土壤污染修復(fù)技術(shù)及土壤生態(tài)保護策略

何車輪 郭 蘭

（黃岡市生態(tài)環(huán)境局黃梅縣分局 湖北黃岡 435500）

引言

當(dāng)土壤當(dāng)中含有的有害物質(zhì)過多，已經(jīng)超過其自凈能力，便會引發(fā)土壤組成、結(jié)構(gòu)以及功能上的變化，使微生活活動受到抑制，各種有害物質(zhì)及其分解產(chǎn)物在土壤中積累，通過“土壤→植物→人體”或“土壤→水→人體”被人體吸收，危害人類健康。新時期，如何對土壤污染修復(fù)技術(shù)加以科學(xué)研發(fā)與推廣，促進我國土壤生態(tài)保護事業(yè)的優(yōu)化發(fā)展，值得深思。

1 土壤污染修復(fù)技術(shù)

1.1 物理修復(fù)

1.1.1 客土與換土法

客土修復(fù)技術(shù)主要是針對污染程度較輕的土壤所應(yīng)用的一種處理方法，是在土壤當(dāng)中摻入潔凈土壤，從而達(dá)到修復(fù)的目的。而換土技術(shù)則是通過未被污染的土壤替換污染土壤。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，客土法與換土法土壤修復(fù)能力較低的劣勢逐漸顯現(xiàn)，在土壤污染修復(fù)實踐中的應(yīng)用情況也越來越少。

1.1.2 電動修復(fù)技術(shù)

該技術(shù)主要是以電泳或者電場作用之下的電遷移為基礎(chǔ)，將鉻離子、鋅離子、鉛離子等重金屬離子和無機鹽由土壤內(nèi)傳送至電極，并對重金屬淤泥進行定期處理。與其他原位處理方式不同，電動修復(fù)技術(shù)可以依靠低導(dǎo)電率實現(xiàn)對細(xì)微顆粒土壤中重金屬的去除，不會對土壤自然結(jié)構(gòu)形成破壞，而且修復(fù)范圍較廣、操作過程簡單靈活，優(yōu)勢明顯。然而，其缺點主要體現(xiàn)在所需能源消耗較高、較易發(fā)生極化、受酸堿度影響較大等，影響修復(fù)效率。目前，對于電動修復(fù)技術(shù)應(yīng)用還在持續(xù)研究和完善之中。為了提高電動修復(fù)技術(shù)的實際作用效果，一般會選用絡(luò)合劑、無機酸、有機酸以及表面活性劑等作為強化劑，以緩解其“聚焦”效應(yīng)。

1.2 化學(xué)修復(fù)

1.2.1 土壤淋洗技術(shù)

該技術(shù)是對污染土壤和化學(xué)洗滌劑進行混合，依靠溶劑的解吸、溶解、螯合以及固化等化學(xué)作用對污染物進行分離，從而實現(xiàn)重金屬的分離與回收，達(dá)到修復(fù)污染土壤的目的。采用土壤淋洗技術(shù)的過程中，無論使用何種淋洗劑，土壤肥力都會呈現(xiàn)出一定程度的下降。相比之下，酸性淋洗劑可以呈現(xiàn)出更高的淋洗效率，但其破壞力更強，會改變土壤性質(zhì)。因此，目前采用生物表面活性劑與有機酸替代了對酸性淋洗劑的應(yīng)用，其土壤破壞性相對較小。

土壤淋洗技術(shù)比較容易引發(fā)二次污染，而且淋洗劑價格昂貴，在我國的實際應(yīng)用范圍較小，主要用在重金屬污染土壤的修復(fù)處理中。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，淋洗技術(shù)也在不斷完善，日后必將朝著更加綠色化的方向改進。倘若將其與其他修復(fù)方式進行組合應(yīng)用，能夠有利于促進污染土壤修復(fù)效果的提升。

1.2.2 原位固化/穩(wěn)定化技術(shù)

原位固化/穩(wěn)定化技術(shù)是土壤污染治理領(lǐng)域較為成熟的一種技術(shù)，可以在不搬移土層的前提下，依靠機械力向土壤中混入固化劑和穩(wěn)定化劑，與污染物形成充分融合，經(jīng)過一定物理與化學(xué)作用，使污染介質(zhì)被封固于固態(tài)材料當(dāng)中，或是將污染物轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的形態(tài)，促進污染物在環(huán)境當(dāng)中的擴散與遷移。然而，該修復(fù)技術(shù)需要應(yīng)用的藥劑量相對較大，而且對復(fù)合污染土壤所能呈現(xiàn)的整體修復(fù)性較低。這是由于土壤酸堿度會影響到所殘留重金屬的生物有效性，還可能引發(fā)二次污染。

1.3 生物修復(fù)

1.3.1 原位生物修復(fù)

此項技術(shù)通常應(yīng)用于亞表層土壤的修復(fù)處理中，其作用機理在于將某種有機營養(yǎng)物質(zhì)摻入到污染土壤當(dāng)中，亦或是對污染土壤含氧量進行控制，從而實現(xiàn)土壤內(nèi)有害物質(zhì)分離的一種方法。通常情況下，污染土壤范圍較廣，無論采用何種修復(fù)方法，都將耗費大量人力、物力和財力。基于此，目前主要應(yīng)用生物通氣法、土耕法等修復(fù)污染土壤中的原微生物。其中，土耕法具有更強的經(jīng)濟性，而且操作簡便、見效快，不會引發(fā)嚴(yán)重的二次污染。但此方法仍然存在一定缺陷，比如污染物會在土壤當(dāng)中依靠多種途徑進行傳播與分散，而且需要的處理周期較長。

1.3.2 植物修復(fù)技術(shù)

（1）植物提取。該處理方法是在土壤污染區(qū)域大量種植金屬超積累植物，從而高效吸收土壤中殘留的金屬污染物。通過對該種植物的反復(fù)多次種植，去除土壤中賦存的重金屬污染物；

（2）植物揮發(fā)。該處理方法是利用土壤中生長植物的根部吸收各類有害物質(zhì)，并依靠植物生長過程的作用，使污染土壤中有毒物質(zhì)被轉(zhuǎn)化成為氣態(tài)形式，最終揮發(fā)至自然界，以此降低土壤的整體污染程度；

（3）植物固定。該種方法是針對污染程度較輕或結(jié)構(gòu)比較簡單的污染土壤進行處理，效果較為顯著。它是對微生物和植物作用的有機融合，達(dá)到修復(fù)土壤的目的。然而，植物固定處理所需修復(fù)周期過長，通常需要3-5 年才能獲得預(yù)期修復(fù)效果。

圖1 植物修復(fù)技術(shù)

2 土壤生態(tài)保護及污染管理策略

2.1 加強土壤質(zhì)量普查

我國幅員遼闊，土壤資源十分豐富，且類型復(fù)雜多樣，其利用方式、投入水平、管理模式的不同都會對土壤質(zhì)量形成直接影響。然而，全國土壤普查頻率較低，以往所獲土壤環(huán)境質(zhì)量信息較少，而且已經(jīng)很難滿足目前的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求。倘若沒能全面摸清全國各地土壤質(zhì)量的具體情況，對質(zhì)量不同的土壤實施農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)，就無法充分確保農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全。所以，要在全國范圍內(nèi)積極推動土壤質(zhì)量調(diào)查，為土壤生態(tài)保護與污染治理形成良好的數(shù)據(jù)支撐。

2.2 建立健全土壤整治規(guī)劃

要充分依靠土壤環(huán)境質(zhì)量檢查和評價結(jié)果，完善土地修復(fù)與保護計劃，其內(nèi)容應(yīng)包括農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地建設(shè)、結(jié)構(gòu)布局、污染防治以及污染土壤修復(fù)等，加大污染土壤整治和修復(fù)方面的資金投入。此外，要強化環(huán)保法律建設(shè)，完善相關(guān)管理機制，制定出更加嚴(yán)格的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。以國家現(xiàn)行環(huán)保法規(guī)為基礎(chǔ)，結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r制定出區(qū)域性法規(guī)。在對農(nóng)業(yè)、農(nóng)村面源污染進行治理的過程中，應(yīng)該將重點放在制定科學(xué)的土壤質(zhì)量保護條款上，在廣大農(nóng)村地區(qū)積極建設(shè)集中居住區(qū)、污染物集中處理區(qū)域，合理應(yīng)用化肥，推廣綠色農(nóng)藥和精準(zhǔn)施肥技術(shù)。

2.3 推動土壤和環(huán)境質(zhì)量宣傳、科普工作

農(nóng)田土壤質(zhì)量的持續(xù)惡化，會對我國農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)形成嚴(yán)重影響，威脅生物多樣性、人體健康、社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，也必然會影響到中國農(nóng)業(yè)在全球范圍的地位。所以，土壤環(huán)境質(zhì)量的安全與健康是保障我國農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的前提，也是促進社會協(xié)調(diào)發(fā)展的根本。相關(guān)部門要積極組織開展與土壤、環(huán)境質(zhì)量相關(guān)的宣傳和科普活動，使國民明確“凈土”、“潔食”、“健康”、“穩(wěn)定”以及“可持續(xù)發(fā)展”之間的關(guān)系。各級政府應(yīng)該充分明確土壤污染治理問題的緊迫性，將其與沙塵暴、水土流失治理活動放在同等重要的位置。

2.4 優(yōu)化城市土壤整治、管理與可持續(xù)利用

近些年來，隨著我國工業(yè)化與城鎮(zhèn)化發(fā)展進程的加快，越來越多污染問題呈現(xiàn)在我們面前，給城市生態(tài)與民眾健康帶來威脅。然而，全球范圍對于城市土壤的研究還處在初級階段，相關(guān)研究主要集中于重金屬污染治理技術(shù)。所以必須加強對重金屬污染問題的研究，將風(fēng)險評價結(jié)果作為基礎(chǔ)，切實制定土壤污染治理規(guī)劃，合理選擇修復(fù)技術(shù)，構(gòu)建起污染修復(fù)檔案庫。此外，要革新以往落后的土地管理理念，促進土地利用實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和綠色發(fā)展。

2.5 強化污染土壤修復(fù)技術(shù)科研力度

對于大面積污染土壤，必須要應(yīng)用高效的修復(fù)技術(shù)進行處理，并針對環(huán)境技術(shù)相關(guān)的理論進行深入研究，比如土壤污染形成機制、持久性微量毒物生態(tài)毒理、污染土壤環(huán)境生物修復(fù)等，從而促進土壤質(zhì)量水平的持續(xù)提升。此外，可以將生態(tài)環(huán)境資本損失計入到生產(chǎn)成本當(dāng)中，通過綠色GDP 指標(biāo)對地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展進行衡量與考核。

與部分發(fā)達(dá)國家相比，我國有關(guān)土壤污染修復(fù)技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用還較為落后，而且絕大多數(shù)研究仍然停留于實驗層面。對于土壤污染治理，還未形成一套具有我國特色，并且行之有效的技術(shù)體系。因此，必須強化科研投入，促進相關(guān)學(xué)科的國際合作，深入開展污染土壤修復(fù)理論和技術(shù)研究，逐步構(gòu)建起貼合我國國情的技術(shù)體系。此外，要加快科研成果的轉(zhuǎn)化效率，快速獲得生產(chǎn)力，為污染土壤修復(fù)等環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展形成助力。

結(jié)語

總而言之，土壤污染修復(fù)技術(shù)的研發(fā)與推廣對于優(yōu)化土壤環(huán)境具有非常重要的作用，能夠有效改善人類居住環(huán)境，推動各行業(yè)發(fā)展。要通過對多種土壤生態(tài)保護策略的綜合利用促進我國環(huán)保事業(yè)的整體優(yōu)化發(fā)展，為國家經(jīng)濟建設(shè)注入源源不斷的活力。