污染土壤修復(fù)技術(shù)研究現(xiàn)狀與趨勢(shì)

李明俊

鄭州浩創(chuàng)農(nóng)業(yè)科技有限公司 河南 鄭州 450000

引言

土壤是人類(lèi)賴以生存的資源。我國(guó)國(guó)土面積廣闊,但是土壤污染問(wèn)題十分嚴(yán)重,社會(huì)進(jìn)程的加速發(fā)展,各個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中的污染排放都對(duì)土壤造成了一定的污染。特別在工業(yè)發(fā)展過(guò)程中產(chǎn)生的未達(dá)標(biāo)排放污染物,對(duì)土壤造成了嚴(yán)重的影響,加強(qiáng)對(duì)污染土壤的修復(fù)改善是亟待解決的問(wèn)題。

1 污染土壤修復(fù)技術(shù)研究現(xiàn)狀分析

1.1 物理角度的污染土壤修復(fù)技術(shù)

1.1.1 物理分離技術(shù) 物理分離技術(shù)是指通過(guò)物理手段將污染物與土壤分離,是污染土壤修復(fù)中的基礎(chǔ)措施,可減少污染物在土壤中的體積,為后續(xù)細(xì)化修復(fù)奠定基礎(chǔ)。目前常用的物理分離技術(shù)包括粒徑分離、水動(dòng)力學(xué)篩分、磁分離或重力分離等,不同分離手段應(yīng)用的設(shè)備不同,修復(fù)人員可根據(jù)污染土壤現(xiàn)狀與成本等要素,選擇最佳分離手段。

1.1.2 熱力學(xué)修復(fù)技術(shù) 熱力學(xué)修復(fù)技術(shù)是指通過(guò)熱傳導(dǎo)、輻射的加熱作用使土壤中的污染物揮發(fā),實(shí)現(xiàn)污染土壤的修復(fù),適用于水銀、油或農(nóng)藥等污染物質(zhì)聚集的土壤。有研究學(xué)者指出,熱力學(xué)修復(fù)常用的技術(shù)包括低溫原位加熱與高溫原值加熱兩項(xiàng)工藝。其中,低溫原位加熱工藝適用于揮發(fā)性有機(jī)物或非溶性的高濃度液態(tài)物質(zhì)等;高溫原值加熱工藝適用于含有半揮發(fā)性有機(jī)物的污染土壤,例如多氯聯(lián)苯或高密度的非水液體有機(jī)物。

1.1.3 蒸汽浸提技術(shù) 蒸汽浸提技術(shù)是指通過(guò)物理手段降低土壤的空氣蒸氣壓,使污染物以蒸汽形式脫離土壤,技術(shù)工藝包括異位土壤蒸汽浸提、多相浸提與原位蒸汽浸提等。大量實(shí)踐研究表明,蒸汽浸提技術(shù)在高揮發(fā)性化學(xué)污染土壤中的修復(fù)作用顯著,例如四氯乙烯、苯等污染物積聚的土壤。

1.2 污染土壤化學(xué)修復(fù)技術(shù) 當(dāng)前在污染土壤化學(xué)修復(fù)技術(shù)中主要是通過(guò)向污染土壤中加入化學(xué)改良劑的方式對(duì)其中的污染物進(jìn)行沉淀、還原、溶解和吸附。在具體的修復(fù)過(guò)程中可以分為四種方式:其一,為化學(xué)脫鹵修復(fù)方式,這種修復(fù)方式時(shí)間短,但是如果與水作用會(huì)引起化學(xué)反應(yīng),增加修復(fù)成本;其二,為穩(wěn)定固定修復(fù)方式,土壤修復(fù)成本低,同時(shí)形成的物質(zhì)毒性弱,但是在修復(fù)過(guò)程中需要的設(shè)備比較多;其三,浸提淋洗修復(fù)方式,這種修復(fù)方式有利于提升污染物的除去效率,但是需要的水比較多,因此提升修復(fù)成本;其四,氧化還原修復(fù)方式,對(duì)于無(wú)機(jī)污染的處理效果比較好,但是容易使土壤的生態(tài)結(jié)構(gòu)受到影響。

1.3 污染土壤生物修復(fù)技術(shù) 污染土壤生物修復(fù)方面主要是通過(guò)生物體的代謝活動(dòng)降低土壤中的污染物濃度,幫助土壤恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)的一種修復(fù)方式。主要可以分為三種修復(fù)方式:第一是利用動(dòng)物進(jìn)行修復(fù),其成本低,對(duì)土壤的生態(tài)性影響不大,但是會(huì)受到動(dòng)物環(huán)境適應(yīng)能力的影響,而且需要的修復(fù)時(shí)間長(zhǎng);第二是利用微生物進(jìn)行修復(fù),這種修復(fù)方式需要的成本低,有利于預(yù)防土壤的二次污染,同時(shí)可操作性強(qiáng),但是對(duì)污染物的敏感性低,修復(fù)工作開(kāi)展路徑窄,容易受到環(huán)境約束;第三,植物修復(fù)方式,這種修復(fù)方式需要的成本不高,有利于避免土壤二次污染,防止造成土壤結(jié)構(gòu)破壞,同時(shí)有利于對(duì)環(huán)境的美化,但是植物修復(fù)的周期長(zhǎng),種類(lèi)單一。

2 污染土壤修復(fù)技術(shù)研究發(fā)展趨勢(shì)

2.1 聯(lián)合土壤綜合修復(fù)趨勢(shì) 在工業(yè)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新的過(guò)程中,工業(yè)生產(chǎn)排放的污染物與農(nóng)藥污染物種類(lèi)均有所增加,污染土壤的復(fù)雜性有顯著提升,加大了污染土壤的污染程度。同時(shí),土壤中的污染物在成分、性質(zhì)與危害方面有所不同,單一的修復(fù)技術(shù)難以有效清理污染土壤中的污染物。因此,在未來(lái)的污染土壤修復(fù)技術(shù)研究中,研究學(xué)者需開(kāi)展聯(lián)合土壤綜合修復(fù)技術(shù)的研究,整合污染土壤生物、化學(xué)與物理修復(fù)技術(shù),通過(guò)多種技術(shù)的配合應(yīng)用,強(qiáng)化污染土壤的修復(fù)效果,實(shí)現(xiàn)保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目標(biāo)。例如,在污染土壤的生物修復(fù)技術(shù)中,修復(fù)人員可以在污染土壤中種植多種植物或在土壤中投放不同的微生物,降解不同的污染物;在污染土壤的物理修復(fù)中,修復(fù)人員可將物理分離與蒸汽浸提技術(shù)配合應(yīng)用。

2.2 環(huán)境友好發(fā)展趨勢(shì) 在構(gòu)建環(huán)境友好型社會(huì)的發(fā)展趨勢(shì)下,研究人員以無(wú)公害為目標(biāo)研發(fā)污染土壤修復(fù)技術(shù),避免污染土壤修復(fù)技術(shù)在處理土壤污染物時(shí),對(duì)生態(tài)環(huán)境造成破壞,顧此失彼。基于環(huán)境友好發(fā)展的目標(biāo),研究人員可從現(xiàn)有修復(fù)技術(shù)的優(yōu)化與新修復(fù)技術(shù)的研發(fā)2個(gè)方面入手。在現(xiàn)有修復(fù)技術(shù)的優(yōu)化過(guò)程中,研究學(xué)者需要根據(jù)修復(fù)技術(shù)的原理,分析其適用的污染土壤,實(shí)現(xiàn)污染土壤與修復(fù)技術(shù)的有效對(duì)應(yīng),避免其他有害物質(zhì)的出現(xiàn),實(shí)現(xiàn)無(wú)公害污染土壤處理;在新修復(fù)技術(shù)的研發(fā)中,技術(shù)人員可引入太陽(yáng)能或生物工程技術(shù)。例如,通過(guò)太陽(yáng)能集熱裝置,進(jìn)行太陽(yáng)能的收集,將其作為熱源,實(shí)施熱力學(xué)修復(fù)技術(shù),處理污染土壤中的苯系物或石油等污染物質(zhì);通過(guò)黏土或生物炭等材料,進(jìn)行新型納米材料的研發(fā),將其用于污染土壤中,可有效固定污染土壤中的鹽基陽(yáng)離子,提升污染土壤的p H值,使其轉(zhuǎn)變?yōu)榭筛鞯霓r(nóng)田,推動(dòng)農(nóng)業(yè)發(fā)展。

2.3 促進(jìn)多項(xiàng)修復(fù)技術(shù)聯(lián)合發(fā)展 生物聯(lián)合技術(shù)因其成本低等特點(diǎn),是當(dāng)前應(yīng)用比較廣泛的技術(shù)。但是因?yàn)閱雾?xiàng)修復(fù)技術(shù)存在一定的局限性,使得聯(lián)合技術(shù)中仍舊存在很多問(wèn)題,技術(shù)推廣方面就受到一定的制約。在對(duì)已有的聯(lián)合修復(fù)技術(shù)研究中發(fā)現(xiàn),多項(xiàng)技術(shù)聯(lián)合存在一些問(wèn)題,如何解決這些問(wèn)題成為未來(lái)研究的重點(diǎn),同時(shí)也是研究發(fā)展的突破重點(diǎn)。在植物參與聯(lián)合修復(fù)中,重點(diǎn)內(nèi)容在于對(duì)植物的選擇,探尋出生存能力強(qiáng),去污染效果好、生物量大的植物;微生物參與聯(lián)合修復(fù)的重點(diǎn)在于,要根據(jù)其厭氧和好氧的特點(diǎn),研究分析微生物與環(huán)境機(jī)制等。

3 結(jié)束語(yǔ)

利用科學(xué)的手段對(duì)污染土壤進(jìn)行修復(fù),不僅能夠提高其原有生態(tài)動(dòng)力的功能,促進(jìn)去恢復(fù)生產(chǎn)力,同時(shí)也能夠與有效避免二次污染現(xiàn)象。以此加強(qiáng)對(duì)土壤污染修復(fù)技術(shù)的研究,加強(qiáng)土壤污染防控管理措施,才能更好的促進(jìn)修復(fù)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。