我國污染土壤修復技術研究進展

馬安明,劉海寧

(德州明遠環保技術咨詢有限公司， 山東 德州 253000)

土壤污染問題嚴重影響了人體健康與環境友好型社會的建設，隨著我國土壤污染問題的不斷加劇，我國開始重視污染土壤修復問題。污染土壤修復問題的研究最早起源于發達的歐美國家，國外的污染土壤修復技術已經取得了豐富的工程經驗。而我國的污染土壤問題研究起步較晚，在技術和研究方面與歐美國家仍有較大的差距，我國的污染土壤修復技術主要是在借鑒國外成功的案例的基礎上結合我國的實際國情發展而來。本文主要介紹了我國土壤的污染源與污染種類，分析了污染土壤對人體健康帶來的危害，總結了現階段我國主要的污染土壤修技術，最后對文章進行了總結并對我國未來的污染土壤修復技術發展方向提出了建議。

1 我國土壤的污染源與種類

1.1 我國土壤的污染源

我國幅員遼闊、人口數量龐大、工農業占比很大，因此，我國的土壤污染源也較復雜，主要土壤污染源有：農業污染，工業污染，人類生活污染。

1.1.1 農業污染

我國是農業大國，對農田的管理不當可能還會對土壤造成污染，比如噴灑農藥、利用污水澆灌等，不僅對土壤帶來污染，而且還會污染農作物從而危害人體健康。

1.1.2 工業污染

我國工業種類繁多，產生的污染物種類也非常多，對土壤危害較大的主要有有機物、重金屬、放射性物質。雜環、多環有機物進入土壤后，土壤自身微生物很難對其進行自然降解。工業污染源中的重金屬主要有鉻、鋅、汞、隔、鎳、銅等，這些重金屬進入土壤后很難降解，而且還會毒害土壤中的微生物。放射性物質進入土壤后，不但難以降解，還會存在潛在的危害。

1.1.3 人類生活污染

隨著人們生活水平的不斷提高，不管城市居民還是農村村民，他們排放的生活垃圾也多種多樣。目前，我國的農村污廢處理體制尚未健全，農村污廢亂排亂放現象嚴重，這給農村土壤污染帶來了嚴峻的挑戰。城市雖然有健全的污廢處理系統，但是垃圾滲濾液的治理仍然是一個難題，城市垃圾滲濾液含有大量的難降解污染物，對土壤造成了嚴重的威脅。

1.2 我國土壤污染的種類

我國土壤污染的污染源繁多，因此土壤污染物的種類繁多，既有化學污染物也有物理污染物、生物污染物和放射污染物等，其中以土壤的化學污染物最為普遍、嚴重和復雜[1]。按污染物的性質一般可以為四類：即有機污染物、重金屬、放射性元素和病原微生物，如表1所示。

表1 我國土壤污染物的種類、來源以及典型污染物

2 污染土壤對人體健康的危害

由1.3節可以知道，污染物可以通過不同的途徑進入土壤，對土壤造成污染。進入土壤中的污染物最終會污染生態環境，對人體健康帶來危害。

2.1 有機物對人體健康的危害

進入土壤中的有機物一般分為兩大類，易降解有機物與難降解有機物，易降解有機物在土壤自身的物理生物作用下會被降解為無毒害的小分子有機物，而難降解有機物則會被植物所吸收，植物對農藥的吸收速率與土壤質地和農藥的溶解性有關。當吸收了農藥有機物的植物進入人體后，由于人體很難對這些有機物進行有效地降解，長此以往會對人體的造成嚴重的危害，更為嚴重的會導致“三致”為題。

2.2 重金屬對人體健康的危害

植物對土壤中重金屬的吸收與土壤的pH值密切相關，土壤的pH值越低，重金屬在土壤中的活動能力越強，植物對重金屬的吸收性越強。人們食用被重金屬污染后的食品后，可以通過食物鏈的富集作用最終在人體內富集。土壤重金屬污染引起的中毒事件鮮有報道，例如發生在日本的的痛痛病(Cd)和水俁灣事件(Hg)事件。

2.3 放射性物質對人體健康的危害

放射性物質對人體的危害非常大，而且放射性物質的危害不會隨時間的延長而減小。放射性物質進入人體體內主要有兩種渠道：一是人類食用了被放射性物質污染后的食品，通過食物鏈經消化道進入人體；二是人體吸入了被放射性物質污染的大氣，放射性物質會通過人體的呼吸道進入人體。放射性物質進人人體后，通常會會造成內照射損傷，從而使受害者頭昏、疲乏無力、脫發、白細胞減少或增多，更為嚴重的是發生癌變等。此外，長壽命的放射性核素因衰變周期長，一旦進人人體，其通過放射性裂變而產生的射線，將對機體產生持續的照射，使機體的一些組織細胞遭受破壞或變異。此過程將持續至放射性核素蛻變或穩定性核素或全部被排出體外為止。

2.4 病原微生物對人體健康的危害

土壤中的病原微生物進人體后，輕者會導致腹瀉，重者會感染健康人體威脅人的生命安全。

3 我國污染土壤修復技術

自然界中的土壤中本身具有自凈的能力，土壤中含有一些微生物，這些微生物利用自己的新陳代謝作用可以分解一些土壤中的簡單有機物，而且土壤本身一定的吸附、離子交換、過濾等能力，因此在一定的有機物濃度范圍內可以實現凈化作用。但是，當土壤中的污染物超過一定的濃度時，土壤的自浄能力基本對土壤的修復已經基本不起作用。為了解決復雜的污染土壤問題，我國開始應用物理修復技術、化學修復技術以及生物修復技術修復污染土壤[2]。

3.1 物理修復法

換土法指的是在污染土壤區域更換新鮮的土壤或者替換已經污染的土壤，被污染區域通過增加新鮮土壤可以有效提高污染土壤自浄的能力，從而降低污染物的濃度達到土壤修復的目的。換土法僅適用于小范圍內的污染土壤修復，大范圍內的污染土壤采用換土法無疑會增加處理成本。

污染土壤的電化學法與廢水處理中的電化學法原理相似，污染土壤的電化學法是在土壤水分飽和的土壤中插入兩個電極，土壤中的重金屬在直流電的作用下定向向電極移動析出。電化學法處理重金屬污染的土壤具有處理效率高、工藝簡單等優點，但是污染土壤的電化學處理法必須在飽和土壤中進行，因此處理前需要對待處理土壤進行飽和處理。

淋洗法顧名思義指的是采用清水或者金屬可溶性試劑對污染土壤進行沖洗與淋洗的方法，吸附于土壤表面的重金屬通過淋洗作用被沖洗下來，淋洗后廢液中含有大量的重金屬，然后對重金屬進行回收與利用。污染土壤的淋洗法適用于被重金屬污染的土壤，污染土壤中重金屬含量越高淋洗的效果越好，而且淋洗的效果也與土壤的質地有關，砂質土壤中淋洗效果最佳，黏質土壤中淋洗的效果最差。淋洗法的缺點是，經過淋洗后的土壤可能會導致大量營養元素的消失，對植物的生長不利。

熱處理法是通過對污染土壤進行加熱處理達到易揮發有機物的揮發點與重金屬的蒸發點來去除污染物的方法。熱處理法能夠有效、快速地去除污染土壤中的易揮發有機物和重金屬，但是該方法消耗大量的能量，而且會破壞土壤的質地結構，對植物的生長不利。

3.2 化學修復法

固定/穩定化技術技術采用的是把一些特殊添加劑混合在被污染的土壤中，充分利用污染物的物理、化學或其他特性使污染物處于穩定狀態，從而降低其對環境的危害的一種方法。該技術可以將有毒污染物轉化為穩定的無害物質，降低了處理成本，但是對設備的要求較高。

化學氧化-還原技術主要是處理難降解污染土壤的一種方法，難降解廢水處理中的Fenton等高級氧化技術也適用于污染土壤的處理。化學氧化-還原法處理污染土壤的最大優點是能夠對污染土壤中的難降解有機物進行徹底的去除，但是同時會去除土壤中的大量營養元素。

光催化降解技術是利用光作為污染土壤催化反應的條件對土壤污染物進行處理的化學方法，該方法能夠有效地去除被農藥等污染的土壤中的難降解有機物。污染土壤的光催化技術反應效率與土壤的質地、機械組成、土壤含水量、pH等密切相關。

3.3 生物修復法

植物修復技術利用植物能夠適應污染土壤中的惡劣條件，通過植物的吸收以及根系的微生物對污染土壤進行修復的技術。植物生長需要一定的營養物質，植物根系可以選擇性吸收一定的有機物以及營養鹽，植物根系的微生物在自身新陳代謝作用下可以將構造復雜的有機物分解轉化為小分子更易被微生物吸收的有機物。植物還能夠吸收一部分重金屬，除去一部分重金屬。植物修復技術的處理成本較低，實現了環境友好型發展的目標，但是植物修復技術的處理速率較慢、效率較低。

微生物修復技術主要是再利用微生物的新陳代謝活動來對土壤中的污染物進行降解的一種方法，進行土壤修復的微生物不僅包括土壤中原有的微生物，還包括外來添加進去的微生物。污染土壤的微生物修復技術是一種環境友好型可循環發展的技術，該技術的處理效率主要受土壤微生物活性的影響，因此培養和馴化能夠高效吸收轉化污染物的微生物至關重要。

4 結論與展望

對污染土壤的修復是實現環境友好型社會的發展目標與改善人居環境一項重要任務，因此，采用和選擇合適的污染土壤修復技術是關鍵。目前，我國污染土壤修復技術主要采用物理修復技術、化學修復技術與生物修復技術，這些技術的應用已經取得了一定的環境與經濟效益。

未來的污染土壤修復技術應從以向以下四個方面發展：

(1)應向綠色環境友好型技術發展；

(2)從單向技術向聯合技術應用方面發展；

(3)從異位修復技術向原位修復技術發展；

(4)污染土壤修復技術向高效設備化方面發展。

[1] 王連超.污染土壤修復技術研究現狀與趨勢[J].環境與發展,2017,29(5):68-69.

[2] 黃文勝.我國污染土壤修復技術及產業現狀研究[J].低碳世界,2017(15):16-17.