土壤污染修復(fù)技術(shù)及其應(yīng)用分析

郝曉明

(山東海岳環(huán)境科技股份有限公司，山東 煙臺 264006)

土壤污染除了會降低土地資源利用價值外，還有可能導(dǎo)致地下水、農(nóng)作物重金屬超標(biāo)，對人體健康造成危害。探究土壤污染修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實意義。經(jīng)過多年探索和實踐，我國已形成了比較完善的土壤污染修復(fù)技術(shù)體系，根據(jù)修復(fù)原理的不同大體可分為物理法、生物法和化學(xué)法三類。每類可以細(xì)分為若干技術(shù)，如物理法包括焚燒法、熱解析法，化學(xué)法包括淋洗法、氧化/還原法，生物法包括微生物修復(fù)、植物修復(fù)。實踐中，需根據(jù)土壤污染成因、技術(shù)難度、治理成本等多種因素，選擇恰當(dāng)?shù)男迯?fù)技術(shù)。

1 常用的土壤污染修復(fù)技術(shù)

1.1 土壤淋洗技術(shù)

土壤淋洗修復(fù)技術(shù)是利用化學(xué)淋洗液去除土壤污染物，通過機(jī)械地懸浮或攪動污染土壤顆粒，使土壤中污染物與土壤顆粒分離。運用此方法需要先將治理區(qū)域中受到污染的土壤挖掘出來并運輸?shù)教幚沓刂?，按照特定比例，將配制好的淋洗劑倒入土壤，充分?jǐn)嚢韬蟛捎贸恋矸ɑ蛘舭l(fā)法，將清洗過后的土壤晾干，然后重新回填，完成修復(fù)。土壤淋洗技術(shù)適用于受污染較為嚴(yán)重的土壤，可以靈活調(diào)節(jié)淋洗劑用量，達(dá)到較為理想的修復(fù)效果。該技術(shù)的缺陷是工程量較大，大面積污染區(qū)不宜選擇該技術(shù)。

1.2 生物修復(fù)技術(shù)

利用植物、動物或微生物對受污染的土壤進(jìn)行改良、修復(fù)，是一種綠色環(huán)保的修復(fù)技術(shù)。不同生物修復(fù)受污染土壤的機(jī)理不同，動物修復(fù)主要依靠蚯蚓、線蟲的生命活動進(jìn)行污染物分解，植物修復(fù)則是利用植物吸收、根慮將有毒的污染物轉(zhuǎn)化為低毒或無毒物質(zhì)，微生物利用吸收、沉淀達(dá)到減少污染物總量的效果。

1.3 焚燒修復(fù)技術(shù)

焚燒法是一種較為常用的污染土壤物理修復(fù)技術(shù)。需要使用挖掘機(jī)等設(shè)備將受污染的土壤挖出，然后放入容器中。將容器置于高爐內(nèi)，通過加熱焚燒的方法，讓土壤中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化或失效，從而達(dá)到修復(fù)效果。對于一些有機(jī)物(如氯化物、鹵代烴等)含量較高的土壤，采用高溫焚燒能夠較為徹底地去除這些有機(jī)化合物。該技術(shù)的優(yōu)勢是效率較高、操作簡便，但缺點也比較明顯，它只能去除有機(jī)化合物，對于化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的重金屬元素(如金、銀、鎳等)，則無法處理。另外，焚燒過程中會釋放出氯氣等污染性或毒性氣體，如果回收處理不到位，也會造成二次污染。

1.4 電動修復(fù)技術(shù)

該方法是目前常用的一種綠色修復(fù)技術(shù)，其原理是在待修復(fù)區(qū)域一側(cè)插入正極電板，另一側(cè)插入負(fù)極電板。由于土壤本身具有導(dǎo)電性，通電之后電子會從正極源源不斷向負(fù)極做定向移動。電子移動過程中，會使土壤中的金屬離子發(fā)生位移，最終在負(fù)極電板上大量聚集。每隔一段時間，將負(fù)極取出并進(jìn)行清理，就可以達(dá)到污染修復(fù)效果。相比于焚燒法、淋洗法，電動修復(fù)不需要挖掘土壤，因此工程量小，適用于受重金屬污染的土壤，且不會帶來二次污染。該技術(shù)有一定的適用條件，如土壤含水率必須在50%以上，否則金屬離子的運動速度慢，處理周期也會延長。

2 土壤污染修復(fù)技術(shù)的實踐應(yīng)用

2.1 研究區(qū)土壤污染概況

研究區(qū)位于某河流左岸，由于上游工廠排放的污水中含有較多重金屬，加上周邊農(nóng)田濫用化學(xué)農(nóng)藥，導(dǎo)致水體與沿河兩岸土壤受到較為嚴(yán)重的污染。經(jīng)土壤取樣分析發(fā)現(xiàn)，土壤中含量較高的前三種重金屬依次是鎘、銀和鎳。從污染物來源上來看，主要是河流上游的化工廠、有色金屬冶煉廠排污所致。雖然近年來地方政府及環(huán)保部門加強(qiáng)了環(huán)境監(jiān)管，但是由于工程污水凈化設(shè)備落后，部分工廠仍然存在偷排情況，污水中重金屬元素的處理不夠徹底。

2.2 土壤修復(fù)技術(shù)對比篩選

目前可用于土壤污染修復(fù)的方法有多種，每種方法都有一定的適用條件，本次土壤修復(fù)工作中，進(jìn)行了多種技術(shù)對比篩選。通過采樣分析可知，研究區(qū)土壤的污染類型以重金屬為主。氣體抽提技術(shù)、高溫焚燒技術(shù)等，主要適用于土壤中有機(jī)化合物的處理，對重金屬的處理幾乎沒有效果，因此排除。土壤中鎘、銀、鎳這三種主要的重金屬元素，分別超標(biāo)132倍、87倍和74倍，污染較為嚴(yán)重，必須要快速、徹底修復(fù)。曝氣法、電修復(fù)法、植物/微生物法等，見效慢、處理周期長，不符合要求，因此排除。綜合技術(shù)適用性、操作可行性、性價比等多種因素，選擇了固定/穩(wěn)定化技術(shù)。

2.3 固定/穩(wěn)定化技術(shù)的應(yīng)用

穩(wěn)定/固化技術(shù)分為穩(wěn)定化和固化兩種技術(shù)。穩(wěn)定化是使用化學(xué)試劑將污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化成低毒或較難遷移的物質(zhì)，固化是使用材料將污染物包裹起來，使之以較大顆粒狀的形態(tài)存在，使污染物性質(zhì)保持較為穩(wěn)定的狀態(tài)。穩(wěn)定/固化技術(shù)的優(yōu)點是技術(shù)成熟可靠、安全、排放少、處置成本較低，缺點是將污染物固定在混合體內(nèi)而非去除，土壤內(nèi)污染物總量未得到削減。

處理流程為：選擇水泥基作為干試劑，按照1.5∶1的比例與水進(jìn)行混合。在容器中充分?jǐn)嚢琛⒒旌?，得到均勻性良好的水泥基固?穩(wěn)定化材料，確保材料均勻、細(xì)膩，不存在明顯顆粒。將膠體狀的材料與受污染的土壤進(jìn)行混合，通過攪拌、滲透等作用，土壤中的重金屬元素會逐漸與固定/穩(wěn)定化材料黏結(jié)在一起，并被完全包裹起來。隨著時間的延長，材料逐漸固化，由于本身具有較強(qiáng)的密封性，可以保證被包裹的重金屬元素不會對地下水和土壤造成危害，達(dá)到土壤修復(fù)目的。

3 應(yīng)用土壤污染修復(fù)技術(shù)的注意事項

結(jié)合研究區(qū)土壤污染修復(fù)實例，要想取得預(yù)期修復(fù)效果，應(yīng)注意以下幾點：通過調(diào)查與研判，選擇修復(fù)技術(shù)。可供選擇的修復(fù)技術(shù)有數(shù)十種，而每種技術(shù)無論是在投入成本、技術(shù)難度還是適用范圍等方面，均存在明顯差異。只有了解技術(shù)特點，結(jié)合實際情況，才能選出最佳的修復(fù)技術(shù)。此外，技術(shù)修復(fù)應(yīng)與源頭防控相結(jié)合。雖然修復(fù)可以使土壤重新恢復(fù)正常，但是需要一段時間和較高的成本。應(yīng)加強(qiáng)源頭管控，做到防控相結(jié)合，才能保護(hù)好土地資源。

4 結(jié)語

土壤污染已經(jīng)成為不容忽視的生態(tài)問題。對于已經(jīng)遭到污染和破壞的土壤，應(yīng)當(dāng)盡快選擇合適的技術(shù)予以修復(fù)。淋洗法、焚燒法、生物法、固定/穩(wěn)定化技術(shù)等都是目前較為常用的方法，只有科學(xué)選擇，才能使被污染的土壤重新恢復(fù)利用價值。