污染土壤修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展

徐志剛

（賓縣國(guó)有土地利用中心，黑龍江 賓縣 150400）

0 引言

近年來，我國(guó)土壤污染問題加重，對(duì)工業(yè)和農(nóng)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了較大的阻礙。土壤污染問題也嚴(yán)重威脅到食品安全?；诖?，土壤修復(fù)技術(shù)成為了社會(huì)發(fā)展中的重要課題。隨著各國(guó)對(duì)土壤修復(fù)技術(shù)的重視，土壤修復(fù)技術(shù)取得了較快的發(fā)展。然而，在實(shí)際的土壤治理工作中，各地環(huán)境及污染土壤類型存在差異，要求人們?cè)谶M(jìn)行土壤修復(fù)時(shí)，應(yīng)與當(dāng)?shù)鼐唧w情況相結(jié)合，選擇合適的土壤修復(fù)技術(shù)，并采取有效措施全面提高土壤質(zhì)量，確保充分發(fā)揮出土壤的功能。

1 我國(guó)土壤污染現(xiàn)狀分析

當(dāng)前，我國(guó)土壤污染情況十分嚴(yán)峻，且呈現(xiàn)出污染面積大、污染程度嚴(yán)重等特點(diǎn)。全國(guó)土壤環(huán)境狀況總體上不容樂觀，部分地區(qū)土壤污染較重，尤其是工礦業(yè)廢棄物造成的土壤質(zhì)量問題日漸突出。土壤污染物類型主要包括無機(jī)污染物、有機(jī)污染物和復(fù)合型污染物，其中以無機(jī)物污染物為主，有機(jī)物污染物次之，復(fù)合型污染所占比重較小。土壤污染成因各異，造成的危害也較大。其中，農(nóng)藥和多環(huán)芳香烴（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，PAHs）污染會(huì)破壞大面積土地，而且農(nóng)藥污染占比較大。隨著石油開采量的增加，石油煉化也引起了嚴(yán)重的土地污染。當(dāng)前，重金屬污染現(xiàn)象也較為常見，不僅對(duì)土地使用帶來較大的影響，還會(huì)威脅到人體的健康。加之土壤酸化、土壤侵蝕等因素，導(dǎo)致土壤出現(xiàn)干裂及肥力下降等問題，嚴(yán)重影響土壤的使用率。從污染分布情況來看，南方土壤污染普遍重于北方，特別是長(zhǎng)江三角洲、珠江三角洲等區(qū)域的土壤污染問題十分突出，其中長(zhǎng)江三角洲區(qū)域至少10%的土壤基本喪失了生產(chǎn)力，而且普遍存在鎘、汞、鉛、砷等重金屬污染。華南地區(qū)部分城市約有50%的耕地受鎘、砷、汞等重金屬和石油類有機(jī)物污染。據(jù)《全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》，我國(guó)耕地超標(biāo)率為19.4%，中度和重度污染點(diǎn)位比例共占 2.9%。

2 土壤修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展

2.1 物理修復(fù)技術(shù)

物理修復(fù)技術(shù)主要是指采用物理技術(shù)手段將土壤中有害物質(zhì)有效地分離出來，并將其轉(zhuǎn)化為無毒或是低毒的物質(zhì)。在大部分被污染的土壤中，物理修復(fù)技術(shù)具有較好的適用性，土壤恢復(fù)效果較好，實(shí)用性較強(qiáng)。但這種技術(shù)在使用過程中需要消耗大量的人力、物力，而且會(huì)降低土壤肥沃程度。因此，在實(shí)際的土壤修復(fù)過程中，往往只針對(duì)污染較高的小區(qū)域應(yīng)用物理修復(fù)技術(shù)。在物理修復(fù)技術(shù)應(yīng)用過程中，技術(shù)人員可以采取物理工程措施，也可以采用土壤熱處理技術(shù)、玻璃化技術(shù)等。

2.1.1 物理工程措施。當(dāng)土壤中含有高濃度的有機(jī)污染物時(shí)，可以采取物理工程措施對(duì)土壤中的污染物進(jìn)行處理，恢復(fù)土壤功能。如可以采用翻土法，通過深翻已被破壞的土壤，將表層污染的土壤翻到地下深處，使污染物自行稀釋，翻到上面沒被污染的土壤能夠繼續(xù)使用。對(duì)于一些污染嚴(yán)重的土壤，修復(fù)時(shí)宜采用客土法和換土法。客土法是將干凈的土壤混入污染嚴(yán)重的土壤中，以此改善土壤的情況；換土法則是用干凈土壤替換掉被污染的土壤，確保土地的正常利用。

2.1.2 土壤熱處理技術(shù)。土壤熱處理技術(shù)是通過加熱被污染的土壤，促進(jìn)土壤中污染物揮發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)土壤狀況的改善。土壤熱處理技術(shù)以高溫?zé)崽幚砗偷蜏責(zé)崽幚韮煞N方式為主，具體可以通過電力加熱、旋轉(zhuǎn)爐、流體化床、紅外線、無氧熱分解、超臨界水氧化法及地?zé)岬确绞綄?duì)污染土壤進(jìn)行加熱，使存在土壤中的污染物在高溫作用下?lián)]發(fā)出來，或是成為玻璃體、結(jié)晶等固化物。然而，土壤熱處理技術(shù)只能去除土壤中的農(nóng)藥和有機(jī)污染物，對(duì)重金屬污染物和腐蝕性污染物去除率不高。因此，技術(shù)人員要根據(jù)土壤的實(shí)際污染情況來確定采用何種技術(shù)類型。

2.1.3 玻璃化修復(fù)技術(shù)。玻璃化修復(fù)技術(shù)是利用熱能將固態(tài)污染物融化，使其在高溫作用下呈現(xiàn)出玻璃狀。在玻璃化修復(fù)技術(shù)的具體應(yīng)用中，通過在被污染的土壤中插入電極，將土壤固體污染物加熱至2 000 ℃的高溫，在高溫作用下促進(jìn)有機(jī)污染物和部分無機(jī)污染物揮發(fā)，使其從土壤中去除。融化物冷卻后形成玻璃體，可以有效包裹住無機(jī)污染物，使其失去遷移性。在應(yīng)用玻璃化修復(fù)技術(shù)時(shí)，需要有效控制固態(tài)污染物中的有機(jī)物及揮發(fā)性的重金屬，并對(duì)玻璃化后的殘?jiān)M(jìn)行處理，避免發(fā)生二次污染。

2.2 化學(xué)修復(fù)技術(shù)

2.2.1 化學(xué)淋洗技術(shù)?；瘜W(xué)淋洗技術(shù)是使用化學(xué)物質(zhì)對(duì)土壤中污染物進(jìn)行溶解和移除。具體是借助于水力壓強(qiáng)或重力將化學(xué)藥劑注入被污染的土壤層中，改變污染物的化學(xué)性能，并將其從土層中抽取出來。應(yīng)用化學(xué)淋洗技術(shù)時(shí)不需要對(duì)土壤進(jìn)行開挖和運(yùn)輸，能夠更簡(jiǎn)便地去除土壤中的污染物。

2.2.2 溶劑浸提技術(shù)。溶劑浸提技術(shù)是利用溶劑將有害化學(xué)物質(zhì)從污染土壤中提取或去除的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)受污染土壤的無害化處理或是剝離處理。在實(shí)際剝離過程中，宜結(jié)合土壤和污染物的性質(zhì)，將土壤長(zhǎng)時(shí)間浸泡在化學(xué)溶劑中。通過充分浸泡和提取，將污染物集中去除。利用溶劑提取技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的完全回收，能夠快速清除土壤中的污染物，確保土壤恢復(fù)正常性能。

2.2.3 電動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)。電動(dòng)力學(xué)修復(fù)是借助電化學(xué)和電動(dòng)力學(xué)的協(xié)同作用，通過在電極首尾進(jìn)行污染物收集，將土壤中有害物質(zhì)去除。在具體應(yīng)用時(shí)，該技術(shù)不需要挖掘污染地受污染的土壤，不會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)赝翆釉斐善茐模幚硭栀Y金不高，可以在更多的領(lǐng)域適用。應(yīng)用電動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)時(shí)，由于不會(huì)對(duì)原始生態(tài)環(huán)境帶來損害，與可持續(xù)發(fā)展理念相符合，在恢復(fù)土壤有效性的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生態(tài)環(huán)境的有效保護(hù)。但這種方法具有較高的浸透性，針對(duì)非導(dǎo)電性污染土壤的具體處理效果不明顯。

2.3 生物修復(fù)技術(shù)

生物修復(fù)技術(shù)以微生物修復(fù)、植物修復(fù)和動(dòng)物修復(fù)3種類型為主，具有應(yīng)用成本低、無二次污染的特點(diǎn)，在量大面廣的污染土壤修復(fù)中更具適用性，但應(yīng)用過程中存在見效慢、受污染濃度和土壤等環(huán)境因素限制的問題。土壤治理中的微生物修復(fù)技術(shù)應(yīng)用已有幾十年，國(guó)外針對(duì)微生物修復(fù)技術(shù)的研究取得了較好的成效，并將其用于去除土壤中的油和其他有機(jī)污染物。

在應(yīng)用微生物修復(fù)技術(shù)時(shí)，主要是借助生物降解法，在降解污染物，同時(shí)為被污染區(qū)域的土壤提供養(yǎng)分，增強(qiáng)土壤環(huán)境中空氣的流通。但微生物修復(fù)技術(shù)在處理受污染土壤時(shí)仍具有一定的局限性。微生物無法對(duì)所有進(jìn)入環(huán)境的污染物進(jìn)行分解，特別是對(duì)于一些重金屬及其化合物，微生物則無法發(fā)揮作用。因此，在具體應(yīng)用微生物處理時(shí)，需要詳細(xì)檢查污染區(qū)域的情況和污染物的類型。

在土壤重金屬污染修復(fù)方面，植物修復(fù)技術(shù)應(yīng)用十分廣泛，即利用綠色植物對(duì)土壤中的重金屬進(jìn)行吸收和轉(zhuǎn)移。這種修復(fù)技術(shù)成本低，不會(huì)對(duì)土壤結(jié)構(gòu)和肥力帶來破壞，能夠有效改善生態(tài)環(huán)境。在具體應(yīng)用植物修復(fù)技術(shù)時(shí)，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)匚廴就寥赖奶匦?，選擇抗逆性強(qiáng)、耐瘠薄、抗干旱的優(yōu)良鄉(xiāng)土灌木植物。選擇植物種類時(shí)，不僅應(yīng)著眼于其近期表現(xiàn)，還要兼顧長(zhǎng)期優(yōu)勢(shì)。

動(dòng)物修復(fù)是借助于土壤中的動(dòng)物群直接或間接修復(fù)土壤。具體應(yīng)用中，可以在土壤中飼養(yǎng)蚯蚓和線蟲等動(dòng)物，達(dá)到間接改善土質(zhì)的作用。

3 優(yōu)化與完善土壤修復(fù)的具體措施

3.1 確定土壤修復(fù)目標(biāo)

針對(duì)輕度污染的土壤，可以通過修復(fù)，使其轉(zhuǎn)化為農(nóng)田，確保各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。對(duì)于中度污染的土壤，修復(fù)工作開展時(shí)則要以該地區(qū)土壤能夠滿足植被基本生長(zhǎng)為目的，同時(shí)要兼具能源和觀賞價(jià)值，提高土地治理的綜合效益。對(duì)于重度污染的土壤，通過修復(fù)降低土壤中的金屬含量，使其具備植被種植的可行性。

3.2 完善土壤修復(fù)方案

為保證土壤修復(fù)成效，相關(guān)部門開展土壤修復(fù)前需要制訂科學(xué)完善的土壤修復(fù)方案。為此，需要先明確土壤污染類型，并充分考慮土壤污染的滲透作用，盡量實(shí)現(xiàn)對(duì)水土污染的共同治理，確保達(dá)到較好的修復(fù)效果。在實(shí)際土壤修復(fù)工作開展過程中，部分地區(qū)存在易污染和難治理的特點(diǎn)，在具體制訂修復(fù)方案時(shí)，需要結(jié)合不同土壤污染類別、土壤修復(fù)目的，以及土壤污染的程度制訂科學(xué)合理的修復(fù)方案。例如，針對(duì)土壤污染嚴(yán)重的地區(qū)，可以將整個(gè)修復(fù)過程劃分為調(diào)理減弱和恢復(fù)增效兩個(gè)階段。在調(diào)理減弱階段，明確被污染區(qū)域中的污染成分，并采用物理手段和化學(xué)手段對(duì)土壤進(jìn)行改良處理，并合理運(yùn)用修復(fù)技術(shù)，清理污染區(qū)域內(nèi)的有毒物質(zhì)，降低污染區(qū)域內(nèi)土壤的污染程度。在恢復(fù)增效階段，可以通過提高污染區(qū)域內(nèi)植被的覆蓋率來優(yōu)化土壤結(jié)構(gòu)和土壤性質(zhì)，進(jìn)一步提高土壤修復(fù)工作的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益。

3.3 加強(qiáng)土壤污染源頭防治

為保證修復(fù)質(zhì)量，加強(qiáng)土壤污染源頭的防治尤為重要。為此，相關(guān)部門需要從源頭對(duì)土壤污染問題進(jìn)行有效防控，采取預(yù)防為主、防治結(jié)合的策略，避免有害物質(zhì)進(jìn)入土壤。在實(shí)際工作中，需要將調(diào)查和監(jiān)測(cè)等方法相結(jié)合，掌握土壤污染的具體情況，明確污染物來源，根據(jù)具體情況有效控制廢水、廢渣、廢氣的排放。第一，嚴(yán)禁沒有經(jīng)過處理的污水灌溉農(nóng)田，不使用毒性大和殘留時(shí)間長(zhǎng)的農(nóng)藥，嚴(yán)禁在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用有機(jī)氯農(nóng)藥，并注意盡量采取生物病蟲害防治方法。第二，要加大對(duì)農(nóng)用地和建筑用地污染風(fēng)險(xiǎn)的管控力度，嚴(yán)格控制工業(yè)生產(chǎn)中三廢排放。通過多措并舉從源頭上做好土壤污染的防治工作，有效降低土壤的污染程度。

3.4 加強(qiáng)土壤修復(fù)技術(shù)的研究

加強(qiáng)土壤修復(fù)技術(shù)研究不僅是保證土壤修復(fù)成效的重要基礎(chǔ)，也是解決當(dāng)前土壤污染的重要途徑。因此，在實(shí)際工作中，相關(guān)部門需要加大對(duì)土壤修復(fù)技術(shù)的研究力度，積極借鑒國(guó)外的成功經(jīng)驗(yàn)，重視先進(jìn)設(shè)備的引進(jìn)，并結(jié)合當(dāng)前我國(guó)實(shí)際國(guó)情和土壤的具體條件，研究具有較強(qiáng)適用性、成本低及無二次污染的土壤修復(fù)技術(shù)。在實(shí)際土壤修復(fù)技術(shù)研究過程中，還要重視理論向?qū)嵺`的轉(zhuǎn)化，積極促進(jìn)研究成果在實(shí)踐中的運(yùn)用。

3.5 加大監(jiān)管力度

土壤污染修復(fù)問題需要全社會(huì)的共同努力，針對(duì)當(dāng)前土壤污染嚴(yán)峻的情況，國(guó)家落實(shí)了一系列的政策限制污染源排放，其中監(jiān)察重點(diǎn)排污企業(yè)是土壤污染治理工作中較為重要的環(huán)節(jié)，需要相關(guān)部門深入企業(yè)內(nèi)部，通過現(xiàn)場(chǎng)勘探，查明其污染風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，這對(duì)后續(xù)土壤污染治理和土壤污染修復(fù)工作的開展有重要意義。各相關(guān)企業(yè)也需要開展環(huán)境資源調(diào)查工作，加大自身監(jiān)管力度，落實(shí)好土壤環(huán)境污染單位法定義務(wù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的有效管控，為生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。另外，我國(guó)也應(yīng)通過構(gòu)建數(shù)字化治理平臺(tái)，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)生態(tài)環(huán)境指標(biāo)，提升生態(tài)治理的現(xiàn)代化水平。

4 結(jié)語

我國(guó)土壤污染修復(fù)技術(shù)的研究起步較晚，但當(dāng)前也取得了較好的成效。在實(shí)際土地管理過程中，相關(guān)負(fù)責(zé)人需要重視對(duì)土壤修復(fù)技術(shù)的創(chuàng)新，并結(jié)合當(dāng)?shù)赝寥篮铜h(huán)境的具體情況，選擇適宜的土壤修復(fù)技術(shù)，確保達(dá)到較好的修復(fù)效果。在污染土壤修復(fù)工作的實(shí)際開展過程中，也需要重視綠色、安全和經(jīng)濟(jì)的生物修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用，并合理應(yīng)用多技術(shù)的組合來提升修復(fù)的有效性。在實(shí)際修復(fù)被污染土壤時(shí)，也要考慮到地下水污染問題，實(shí)現(xiàn)土壤和地下水的聯(lián)合修復(fù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生態(tài)環(huán)境的有效保護(hù)。