工業(yè)場地土壤重金屬污染現(xiàn)狀及修復(fù)治理技術(shù)研究進(jìn)展

王秀婷 欒松明

摘要：近年來，我國工業(yè)的發(fā)展速度很快，對工業(yè)場地重金屬污染的治理是現(xiàn)階段我國的主要任務(wù)。污染源的增多使得生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重威脅，為改善這一狀況，對重金屬污染的修復(fù)治理是非常有必要的。下面對現(xiàn)階段我國土地的重金屬污染現(xiàn)狀進(jìn)行分析，然后給出相應(yīng)的修復(fù)治理技術(shù)。

關(guān)鍵詞：工業(yè)場地;土壤污染;修復(fù)技術(shù)

中圖分類號：X53 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）04-00-01

Abstract：In recent years， the development of Chinas industry is very fast. The treatment of heavy metal pollution in industrial sites is the main task of China at this stage. In recent years， the increase of pollution sources has caused serious threats to the ecological environment. To improve this situation， it is very necessary to repair and control heavy metal pollution. The following is an analysis of the status of heavy metal pollution in Chinas land at this stage， and then the corresponding repair and treatment techniques are given.

Key words：Industrial site;Soil pollution;Repair technology

為減少工業(yè)生產(chǎn)對城市環(huán)境的破壞，近年來很多大型工業(yè)逐漸從城市向郊區(qū)開始搬遷。城市環(huán)境問題得到有效治理，但工廠對郊區(qū)土地仍存在嚴(yán)重污染，其中重金屬污染占有較大比例。從治理全國土壤污染的角度看，必須從根源上控制工廠廢水、廢氣的產(chǎn)生。很多新型的土壤修復(fù)治理技術(shù)被提出，且取得了較好的環(huán)境治理效果。

1 污染類型概述

工業(yè)場地對土壤的污染，比其他任何一種方式的污染都要嚴(yán)重。工廠的位置一旦選定就很難變化，重金屬長期向地下滲透，被污染土壤的深度逐漸加深，地下水也可能受到污染。目前我國工業(yè)場地的污染類型，可總結(jié)為以下三類。

（1）重金屬污染;（2）有機(jī)物污染;（3）復(fù)合污染。

2 對不同類型修復(fù)治理技術(shù)的探析

在科技的推動(dòng)下，很多新型土壤修復(fù)技術(shù)被研發(fā)出來且被大面積推廣使用，初步取得了良好的治理效果。修復(fù)土壤的方法很多，例如物理轉(zhuǎn)移、生物吸收、化學(xué)降解等。不同的修復(fù)方法需要相應(yīng)的技術(shù)做支撐，下面介紹幾種典型的修復(fù)技術(shù)。

2.1 淋洗修復(fù)

該技術(shù)的顯著優(yōu)勢是能夠快速移除土壤中存在的重金屬，因此是目前最受歡迎的修復(fù)土壤的技術(shù)之一。淋洗過程借助的是液體溶劑，該溶劑可以將土壤中的重金屬進(jìn)行溶解，或迫使重金屬從土壤中分離出來，然后通過引流實(shí)現(xiàn)對土壤的修復(fù)。該項(xiàng)技術(shù)適用于有著重金屬和有機(jī)物污染的土壤，在幾項(xiàng)組合技術(shù)共同處理土壤污染時(shí)，淋洗修復(fù)可以作為前期處理使用。淋洗液的組成成分可以是水、化學(xué)藥劑等。該項(xiàng)技術(shù)目前在我國的發(fā)展比較成熟，其快速、高效的優(yōu)勢使其成為現(xiàn)階段工廠修復(fù)土壤的主要技術(shù)。

2.2 熱處理

該項(xiàng)技術(shù)對土壤的修復(fù)原理是通過加熱污染嚴(yán)重的土壤，將污染物從土壤中分離出來。該項(xiàng)技術(shù)對有機(jī)污染物的處理有著顯著效果，但對土壤中重金屬的分離效果不大。通過溫度的高低，可將該項(xiàng)技術(shù)劃分為高溫、低溫處理技術(shù)，下面對兩種典型的技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)介紹。

2.2.1 熱吸附

該技術(shù)的處理是利用污染物的揮發(fā)性特征，在土壤中加入某種能和污染物反應(yīng)的物質(zhì)。將土壤加熱到一定溫度后，反應(yīng)開始進(jìn)行，最終污染物以無害氣體的形式向空氣中揮發(fā)。熱吸附需要相應(yīng)的設(shè)備輔助完成加熱過程，且反應(yīng)時(shí)間較長。鑒于其較高的成本投入，目前在土壤修復(fù)中還未被廣泛應(yīng)用。

2.2.2 微波修復(fù)

使用傳統(tǒng)熱處理技術(shù)對土壤進(jìn)行修復(fù)時(shí)，土壤內(nèi)部和面層的預(yù)熱時(shí)間不同步，這會導(dǎo)致土壤中原有水分蒸發(fā)，經(jīng)過修復(fù)的土地結(jié)構(gòu)層發(fā)生變化，可能會削弱土壤層原有的穩(wěn)定性。為改善這一情況，微波修復(fù)應(yīng)運(yùn)而生，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)部結(jié)構(gòu)和表面的同步加熱。微波修復(fù)不需要精密的設(shè)備，且操作起來簡便靈活，能夠最大程度地保證原有土質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[2]。

2.3 土壤氣提

使用氣提技術(shù)對土壤進(jìn)行凈化依靠的是物理方法。借助相關(guān)抽氣裝置，將土壤層的蒸汽壓力降低，然后將污染物轉(zhuǎn)化成氣體形式，隨著抽氣裝置排出。在工業(yè)場地面層上放置適量的活性炭，排放出的氣體可被活性炭吸收，不會對大氣造成污染。該技術(shù)適用于揮發(fā)性較強(qiáng)的烴類有機(jī)物，例如乙烯、石油烴等，在對該類型的土壤污染進(jìn)行處理時(shí)，其修復(fù)效果高達(dá)90%。氣提技術(shù)在處理土壤污染的同時(shí)，能夠?qū)Φ叵滤M(jìn)行凈化，保證居民使用井水時(shí)的安全。

2.4 電動(dòng)力修復(fù)

該項(xiàng)技術(shù)的興起是在20世紀(jì)末，對不同性質(zhì)土壤內(nèi)部的重金屬都起到了分離作用，例如黃土層、淤泥層等。該項(xiàng)技術(shù)又被簡稱為電修復(fù)，其對土壤進(jìn)行修復(fù)的原理是：將正負(fù)電極分別插入土壤的適當(dāng)位置，當(dāng)正向電極中的電流向負(fù)向電極中移動(dòng)時(shí)，會帶動(dòng)金屬離子一起向電極移動(dòng)。在負(fù)電極中安裝相應(yīng)的金屬離子回收裝置，實(shí)現(xiàn)對重金屬的集中處理。至此，土壤修復(fù)過程就全部完成。土壤的自身性質(zhì)，例如酸堿度、組成成分以及金屬含量等也會對修復(fù)效果產(chǎn)生一定影響。

現(xiàn)階段，世界上很多經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為迅速的國家都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)電修復(fù)。

中國對此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用也日趨完善。在此基礎(chǔ)上科研人員還在不斷探索更加優(yōu)質(zhì)高效的土壤處理技術(shù)。電修復(fù)的優(yōu)點(diǎn)在于消耗的能量少，金屬集中處理過程簡單，后期不會產(chǎn)生其他污染物[3]。該項(xiàng)技術(shù)只適用于對重金屬土壤的凈化，對污染性氣體的降解效果不大。

2.5 植物修復(fù)

該項(xiàng)技術(shù)的適用范圍較廣，對重金屬、污染氣體富集的土壤，都有很好的修復(fù)效果。植物能夠?qū)⒔饘匐x子、污染物等吸收到自身的莖葉當(dāng)中，通過自身的光合作用、呼吸作用等對污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)化和降解，很多時(shí)候降解產(chǎn)物是對土壤有利的。植物修復(fù)的處理方式是原位修復(fù)，相比異位修復(fù)，其成本較低，同時(shí)能對工業(yè)場地起到一定的美化效果，這是此技術(shù)得到業(yè)界廣泛認(rèn)可的主要原因。

不同植物對金屬離子的降解方式是不同的，有的植物屬于富集型，可將重金屬轉(zhuǎn)化成自身所需的物質(zhì)。有的植物通過發(fā)達(dá)的根系抑制污染源的擴(kuò)散。有的則是在正常的新陳代謝中，將重金屬降解掉。綠植覆蓋能夠恢復(fù)當(dāng)?shù)卦镜纳鷳B(tài)環(huán)境，為動(dòng)物創(chuàng)造棲息地。

目前富集型植物在工業(yè)污染的處理上不常用到，其對銅、鋅、鎳等金屬的處理效果非常好，該類型的植物在我國產(chǎn)量是最豐富的。但此類型植物對重金屬的吸收很單一，最多只能一次吸收兩種金屬，且生產(chǎn)周期較長，從而導(dǎo)致土壤修復(fù)時(shí)間延長。在重金屬含量特別高的工業(yè)場地，富集型植物會出現(xiàn)中毒現(xiàn)象，可見其富集能力是有限的。由于修復(fù)能力的局限，該修復(fù)技術(shù)還未得到普及。

2.6 固化-穩(wěn)定

該技術(shù)不是對土壤中重金屬的去除，而是在土壤中添加相應(yīng)的固化劑，維持重金屬的穩(wěn)定狀態(tài)，并保證此狀態(tài)長期不變。水泥是處理過程中最常用的固化劑，其他固化劑包括瀝青、石灰等。該技術(shù)對土壤的修復(fù)方式是原位固化，能將金屬雜質(zhì)的毒性降到最低，便于后期進(jìn)一步處理[4]。此技術(shù)不會區(qū)分金屬類別，適用于污染范圍較廣、金屬含量復(fù)雜的場地。固化技術(shù)需要很多設(shè)備作支撐，因此需要較多的成本投入，若金屬深入地下會影響固化效果。金屬仍舊留在土壤層中，后期還需對其安全性進(jìn)行監(jiān)測，對生態(tài)環(huán)境的威脅較大。

3 結(jié)束語

在工業(yè)飛速發(fā)展的過程中，重金屬污染一直是困擾工廠的問題，同時(shí)也阻礙其進(jìn)一步發(fā)展。在此情況下，很多土壤修復(fù)技術(shù)被研究出來，并大量投入使用，隨著技術(shù)的更新?lián)Q代，對重金屬的處理效果越來越好。筆者對幾種典型的處理技術(shù)進(jìn)行總結(jié)和介紹，目前我國十分重視對重金屬場地的治理，新型修復(fù)技術(shù)也在不斷研究當(dāng)中。

參考文獻(xiàn)

[1]王遷.土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)及研究現(xiàn)狀[J].城市建設(shè)理論研究，2014（15）.

[2]高曉寧.土壤重金屬污染現(xiàn)狀及修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2013（9）：229-231.

[3]王洪才.重金屬污染土壤淋洗修復(fù)技術(shù)和固化/穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2014：1-66.

[4]黃先飛.黔北火電廠周邊森林土壤重金屬污染現(xiàn)狀研究[J].環(huán)境保護(hù)前沿，2016，6（4）：69-76.

收稿日期：2018-12-25

作者簡介：王秀婷（1987-），女，漢族，碩士，中級，研究方向?yàn)榄h(huán)境保護(hù)。