基于生態(tài)平衡的污染場地土壤修復(fù)措施分析

徐 超

（山西交控生態(tài)環(huán)境股份有限公司，山西 太原 030006）

引言

眾所周知，土壤本身具備良好的自凈以及自我修復(fù)能力，但這種能力是具有一定極限性，而且其自凈和修復(fù)都需要一個(gè)持續(xù)的過程才能實(shí)現(xiàn)。一旦在土壤應(yīng)用過程中，不注重土壤環(huán)境的保護(hù)，肆意破壞，就會導(dǎo)致土壤自我修復(fù)速度無法與破壞速度保持平衡，造成土壤污染問題不斷加劇，從而也對食品安全以及人體健康造成了直接影響，鑒于上述情況，國家相關(guān)部門必須要予以重視，并要采取科學(xué)合理的技術(shù)，對土壤污染進(jìn)行修復(fù)，以提高土壤環(huán)境質(zhì)量。

1 形成污染場地土壤的主要原因

第一，隨著環(huán)境污染的日益嚴(yán)峻，也加劇了土壤污染，這在影響生態(tài)平衡的同時(shí)，也對人體健康產(chǎn)生了一定的威脅。第二，不合理的工業(yè)排放以及污染處理，造成了嚴(yán)重的土壤污染問題。與此同時(shí)，由于相關(guān)部門疏于管理，從而導(dǎo)致污染場地土壤的形成。第三，缺乏對環(huán)境監(jiān)管工作的重視，導(dǎo)致管理過于隨意、缺乏明確目標(biāo)。第四，資金缺乏也是污染場地土壤形成的重要原因之一，要想對污染場地土壤進(jìn)行修復(fù)，往往需要投入較高的資金。與此同時(shí)，由于土壤污染具有滯后性，只有足量的資金支撐，才能確保土壤修復(fù)工作的正常開展，但目前很多地區(qū)都無法滿足這一條件。第五，相關(guān)部門未能進(jìn)行明確規(guī)劃，土壤數(shù)據(jù)庫當(dāng)中的資料信息不夠完善，導(dǎo)致土壤污染修復(fù)工作無據(jù)可依，無法進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，以上都是形成污染土地土壤的主要原因[1]。

2 土壤污染特征

2.1 危害性

在土壤出現(xiàn)污染問題以后，還對經(jīng)濟(jì)造成一定的影響，例如，一旦發(fā)生重金屬污染，就會造成嚴(yán)重的糧食減產(chǎn)現(xiàn)象，尤其是在各種放射性污染、有機(jī)污染物以及化學(xué)污染等，造成的經(jīng)濟(jì)損失往往是難以估量的，由于土壤污染問題的存在，不僅會降低食品質(zhì)量，同時(shí)也會造成蔬菜糧食產(chǎn)量降低。目前，我國很多區(qū)域在農(nóng)作物生產(chǎn)方面都出現(xiàn)了污染物含量超標(biāo)的情況，這會對人們的身體健康產(chǎn)生極大的威脅。而污染物是不能被機(jī)體順利吸收或排出的，經(jīng)常會在動植物，乃至人體當(dāng)中沉積，導(dǎo)致各種疾病甚至是癌癥發(fā)生概率的不斷提高。重金屬作為一種常見的化學(xué)物質(zhì)，隨著其在土壤當(dāng)中的不斷累積，一旦達(dá)到容量上限就會開始釋放，從而對動物、人類以及環(huán)境等造成嚴(yán)重?fù)p害。

2.2 污染來源

能夠造成土壤污染問題的原因有很多，如，污水灌溉、空氣污染以及各種化學(xué)物質(zhì)的使用等等，來源十分廣泛。此外，城市當(dāng)中的開展的工業(yè)生產(chǎn)活動以及日益提升的汽車保有量，也會對周圍土壤造成一定的污染問題。通常大氣當(dāng)中的污染物，會通過自然沉積或者是雨雪附著的方式進(jìn)入土壤。與此同時(shí)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，化肥、農(nóng)藥等的不合理應(yīng)用，也會將各種重金屬具體如汞、鉻、鉛等排入土壤，對土壤造成嚴(yán)重危害。目前，我國城市污水主要經(jīng)過相應(yīng)方法處理以后用于景觀灌溉或者是農(nóng)田灌溉，但隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，污染物質(zhì)的復(fù)雜程度也在逐漸提升，很多污染物并不能得到有效的處理，如果其排放到土壤當(dāng)中，就會加劇土壤污染危害[2]。

3 污染場地土壤修復(fù)現(xiàn)狀

近年來，隨著我國城市化以及工業(yè)化進(jìn)程的日益加快，加之經(jīng)濟(jì)發(fā)展一直以來都在延續(xù)粗放化的道路，雖然在噪音、水、大氣等方面都強(qiáng)化了監(jiān)督與管理，但在污染場地監(jiān)管方面卻不夠積極和主動。特別是在新一輪的城市發(fā)展規(guī)劃和布局調(diào)整當(dāng)中，土地應(yīng)用類型發(fā)生改變，由此也暴露出嚴(yán)重的土壤污染問題，大量企業(yè)搬遷以及土地應(yīng)用性質(zhì)發(fā)生變化之后，相關(guān)部門在開展土壤污染防治以及監(jiān)督管理工作的過程中，均缺乏有效措施，加之污染場地土壤修復(fù)工作成本高昂、難度較大，且時(shí)間跨度較長，若不能及時(shí)的跟進(jìn)日常管理，就會導(dǎo)致在后續(xù)的修復(fù)工作當(dāng)中難度重重。

在對污染場地進(jìn)行修復(fù)的過程中，污染土壤檢測、評估以及調(diào)查等都是至關(guān)重要的內(nèi)容，但就當(dāng)前實(shí)際發(fā)展現(xiàn)狀來看，還沒能夠建立起完善的土壤修復(fù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，加之我國土地資源遼闊，土壤環(huán)境復(fù)雜，若相關(guān)修復(fù)指標(biāo)不夠健全完善，就很難對污染場地土壤修復(fù)程度進(jìn)行精準(zhǔn)判斷，更無法對污染場地修復(fù)效果進(jìn)行評估和檢驗(yàn)，從而對場地土壤污染問題的有效修復(fù)造成不利影響[3]。

“誰污染、誰治理”是《新環(huán)境保護(hù)法》當(dāng)中的重要內(nèi)容，主要就是指誰造成的污染，就由誰來對相應(yīng)費(fèi)用進(jìn)行承擔(dān)，通過這種方式，能夠?qū)ν寥佬迯?fù)的資金難題進(jìn)行有效解決。但在具體實(shí)踐過程中，這一原則卻很難得到有效貫徹和落實(shí)，究竟根本，主要有以下兩方面的原因：第一，未能對修復(fù)責(zé)任主體進(jìn)行明確規(guī)定，在我國現(xiàn)行的很多法律當(dāng)中，都沒有對場地污染應(yīng)由誰負(fù)責(zé)進(jìn)行明確；第二，土壤場地入駐企業(yè)數(shù)量較多，在具體實(shí)踐過程中，很難對具體造成污染的企業(yè)進(jìn)行明確區(qū)分，在企業(yè)搬遷之后，若未能對土壤污染進(jìn)行及時(shí)調(diào)查，會增加責(zé)任主體的確認(rèn)難度，不利于修復(fù)工作的有效開展。

場地土壤污染本身具有隱蔽性高、缺乏均勻性的情況，在這一方面與水體污染存在很大差異，很多情況下，雖然某一個(gè)點(diǎn)出現(xiàn)污染問題較為嚴(yán)重的情況，但周圍區(qū)域卻比一定會有污染問題，還有一種比較復(fù)雜的情況是土壤表層顯示達(dá)標(biāo)，但當(dāng)縱深到一定程度，就會發(fā)現(xiàn)土壤被嚴(yán)重污染。在開展土壤污染修復(fù)工作的過程中，對污染狀況進(jìn)行調(diào)查是一項(xiàng)基礎(chǔ)性的工作，但土壤污染狀況深度和廣度卻不同于其他領(lǐng)域的檢測，基礎(chǔ)性資料和信息的匱乏以及缺乏精準(zhǔn)性，也會使土壤污染后期修復(fù)工作難度增加[4]。

4 基于生態(tài)平衡的污染場地土壤修復(fù)措施

4.1 異位固化/穩(wěn)定化技術(shù)

4.1.1 技術(shù)介紹

在對異位固化/穩(wěn)定化技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的過程中，主要對污染土壤進(jìn)行穩(wěn)定劑或固化劑的應(yīng)用，如，石灰、硅酸鹽以及水泥等，利用這些物質(zhì)的理化作用，能夠?qū)ν寥乐械母鞣N毒害物質(zhì)加以固定，提高其穩(wěn)定性，避免其出現(xiàn)擴(kuò)散和遷移的情況。一般該項(xiàng)技術(shù)主要是在放射物質(zhì)、石棉、重金屬、腐蝕性無機(jī)物、農(nóng)藥、以及多氯聯(lián)苯等污染重應(yīng)用，具有良好的效果，但對于那些揮發(fā)性有機(jī)物往往不適用。向土壤當(dāng)中添加多量的穩(wěn)固劑，將會使土壤產(chǎn)生增容效應(yīng)帶，與此同時(shí)，相應(yīng)的費(fèi)用和成本也會有所提升。穩(wěn)定劑、固化劑的成分以及添加量、污染物構(gòu)成、污染物濃度特征、污染物與土壤結(jié)合程度等直接左右著修復(fù)的效果，尤其是藥劑成分和用量影響最大。當(dāng)然，在具體應(yīng)用時(shí)，這些都需要通過科學(xué)的實(shí)驗(yàn)來確定，而目前，國內(nèi)外對于固化劑的應(yīng)用，一般會將其添加比例控制在20%以下。例如，某企業(yè)在對污染土壤進(jìn)行處理的過程中，采用石灰、水泥8%（石灰與水泥質(zhì)量比為1∶2）、固化劑4%的添加量，在經(jīng)過一段時(shí)間之后，土壤鉛濃度比修復(fù)目標(biāo)值低，由此可見，科學(xué)合理的固化劑添加量，能夠產(chǎn)生良好的土壤修復(fù)效果。異位固化/穩(wěn)定化技術(shù)的處理周期要結(jié)合土壤特性、污染物化學(xué)濃度、污染物化學(xué)性質(zhì)以及處理土壤體積等因素來決定。通常情況下，異位固化/穩(wěn)定化技術(shù)的處理周圍都在3個(gè)～6 個(gè)月之間。而對于修復(fù)成本，除了要考慮固化劑的種類、用量以外，還要對土壤污染物類型以及污染程度進(jìn)行考慮，例如，對于一些場地面積較大的對象，其修復(fù)成本一般能夠達(dá)到90 美元/m3～190 美元/m3。

4.1.2 技術(shù)實(shí)施流程

異位固化/穩(wěn)定化技術(shù)實(shí)施流程：第一，結(jié)合污染物在場地當(dāng)中的空間分布信息落實(shí)土壤挖掘工作；第二，土壤挖出以后，要根據(jù)實(shí)際對各項(xiàng)土壤預(yù)處理措施進(jìn)行應(yīng)用，如水分調(diào)節(jié)、篩除雜質(zhì)以及土壤破碎等；第三，對固化/穩(wěn)定劑進(jìn)行應(yīng)用；第四，落實(shí)混合攪拌及養(yǎng)護(hù)工作；第五，對固化/穩(wěn)定體進(jìn)行監(jiān)測和驗(yàn)收。

4.1.3 技術(shù)維護(hù)與監(jiān)測

異位固化/穩(wěn)定化技術(shù)：第一，土壤挖掘期間，要對圍欄進(jìn)行設(shè)置，開展封閉式作業(yè)，同時(shí)還要對警示標(biāo)志進(jìn)行設(shè)置，對各種地下設(shè)施進(jìn)行規(guī)避；第二，現(xiàn)場的施工人員必須要采取完善的勞動保護(hù)措施；第三，施工期間，要阻止攜帶污染物的泥土進(jìn)入周邊環(huán)境，以免出現(xiàn)二次污染的情況，包括采取措施防止雨水進(jìn)入土壤以及防止降雨沖刷土壤，防止塵土飛揚(yáng)；第四，作好長期監(jiān)測的準(zhǔn)備[5]。

4.2 異位化學(xué)氧化/還原技術(shù)

4.2.1 技術(shù)介紹

在對異位化學(xué)氧化/還原技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的過程中，主要就是將還原劑或者氧化劑加入到污染土壤當(dāng)中，在氧化還原作用之下，可以對土壤污染物產(chǎn)生一定的轉(zhuǎn)化作用，將其變?yōu)闊o毒物質(zhì)或者是少毒物質(zhì)。而常見的氧化劑以及還原劑包括臭氧、過硫酸鹽、二價(jià)鐵等等。在氧化作用之下可以對酚類、苯、甲乙苯、二甲苯、石油烴、農(nóng)藥、多環(huán)芳烴、含氯有機(jī)溶劑進(jìn)行處理，通過還原反應(yīng)，能夠?qū)β却袡C(jī)物以及重金屬類污染物進(jìn)行有效的處理。但該技術(shù)對于重金屬污染以及石油烴污染問題的修復(fù)效果相對較差。土壤污染程度、土壤污染物類型、氧化還原劑的添加量、土壤性質(zhì)等將會對異位化學(xué)氧化/還原技術(shù)應(yīng)用效果產(chǎn)生直接影響，其中，最關(guān)鍵的因素是氧化還原劑的添加量，與此同時(shí)，該因素也會對土壤污染修復(fù)成本產(chǎn)生直接影響。某鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)在對污染場地進(jìn)行治理和修復(fù)的過程中，將多環(huán)芳烴類污染場地土壤與過硫酸鹽和專利活化藥劑進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，在?jīng)過一段時(shí)間的修復(fù)后達(dá)到修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)，其中，藥劑成本占比相對較高，一般能夠達(dá)到總成本投入的40%～50%。與此同時(shí)，該項(xiàng)技術(shù)在處理周期方面容易受到污染物性質(zhì)、反應(yīng)機(jī)理、濃度以及污染污染范圍等因素的影響，一般情況下，異位化學(xué)氧化/還原技術(shù)的處理周期約為3 個(gè)～24 個(gè)月，與此同時(shí)，場地特性、工程規(guī)模以及藥劑影響效果也會在一定程度上影響治理工作的成本。例如，國外很多國家在土壤環(huán)境修復(fù)方面的成本花費(fèi)一般都會達(dá)到200 美元/m3～600 美元/m3，而國內(nèi)治理成本約為500 元/m3～1500 元/m3[6]。

4.2.2 技術(shù)實(shí)施流程

第一，對污染的土壤清挖；第二，將污染土壤進(jìn)行破碎處理，之后再進(jìn)行仔細(xì)篩分，將其中的建筑物和垃圾、雜物等篩除；第三，對藥劑進(jìn)行噴灑；第四，進(jìn)行反復(fù)多次的攪拌，使修復(fù)藥劑能夠和污染土壤進(jìn)行充分的融合，確保修復(fù)藥劑能夠直接、充分接觸污染物目標(biāo)；第五，對土壤反應(yīng)條件進(jìn)行調(diào)節(jié)和監(jiān)測，直至顯示自檢結(jié)果，即目標(biāo)污染物濃度與修復(fù)目標(biāo)相符合；第六，對修復(fù)過的土壤進(jìn)行驗(yàn)收，同時(shí)還要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行科學(xué)合理的處置。

4.2.3 技術(shù)維護(hù)與監(jiān)測

異位化學(xué)氧化/還原技術(shù)維護(hù)與監(jiān)測：第一，在反映實(shí)施過程中，相關(guān)工作人員必須要對污染物濃度變化進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)測，通過這種方式，對反應(yīng)效果進(jìn)行獲取，通過對含水率、pH 值、氧化還原電位、中間產(chǎn)物、殘余藥劑含量等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，并根據(jù)具體的數(shù)據(jù)變化，能夠?qū)Ψ磻?yīng)條件進(jìn)行判斷，同時(shí)也能結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，以確保良好的反應(yīng)效果，直到完成修復(fù)。第二，異位化學(xué)氧化還原技術(shù)，無需過多的工程維護(hù)，例如，在對堿激活過硫酸鹽氧化進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，需要監(jiān)測并維持一定的pH 值，在對厭氧生物化學(xué)還原技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，需要維持特定的含水率，并確保系統(tǒng)的厭氧狀態(tài)，在對氧化劑進(jìn)行應(yīng)用的過程中，應(yīng)結(jié)合氧化劑的性質(zhì)，嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行使用和存儲，以免發(fā)生危險(xiǎn)。第三，同樣要做好長期監(jiān)測的準(zhǔn)備[7]。

4.3 熱脫附技術(shù)

熱脫附技術(shù)在具體應(yīng)用的過程中，主要就是對污染土壤進(jìn)行加熱處理，在溫度達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)之后，通過控制和調(diào)整溫度，使污染物能夠在較短的時(shí)間內(nèi)揮發(fā)，將污染物從土壤顆粒當(dāng)中分離出來，之后再凈化氣態(tài)污染物，將該技術(shù)應(yīng)用于高污染場地有機(jī)污染物土壤修復(fù)工作中具有十分顯著的優(yōu)勢。污染物沸點(diǎn)、污染范圍、污染物濃度以及土壤特性、土壤粒徑分布、土壤中水分含量、土壤質(zhì)地等都是至關(guān)重要的影響因素，將會影響到熱脫附技術(shù)的具體應(yīng)用效果，對于大多數(shù)的有機(jī)物具體如多環(huán)芳烴、含氯有機(jī)物等通過原位熱脫附技術(shù)均可以快速修復(fù)，對于游離狀態(tài)、非水相的、高濃度的重污染土壤區(qū)域，均可對原位熱脫附技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，但該技術(shù)的規(guī)模性應(yīng)用很有可能會導(dǎo)致投入過高，同時(shí)也會增加燃?xì)夂碗娏?yīng)負(fù)荷，需要大量的成本和時(shí)間，從而也限制了該技術(shù)的推廣和普及。異位熱脫附技術(shù)屬于非燃燒技術(shù)，該技術(shù)應(yīng)用具有諸多優(yōu)勢，具體如設(shè)備可移動性強(qiáng)、污染物處理范圍廣等等，在當(dāng)前高濃度有機(jī)物污染土壤修復(fù)工作當(dāng)中應(yīng)用十分廣泛。關(guān)于熱脫附技術(shù)修復(fù)周期，污染土壤體積、污染土壤性質(zhì)、設(shè)備處理能力等都會對其造成影響，一般情況下，其處理力度在3 t/h～160 t/h，關(guān)于熱脫附技術(shù)的應(yīng)用成本，其一般與污染物性質(zhì)、土壤性質(zhì)、燃燒類型以及治理規(guī)模等相關(guān)聯(lián)。在國內(nèi)，熱脫附技術(shù)治理成本每噸約為600 元～2 000 元，在國外，熱脫附技術(shù)治理治理小型污染場地成本100 美元/m3～300 美元/m3，對于大型污染場地，熱脫附技術(shù)治理成本20 美元/m3[8]。

5 結(jié)語

首先分析了污染場地土壤形成的主要原因，其次當(dāng)前的污染場地土壤修復(fù)情況進(jìn)行分析，最后立足于生態(tài)平衡視角，研究了污染場地土壤修復(fù)措施。從技術(shù)原理、適用范圍、治理周期以及修復(fù)成本等方面入手，詳細(xì)介紹了污染場地土壤修復(fù)技術(shù)，其中，異位固化/穩(wěn)定化技術(shù)目前比較常用語重金屬污染土壤治理工作，異位化學(xué)氧化/還原技術(shù)適用于有機(jī)污染的水土聯(lián)合修復(fù)；熱脫附技術(shù)在修復(fù)高濃度有機(jī)污染土壤方面有顯著成效，相關(guān)部門和人員可從技術(shù)儲備、污染場地特性、經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展等多方面入手，結(jié)合實(shí)際情況合理選擇土壤污染修復(fù)技術(shù)，以保證良好的土壤修復(fù)效果，提高我國土壤環(huán)境質(zhì)量。