污染土壤修復(fù)技術(shù)及發(fā)展趨勢探索

江炬　劉石平

摘要：污染土壤如果不及時(shí)修復(fù)，土壤中的污染物會隨著雨水滲入地下或者流入江河，進(jìn)而擴(kuò)大污染范圍，所以，污染土壤修復(fù)技術(shù)備受重視。本文首先分析了物理、化學(xué)、生物、植物、納米零價(jià)鐵等土壤修復(fù)技術(shù)，然后從環(huán)境友好修復(fù)、復(fù)合型修復(fù)、原位土壤修復(fù)幾個方面展望了修復(fù)技術(shù)的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：污染土壤;土壤修復(fù);修復(fù)技術(shù)

中圖分類號：X53 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）09-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.09.028

Research on remediation technology and development trend of contaminated soil

Jiang Ju，Liu Shiping

（113 Geological Team，Sichuan Provincial Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development，Luzhou Sichuan 646000，China）

Abstract：If the contaminated soil is not repaired in time，the contaminants in the soil will seep into the ground or flow into the river with rainwater，thereby expanding the scope of pollution， so the technology of contaminated soil remediation is paid more attention.This paper first analyzes soil remediation technologies such as physics，chemistry，biology，plants，and nano-zero iron， and then looks at the development direction of remediation technologies from the aspects of environmentally friendly remediation， composite remediation， and in-situ soil remediation.

Key words：Contaminated soil;Soil remediation;Remediation technology

由于石油化工和礦物冶煉以及化肥的大量使用，共同導(dǎo)致了土壤被污染的現(xiàn)狀。污染不及時(shí)解決，直接影響莊稼作物的生長，進(jìn)而影響食品安全。20世紀(jì)80年代起，我國開始重視污染土壤的修復(fù)技術(shù)，歷經(jīng)40年取得了一定的研究成果，并且還在持續(xù)優(yōu)化。

1 淺析污染土壤修復(fù)技術(shù)

1.1 物理修復(fù)技術(shù)

物理修復(fù)技術(shù)是指根據(jù)土壤中污染物的物理性質(zhì)，采用適當(dāng)?shù)奈锢矸椒▽⑽廴疚锓蛛x出來，達(dá)到修復(fù)土壤的目的。淋洗是最常見的物理修復(fù)技術(shù)。物理修復(fù)的特點(diǎn)是修復(fù)周期短、應(yīng)用范圍廣。絕大多數(shù)污染土壤都可以用淋洗的方式來實(shí)現(xiàn)土壤修復(fù)。該修復(fù)方法的缺點(diǎn)是處理工程量大，淋洗后的水成為二次污染物，需要淋洗水進(jìn)行凈化處理。為了提高修復(fù)效果，淋洗液中需要添加有利于前金屬離子溶解的物質(zhì)，例如，如果污染土壤中含有大量的鉛，可以選擇能夠與鉛形成絡(luò)合物物質(zhì)作為淋洗液。天然有機(jī)酸是常用的淋洗劑，其具有良好的去污染物效果，同時(shí)是天然成分，對環(huán)境不會造成二次污染。

1.2 化學(xué)修復(fù)技術(shù)

化學(xué)修復(fù)技術(shù)是指根據(jù)土壤中污染物的化學(xué)性質(zhì)，采用適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)物質(zhì)將污染物反應(yīng)掉，轉(zhuǎn)變成為污染程度較低或者無污染的物質(zhì)，從而起到土壤修復(fù)的作用。固化穩(wěn)定化是常用的化學(xué)修復(fù)技術(shù)。該方法適用于污染程度相對較輕的重金屬污染土壤。以鉛污染為例，用某類化學(xué)試劑降低鉛在土壤中的溶解度、遷移率和毒性等等。然后結(jié)合物理方法將土壤變成不可以動的固體。這樣就避免了污染中的鉛參與植物的生長而流入糧食產(chǎn)品?；瘜W(xué)修復(fù)見效快，但是這種固化穩(wěn)定化技術(shù)可能隨著時(shí)間的推移失效，鉛又會參與到土壤污染活動中。

1.3 微生物修復(fù)技術(shù)

微生物修復(fù)技術(shù)是指利用微生物的生長代謝來實(shí)現(xiàn)污染物的降解。微生物可以對大部分有機(jī)物進(jìn)行分解和吸收，將污染性有機(jī)物轉(zhuǎn)化成為水、二氧化碳、無機(jī)鹽、脂肪酸等其對污染無害的物質(zhì)。微生物還可以吸收重金屬鹽，將土壤中的鹽富集到體內(nèi)，達(dá)到凈化土壤的目的。同時(shí)，還可以收集微生物，經(jīng)過處理實(shí)現(xiàn)重金屬的回收和利用。微生物的種類不同，對有機(jī)物的降解效果和重金屬的吸收能力也有差異。

微生物修復(fù)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是成本比較低，其缺點(diǎn)是微生物對生長環(huán)境有一定的要求，并非所有具有凈化能力的微生物都能夠適應(yīng)土壤的環(huán)境，比如土壤中酸堿性和鹽，不同微生物對其的耐受能力是不同。另外，不同微生物對土壤中的污染物的降解能力不同，這就意味著污染土壤的修復(fù)能力有顯著差異。 我國很重視微生物修復(fù)技術(shù)，一直在選擇具有高繁殖能力、強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)能力、可以高效修復(fù)土壤的微生物品種。在篩選出的目標(biāo)菌種中，通過人工調(diào)節(jié)酸堿性、溫度和濕度來馴化菌株，提高其土壤適應(yīng)能力，延長菌種壽命，保證微生物修復(fù)能力。

1.4 植物修復(fù)技術(shù)

植物修復(fù)技術(shù)是指通過植物生長，吸收土壤中的無機(jī)鹽，達(dá)到修復(fù)土壤的目的。另外，植物的根系非常發(fā)達(dá)，根系附近會固定某類細(xì)菌，例如，大豆根系中存在很多固氮菌，可以對硝酸鹽等含氮物質(zhì)進(jìn)行吸收處理。植物和其根系中的細(xì)菌共同作用，可以吸收污染物中的金屬，還可以對某些有機(jī)物進(jìn)行分解和消耗。研究發(fā)現(xiàn)植物對污染土壤中的重金屬有很強(qiáng)的吸附能力，銅、鉛、鎘、鉻、鋅、鎳等都可以被吸收。另外，對多環(huán)芳烴也有一定的吸收和降解能力。不同植物對不同的重金屬吸收能力有差異。例如，蓖麻對污染中的銅具有很好的富集作用;蕨類植物對砷有較強(qiáng)的富集作用;大戟屬植物對鎳具有很好的富集作用;金合歡維多利亞對鉛具有較好的吸收能力。我國植物修復(fù)技術(shù)中重點(diǎn)在特定植物對特定金屬的吸收研究方面，這是由我國污染土壤情況決定的，農(nóng)業(yè)化肥、石油化工、礦物冶煉附近的土壤中的污染物種類相對恒定。所以，針對這些目標(biāo)污染物來進(jìn)行研究，可以提高植物修復(fù)效果。

2 試論污染土壤修復(fù)技術(shù)發(fā)展趨勢

2.1 環(huán)境友好型修復(fù)技術(shù)

化學(xué)修復(fù)技術(shù)在土壤修復(fù)中的應(yīng)用比較廣，因?yàn)榛瘜W(xué)修復(fù)見效快，可以用最短的時(shí)間來修復(fù)土壤，消除或者改變土壤中的污染物。但是，化學(xué)修復(fù)的缺點(diǎn)是還會在土壤中留下其他物質(zhì)，這些污染也許沒有很強(qiáng)的污染性，但是會改變土壤的酸堿性，影響作物生長。

環(huán)境友好型修復(fù)技術(shù)期望可以通過有效方式對污染土壤進(jìn)行處理，同時(shí)還不會對土壤造成二次污染。就目前的修復(fù)技術(shù)而言，微生物修復(fù)技術(shù)、植物修復(fù)技術(shù)以及納米零價(jià)鐵技術(shù)對環(huán)境的污染基本為零，屬于環(huán)境友好型修復(fù)技術(shù)，具有良好的發(fā)展前景。這三種環(huán)境友好型技術(shù)又各自有其優(yōu)點(diǎn)：植物修復(fù)技術(shù)可以兼顧污染環(huán)境治理和生態(tài)環(huán)境修復(fù)，適用于不著急耕種的土壤環(huán)境，比如，商業(yè)圈、家屬區(qū)、化工產(chǎn)業(yè)園附近等地方;微生物修復(fù)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是既具有環(huán)保性能，又不耽誤作物的生長，植物對土壤中的無機(jī)鹽具有選擇性吸收能力，微生物代謝活動消耗的速度要比植物吸收快，所以，微生物修復(fù)技術(shù)適用于受污染的農(nóng)耕田地;納米零價(jià)鐵對環(huán)境沒有污染，并且可以處理多種污染物，效果顯著，處理周期短，但是，相對來說修復(fù)成本比較高，不適用于大面積的污染土壤修復(fù)中。

2.2 復(fù)合型修復(fù)技術(shù)

物理、化學(xué)、生物、植物修復(fù)技術(shù)有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，在實(shí)際的污染修復(fù)工作中，單憑一種修復(fù)方式無法滿足對修復(fù)質(zhì)量的需要。所以，在實(shí)際中常常應(yīng)用多種修復(fù)方式，通過聯(lián)合使用來提高土壤修復(fù)效果。土壤修復(fù)中，常用的符合修復(fù)技術(shù)有物理修復(fù)與化學(xué)修復(fù)復(fù)合、植物修復(fù)與微生物修復(fù)復(fù)合等等。如果土壤修復(fù)期望可以在短時(shí)期完成，污染面積和深度都不大，可以用物理和化學(xué)復(fù)合修復(fù)技術(shù)。如果土壤受污染面積大、比較深，并且污染物已經(jīng)隨著水漫滲到周邊，則可以采用微生物修復(fù)與植物修復(fù)復(fù)合技術(shù)。微生物可以隨著目標(biāo)物質(zhì)移動，植物的根系可以吸收深層次土壤中的污染物，這樣就實(shí)現(xiàn)了污染物的全面根治。

2.3 原位土壤修復(fù)技術(shù)

修復(fù)效果較好的物理和化學(xué)污染土壤修復(fù)技術(shù)，通常情況下是異位土壤修復(fù)，即將受污染的土壤挖掘出來，離開原位，放到污染修復(fù)處理區(qū)進(jìn)行統(tǒng)一處理。這樣就會產(chǎn)生一些土壤挖掘勞務(wù)費(fèi)、土壤運(yùn)輸費(fèi)、土壤回填費(fèi)用等等。對于，大面積的污染，這種修復(fù)方式會產(chǎn)生大量的費(fèi)用，所以應(yīng)用受限制。原位土壤修復(fù)技術(shù)是指在受污染的原地開始土壤修復(fù)工作，這樣可以減少人工成本的和運(yùn)輸成本，同時(shí)修復(fù)工作不會受制于污染土壤量的限制。如果污染土壤深度值大或者遭遇雨水沖洗，也可以動態(tài)評估受污染區(qū)域，分別進(jìn)行原位修復(fù)。這就要求研發(fā)部門要加大對聯(lián)合土壤綜合修復(fù)技術(shù)以及原位土壤修復(fù)技術(shù)的投入力度，包括設(shè)備、成本以及技術(shù)的研發(fā)等工作，使其適用于各種類型的土壤，實(shí)現(xiàn)污染土壤修復(fù)技術(shù)的最大價(jià)值。

以重慶江北區(qū)為例，電化學(xué)處理工藝對環(huán)境造成嚴(yán)重的重金屬污染，地下1.5m處即水源。如果不及時(shí)進(jìn)行有效處理，則會造成嚴(yán)重的水土污染。使用固化穩(wěn)定化修復(fù)，速度快，成本低，處理后滿足《展覽會用地土壤環(huán)境評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》。使用異位土壤修復(fù)工藝，短時(shí)、高效對重金屬進(jìn)行處理，處理后滿足《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》。

3 結(jié)語

綜上所述，污染土壤修復(fù)技術(shù)還有很大的提升空間，在技術(shù)研發(fā)中要兼顧土壤修復(fù)的功能需要以及修復(fù)土壤所需要投入的成本和費(fèi)用。因此，相關(guān)技術(shù)人員需要跨學(xué)科進(jìn)行學(xué)習(xí)，創(chuàng)造性地解決土壤修復(fù)問題。與此同時(shí)，石油煉化企業(yè)、礦物冶煉企業(yè)和農(nóng)業(yè)化肥使用要限制化學(xué)物向自然環(huán)境中的排放量，從根本上解決土壤污染問題。

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收稿日期：2020-07-05

作者簡介：江炬（1988-），男，漢族，本科學(xué)歷，工程師，研究方向?yàn)樗きh(huán)地質(zhì)。