城市土壤污染問題及修復技術研究

馬 俊

（靖江市天誠環(huán)保事務所有限公司 江蘇靖江 214523）

引言

工業(yè)化和城市化建設大大加快了城市化進程，使土地需求量逐年增大，土壤污染問題也成為了城市化進程中一大頑疾，對于城市人們而言，城市土壤是其從事各項活動的基礎，是不可或缺的，如果土壤被污染而不加以治理，會影響到整個城市的生態(tài)系統(tǒng)，從而給人們的生活空間和可持續(xù)發(fā)展帶來不良影響。針對這一問題，必須要對其進行修復，采用先進的土壤修復技術盡量還原土壤。

1 城市土壤污染問題概述

1.1 城市土壤污染現狀

城市土壤污染情況總體比較復雜，特別是重金屬污染的比重相當高。在過去的一段時間里，我國工業(yè)生產模式比較粗獷，這給城市土壤帶來了嚴重的問題。相關研究數據表明，城市土壤中重金屬污染物的含量比鄉(xiāng)村地區(qū)要高得多。以往的城市發(fā)展對于大型工廠的依賴度非常高，因此有部分礦產加工企業(yè)、塑料制造企業(yè)會將工廠選址定在城市周邊，甚至有部分工廠就位于城市內，但缺乏生態(tài)環(huán)境保護意識，同時治理技術也不先進，一些工廠產生的廢渣便以掩埋的方式進行處理，使土壤遭受污染。隨著城市中汽車數量的越來越多，汽車尾氣排放所造成的的污染也會以多種形式進入到土壤中，同樣也形成了不可逆的土壤污染。

1.2 城市土壤污染的特點

城市土壤污染與其他污染差異明顯，有著較強的潛伏性、隱蔽性和累積性特點[1]，治理的難度非常大。城市土壤污染的成因導致在對其進行治理時必須要采取有針對性的策略。在過去很長一段時間里，人們對于城市建設抱有非常高的熱情，對于環(huán)境綜合治理則缺乏關注，這也就使得污染物得以在城市土壤中長時間留存，造成的破壞也在累加，治理難度不斷提升。針對一些快速城市化的地區(qū)，居民生產生活水平雖得到快速提升，但發(fā)展過程中卻存在著在原有廠礦基礎上興建生產生活措施的情況，并且在工程項目建設前未對該區(qū)域的土壤質量情況進行深入的分析和了解。城市化的加快使得建筑結構的數量大量增加，而部分建筑會對土壤自凈能力造成影響，加之部分建筑帶有有害物質，因此會進一步加劇該區(qū)域的土壤污染，這種惡性循環(huán)并非個例，在某些城市是現實存在的，給后續(xù)的土壤修復和治理工作帶來了巨大的難題。

2 城市污染土壤修復技術分析

2.1 按處置場所分類

根據處置場所對土壤修復技術進行分類，可分為以下兩種：原位修復技術和異位修復技術。土壤的原位修復技術是指通過人為干預的方式對已經污染的土壤進行修復，而異位修復技術是指對污染土壤進行轉移，將其運至其他地方進行修復。其具體特點如表1。

表1 土壤原位修復與異位修復技術比較

2.2 按處理原理分類

根據處理對土壤修復技術進行分類，可分為以下三種：即生物修復、物理修復、化學修復。

2.2.1 生物修復技術

當前，生物修復技術主要有兩種，即植物修復技術和微生物修復技術，特別是近些年來隨著研究力度的不斷深入，生物修復技術得到了快速的發(fā)展，在城市污染土壤修復過程中發(fā)揮了重要的作用。

（1）植物修復技術。這一技術主要是利用植物的凈化功能來修復被污染的土地，包括吸取修復、穩(wěn)定修復、降解修復、揮發(fā)修復以及過濾修復主要內容[2]。合理應用植物修復技術，能夠有效的處理土壤中存在的重金屬、有機污染物以及石油等污染，特別是使用植物修復手段處理重金屬污染土壤的相關研究，取得了較為顯著的進步。采用該技術進行污染土壤修復時，主要選擇使用產量高、去污效果好的植物，了解該植物在土壤及生態(tài)環(huán)境下的適應性。我國針對植物吸取修復技術的研究處于世界先進水平，除了對土壤中污染物具有一定作用外，在人工濕地建設、生物棲息地建設方面也取得了不錯的成效。隨著研究的不斷的深入，植物穩(wěn)定技術的優(yōu)勢被進一步凸顯，被認為是一種更易被大眾接受，能夠大范圍應用的先進技術，已經成為多污染物符合或混合污染土壤處理的一項重要手段。

（2）微生物修復技術。采用微生物對有機污染物進行處理，是當前一項較為常見的土壤污染修復技術，這一技術在實際土壤修復過程中應用較為廣泛。在采用這一技術時，需篩選和馴化特異性高效降解微生物菌株，提高其在土壤中種群與數量的穩(wěn)定性，實現對養(yǎng)分、溫度、濕度等各項指標進行調控，進而提升污染土壤的修復。當前形勢下，相關專家和學者正在致力于微生物修復技術與其他現場修復工程的聯合研究工作，加大力度研發(fā)操作簡便、工作效率高的微生物修復設備，以全面推廣。修復過程如圖1 所示。

圖1 微生物修復技術修復過程

2.2.2 物理修復技術

物理修復簡單來說就是通過物理手段將土壤中的污染物去除或分離，主要有以下兩種技術方法。

（1）熱脫附技術。熱脫附技術是通過熱交換的手段對土壤中的有機污染物進行加熱，待加熱到一定的溫度后，污染物會產生蒸發(fā)，進而與土壤介質分離。該技術有著處理范圍廣、靈活方便及修復后土壤能夠再利用等優(yōu)勢，受到從業(yè)人員的關注。當前形勢下，部分發(fā)達國家通過這一技術已修復了大量高污染場地，但由于該技術對設備要求高，存在著處理成本高及消耗時間長等缺點，因此在我國城市污染土壤的修復過程中并未得到大面積推廣，但該技術為污染土壤修復提供了新的思路和方法，加強工藝技術及自動化成套設備的研發(fā)工作成為該技術的主要研究方向。

（2）蒸汽浸提技術。此技術主要是對土壤中揮發(fā)性有機物進行清除的一種方法，將清潔空氣注入到污染土壤中，利用真空泵產生負壓，將具有揮發(fā)性的有機化合物抽取出來，再采用活性炭吸附或生物處理法對其進行凈化[3]。這一技術造價低，具有一定的可操作性，安全性高，對土壤破壞較小，未來研究應當將重點放在提升氣體流量和流速精確度、降低凈化成本以及提高凈化效率方面。

2.2.3 化學修復技術

采用化學修復技術處理城市污染土壤的起步比較早，技術相對比較成熟，主要包括土壤固化技術、氧化還原技術以及電動修復等[4]。此技術效率較高，方便處理各種污染物。然而，這一技術也存在一定缺點，比如容易破壞掉土壤結構，使土壤養(yǎng)分流失。

（1）固化技術。土壤固話技術簡單來說就是將污染物固定在介質中，使其長期保持在一個穩(wěn)定的狀態(tài)，這是當前城市土壤重金屬污染工作中常用的快速修復方法，在處理多種貴金屬符合污染方面有著較大的優(yōu)勢[5]。此外，該技術有著費用低廉的優(yōu)勢，在非敏感區(qū)域使用可大幅降低土壤污染修復成本。在實際的工作中，以水泥作為固化穩(wěn)定劑的情況最為常見，在未來的發(fā)展過程中，工作重點應放在固化技術研究以及新型穩(wěn)定性好的修復材料的研制方面。

（2）氧化還原技術。氧化還原技術是向土壤中投入氧化劑或還原劑，使其與污染物發(fā)生化學反應，以此來實現土壤修復。通常情況下，當土壤和地下水同時被污染時，采取氧化法能夠起到較好的修復效果，而還原法通常作用于敏感的有機污染物。從現實情況來看，采用這一技術還存在氧化劑鈍化、聚合失效等問題，需要做好新型氧化劑開發(fā)及表面激活的相關研究。

（3）電動修復。電動修復是在電動化學和電動力學的聯合作用下，將污染物驅動到電極區(qū)，進而對其集中處理或分離[5]。這一技術優(yōu)點為效率高，且造價較低，在小范圍的粘質土中得到了很好的應用，對于多種重金屬污染的土壤以及可溶性有機物土壤的修復工作有著較好的效果，但在對不溶性有機物進行處理時，需要采取化學增容的方式，容易導致二次污染。

3 土壤修復技術選擇

3.1 修復方式選擇

從風險控制來考慮，從“污染物—暴露途徑—受體”來思考使用何種方式。通常，采用中斷暴露途徑的方式花費金額較少，所花費時間也短，在技術方面沒什么難度，而采用修復技術則具有一定難度，花費時間也較長，且成本較高，如因外界條件不利于直接阻斷會選擇使用修復技術的方法。然而，考慮當前政策、法規(guī)、規(guī)劃、環(huán)境等方面，大多會選擇針對污染物的修復技術。

3.2 處置地點確定

從處置地點來看，可分為原位修復技術和異位修復技術兩種[6]。在選擇使用何種技術方式時，需認真考慮以下方面：（1）具體地質環(huán)境；（2）污染程度；（3）是否能在規(guī)定時間內完成修復；（4）和工程相關的設施是否完備。

3.3 修復技術選取

選擇何種技術直接關系到是否能夠順利修復工程，且能直接影響修復時間和修復金額。在充分考慮土壤修復技術的同時，還要密切結合具體項目的社會經濟狀況和修復技術的可行性，才能將污染土壤項目方案做到細致入微，有效避免二次污染的發(fā)生。結合具體土質的不同，選擇適合的土壤修復技術，因此，使用何種修復技術，需從實施效果，是否具有可操作性，是否被大眾所接受等幾點來思考，以取得最大的經濟效益和社會效益。

（1）技術有效性。技術有效性主要是指采用這一技術能有效解決土壤污染問題，包括污染物毒性、遷移性、濃度/量的降低或減弱。然而，在對土壤進行治理時，其有效性除了和技術條件有一定影響外，也和具體環(huán)境有一定關系，因此，在選擇使用何種修復技術時需充分考慮以下因素：污染土壤環(huán)境條件、污染物的源頭和危害性、土壤的金屬離子濃度、土壤的化學和物理性質、受污染土質的有效期等等，密切結合污染因素成因和污染物組成制定符合項目實際的修復方案。

（2）修復工程周期。修復工程周期也是影響選擇何種修復技術的一個原因，如果各方面投入相同，應利用工期較短的修復技術來進行，以縮短受體在外面的暴露時間。而一旦修復時間比較長，則極有可能會造成污染物轉移，污染范圍進一步擴展，使污染情況更加嚴重，以至于影響到修復效果。

結語

城市土壤污染不僅是一項技術問題，同時也是一項社會問題，保障社會發(fā)展質量，使人與自然能夠和諧相處，已經成為了社會發(fā)展的共識。然而，在一些城市，因城市的加速建設帶來的土壤污染問題依然嚴峻。因此，城市在發(fā)展過程中一定要轉變思路，重視對于土壤污染修復技術的研究，全面提升土壤利用效率，為人類生產和生活創(chuàng)造良好的環(huán)境。