環(huán)境的影響因素，不能造成地下水的二次污染;3）在土壤重金屬離子處理過程中，要選擇合理的施工工藝，尤其要將對(duì)環(huán)境的影響降低到最小;4）在固化劑使用時(shí)，要嚴(yán)格控制使用量，采用硫化物質(zhì)進(jìn)行固化時(shí)應(yīng)將PH值作為重要的控制標(biāo)準(zhǔn)，防止超量使用造成土壤水分的二次污染。

在雨季進(jìn)行重金屬污染土壤修復(fù)時(shí)，要做好地表防滲措施，將取樣的土壤、篩分過程的半成品以及加入試劑后的混合成分等工作區(qū)域要做好防滲措施。在土壤修復(fù)周邊做好排水措施，，將污水排泄到專門的管道，對(duì)于地表水引入專門的雨水排出管，將雨水排到市政管網(wǎng)。在藥劑的使用中，避免試劑殘?jiān)陀晁旌?，造成市政官網(wǎng)的污染。在重金屬污染土壤開挖的基坑中，要設(shè)置合理的排水系統(tǒng)，將污水處理做到合理規(guī)范。在重金屬污染場地內(nèi)要有成套的沉淀和過濾設(shè)備，廢水處理達(dá)標(biāo)后，方可入市政管網(wǎng)，或在廠區(qū)道路與土堆噴灑抑制揚(yáng)塵。

（二）大氣污染防治技術(shù)手段分析

根據(jù)實(shí)地對(duì)重金屬污染土壤修復(fù)項(xiàng)目的調(diào)查分析，可以將大氣污染的技術(shù)防治手段分為以下四個(gè)方面：1）在重金屬污染土壤作業(yè)區(qū)，要加強(qiáng)挖掘過程中的管理，在運(yùn)輸過程中要采取灑水降塵等措施，將渣土車和車內(nèi)的渣土及時(shí)進(jìn)行覆蓋。在裝卸后要在專業(yè)的洗車區(qū)域?qū)⒆鳂I(yè)車進(jìn)行清洗，此外，還要及時(shí)對(duì)灑落的污染土壤進(jìn)行清掃，防止散發(fā)到大氣中;2）在挖掘揮發(fā)性較強(qiáng)的污染性土壤過程中，要選擇合適的挖掘方式和方法。盡量選用合適的裝載機(jī)械，采用小方量的挖掘手段，盡量控制挖掘?qū)哟魏屯诰蛏疃?，減少重金屬污染土壤暴露在空氣中的試劑。在挖掘場地周邊，要配置相當(dāng)數(shù)量的噴霧設(shè)施，防止揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行擴(kuò)散;3）在重金屬污染土壤處理作業(yè)區(qū)，要設(shè)置一定數(shù)量的式VOC檢測器以及車輛尾氣檢測設(shè)備，在重金屬土壤處理過程中要在合適的時(shí)間對(duì)周邊車輛尾氣進(jìn)行監(jiān)測。發(fā)現(xiàn)VOC超標(biāo)時(shí)要及時(shí)進(jìn)行處理，并在后續(xù)重金屬土壤處理過程中及時(shí)處理。車輛尾氣檢測過程中，要嚴(yán)格控制監(jiān)測超標(biāo)濃度，當(dāng)檢測濃度超標(biāo)時(shí)，要及時(shí)上報(bào)處理;4）施工機(jī)械與運(yùn)輸車輛必須使用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的燃料，安裝尾氣處理凈化設(shè)備，所有車輛必須定期檢測尾氣排放情況。

（三）固體廢物污染防治

在重金屬修復(fù)現(xiàn)場處理過程中，要選擇合適的處理方法，在處理殘留的廢棄物方面可以考慮以下四個(gè)方面：1）在重金屬土壤污染領(lǐng)域，出現(xiàn)一定的建筑垃圾時(shí)，要將殘留在建筑垃圾上面的金屬離子處理干凈，達(dá)到市政要求;2）對(duì)于廢棄的活性炭、水污染處理后的殘留物以及其他處理后的殘留物，要選擇合適的具有相應(yīng)資質(zhì)的檢測單位進(jìn)行處理，不得隨意丟棄，造成二次污染;3）在重金屬污染處理區(qū)域，將產(chǎn)生的垃圾及時(shí)進(jìn)行分類，交由環(huán)保部門及時(shí)處理;4）對(duì)于超積累植物的根、莖、葉等，可以采用焚燒、堆肥、壓縮填埋等方式進(jìn)行處置，避免植物組織返回土壤。

（四）噪聲污染防治

對(duì)于修復(fù)過程中產(chǎn)生的噪聲污染，可以考慮從以下三個(gè)方面進(jìn)行處理：1）在土壤處理現(xiàn)場，選擇合適的低噪聲設(shè)備，并為機(jī)械設(shè)備選擇合適的降噪措施，定期的為機(jī)械設(shè)備做好保養(yǎng);2）合理安排重金屬污染土壤現(xiàn)場的設(shè)備，避免多機(jī)械同時(shí)作業(yè)，造成修復(fù)現(xiàn)場的噪聲共鳴;3）應(yīng)合適的安排處理時(shí)間，避免影響周邊居民作息。

四、結(jié)論

綜上所述，本文在研究重金屬常用固化、淋洗等降解處理技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)該過程可能存在的二次污染相關(guān)源頭做了進(jìn)一步深入分析，認(rèn)為污染土壤的清理、挖掘過程可能會(huì)導(dǎo)致重金屬土壤的二次污染，這對(duì)我們當(dāng)前重金屬污染處理提出了更高層次的要求。因此，我們應(yīng)該嚴(yán)格控制污染土壤的處理過程，將二次污染的風(fēng)險(xiǎn)降到最低，在處理污染情況下，選擇合理的修復(fù)方案和修復(fù)藥劑，并做好污染后的防治工作，修復(fù)現(xiàn)場規(guī)范施工，加強(qiáng)監(jiān)管，避免二次污染。

參考文獻(xiàn)：

[1]李秀第.重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[D].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2015.

[2]王翔健.重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)現(xiàn)狀與展望[D].環(huán)境保護(hù)科學(xué)，2016.

[3]王海峰.重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)及其研究進(jìn)展[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2016.