關(guān)于土壤污染修復(fù)的研究探析

盛 韜

中彩建設(shè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展集團有限公司

1 引言

現(xiàn)階段，我國土壤遭受污染的現(xiàn)象越來越嚴(yán)重，由于土壤污染所產(chǎn)生的農(nóng)產(chǎn)品生態(tài)安全問題已經(jīng)成為目前最受人們關(guān)注的話題。土壤的污染會大大加快環(huán)境的污染速度，由于土壤中存在的化學(xué)品會利用大氣或者水進行傳遞，所以，會對地球上一切生物的生存及生命安全造成一定的不利影響。盡管這一過程具有較大的隱蔽性，但人類的生命安全確實已經(jīng)受到了土壤污染的危害。

隨著土壤污染的不斷加劇，修復(fù)難度也在逐步加大，對污染土壤修復(fù)的急切性成為現(xiàn)階段我國環(huán)境科學(xué)最受歡迎的課題之一。國外的一些發(fā)達國家利用了將近20年的時間對污染土壤的修復(fù)進行了研究，并在研究中投入了大量的人力與財力，值得慶幸的是他們在物理修復(fù)、生物修復(fù)以及化學(xué)修復(fù)方面等三個方面都取得了顯著效果，并且在某些技術(shù)的應(yīng)用上也逐漸步入到了商業(yè)模式中。

2 污染土壤的主要類型

第一，重金屬污染場地。重金屬場地的污染物主要來自尾礦企業(yè)、鋼鐵冶煉企業(yè)、化工企業(yè)等對一些固體廢棄物的排放，其廢棄物主要有鉻、砷、鎘等。第二，持續(xù)性有機污染物污染的場地。我國屬于農(nóng)業(yè)大國，因此，在生產(chǎn)和耕作的過程中會對殺蟲劑POPs進行大量的使用，如六氯苯等，盡管有些農(nóng)藥已被禁用了很多年，但在土壤中仍然存有殘留物。第三，石油、化工等污染場地（石油中的氫含量對土壤的污染程度見圖1）。該場地中的污染物主要以有機溶劑為主，如鹵代烴等。也經(jīng)常受到復(fù)合污染物的污染，如重金屬。第四，電子廢棄物污染場地。該場地主要以粗放式的電子廢棄物為主，如溴代阻燃劑等[1]。

圖1 石油中的氫含量對土壤的污染程度

3 現(xiàn)階段土壤污染現(xiàn)狀與污染土壤修復(fù)的迫切性

據(jù)不完全統(tǒng)計，全國范圍受到重金屬污染的農(nóng)業(yè)土地已經(jīng)達到了2.5×107hm2。在這其中污染程度較嚴(yán)重的土地面積已經(jīng)超過了7×10hm2，遭到棄耕的土地面也達到了1.3×104hm2。

現(xiàn)階段的土壤污染都具有以下特點：第一，城市土壤污染加重。在我國西南部的某一個城市的土壤中，檢測到了汞含量已經(jīng)高于國家規(guī)定的100倍；在我國東北地區(qū)的某城市的土壤含量中見其到了鎘、鉛的含量也高于國家標(biāo)準(zhǔn)的百倍；第二，污染物含量增加迅速。在對傳統(tǒng)老農(nóng)業(yè)區(qū)的土壤含量進行檢測時發(fā)現(xiàn)，重金屬鎘的含量已經(jīng)高于國家標(biāo)準(zhǔn)面積的35.9%；第三，污染物的種類增加迅速，復(fù)合污染的特點越來越明顯。

4 污染土壤修復(fù)技術(shù)原理及相關(guān)體系

土壤污染修復(fù)技術(shù)原理的基本內(nèi)容：不但要轉(zhuǎn)變土壤中污染物的具體形態(tài)，同時還需要對其的結(jié)合方式進行轉(zhuǎn)變，以便能夠降低其在自然環(huán)境中的二次利用率，還能夠?qū)⑼寥乐械挠泻ξ镔|(zhì)控制在最低范圍內(nèi)。

根據(jù)以上內(nèi)容，研究人員研究出了三種最為基礎(chǔ)的污染土壤修復(fù)方法，即化學(xué)修復(fù)方法、物理修復(fù)方法和生物修復(fù)方法。在此三種修復(fù)方法中化學(xué)修復(fù)方法主要采用的是氧化法和萃取法，還原法以及改良投加技術(shù)等。物理修復(fù)法主要分為電動力法、固化穩(wěn)定法、分離法以及溶液淋洗法等（多相浸提物理修復(fù)技術(shù)對污染土壤修復(fù)示意圖見圖2）。

圖2 多相浸提物理修復(fù)技術(shù)對污染土壤修復(fù)示意圖

當(dāng)下污染土壤的修復(fù)主體即為生物修復(fù)，并且該種修復(fù)方式中還涵蓋了其他三種修復(fù)方式，即植物修復(fù)、動物修復(fù)以及微生物修復(fù)，其中利用最為廣泛的修復(fù)方式就是微生物修復(fù)[2]。生物修復(fù)與物理、化學(xué)修復(fù)方法不同，該修復(fù)方法能夠完全降解土壤中的污染物，并且還能維持土壤的理化性特征，能夠降低修復(fù)成本等特點。但生物修復(fù)法也具有非常明顯的劣勢，即受環(huán)境的影響較大、受污染物類型的影響較大、修復(fù)時間相對較長，但該缺點能夠通過與物理化學(xué)修復(fù)方法的結(jié)合來抵消其存在的局限性。

5 土壤污染修復(fù)的主要研究趨勢

5.1 復(fù)合污染土壤的溶劑淋洗、萃取一微生物修復(fù)

第一，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格篩選萃取劑；第二，不但要對土壤的基本類型對有機污染物和無機污染物萃取后的最終效果進行研究，同時還需要對土壤的理化性質(zhì)對有機和無機污染物的萃取效果做出研究；第三，針對不同種類的萃取劑對不同類型的污染物污染的土壤類別的修復(fù)成效進行研究，同時還要對污染物從土壤中轉(zhuǎn)向萃取液的基本過程進行研究。

5.2 引進微生物與土著微生物共存條件與固定化方法

第一，將先進的微生物的退化原因與同土著下微生物的競爭機制進入到此項研究中；第二，對生態(tài)環(huán)境因子與同土著微生物的穩(wěn)定性生存條件進行有效掌控；第三，對固化條件下微生物的生理學(xué)特征與形態(tài)學(xué)特征進行深入性研究，并對固定化介質(zhì)中污染物與微生物進行擴散和相互作用的過程進行詳細闡明，并為其建立完善的生物膜反應(yīng)動力學(xué)模型。

5.3 有機污染物的光降解與生物修復(fù)聯(lián)合作用機理

由于不同類型的光譜對土壤成分中的高分子量的多氯聯(lián)苯類的污染物有不同的降解效果，對此，需要利用不同的光照強度以及不同的光源強度對此類污染物的降解效果進行影像方面的實驗，研究并確定土壤中污染物的光降解反應(yīng)動力學(xué)和土壤礦物質(zhì)對光降解的催化作用。

5.4 復(fù)合污染條件下植物與微生物協(xié)同修復(fù)原理

第一，深入研究符合污染條件下的植物與菌根對有機污染物產(chǎn)生的修復(fù)效果；第二，對能夠在同一時間內(nèi)對多環(huán)芳烴和多氯聯(lián)苯進行分解的菌根真菌進行嚴(yán)格篩選；第三，對菌根根際的微生物對污染物產(chǎn)生的協(xié)同作用機理進行深一步的研究；第四，對菌根根際下的微生物的生理活性、穩(wěn)定性、主要種群以及密度等因素進行深入研究；第五，對不同種類和不同濃度的污染物對菌根根際能量的實際流動的影響進行研究；第六，建立明確的重金屬抗性表述指標(biāo)。

5.5 土壤復(fù)合污染的化學(xué)還原一微生物降解修復(fù)原理

第一，嚴(yán)格篩選土壤含量可以代謝的底物和能夠降解多氯聯(lián)苯的優(yōu)勢菌，并且還需要進一步掌握多氯聯(lián)苯在厭氧和缺氧的環(huán)境下所降解的碳源以及電子受體；第二，對對厭氧修復(fù)過程中所產(chǎn)生的物質(zhì)與毒性進行研究，對厭氧修復(fù)動力學(xué)的主要過程進行研究；第三，對厭氧的修復(fù)效果和修復(fù)機理進行研究；第四，對不同0價膠態(tài)金屬對脫氯還原的影響進行對比，深入研究H2與0價膠態(tài)金屬對還原脫氯所產(chǎn)生的實際效應(yīng)，并且還需要對0價金屬修復(fù)的活性柵技術(shù)進行進一步的探討。

5.6 有機復(fù)合污染土壤修復(fù)的生物反應(yīng)器機理

第一，有效利用微生物細胞固定技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建出一套有機的修復(fù)污染土壤的生物性反應(yīng)器，并對污染土壤進行修復(fù)的連續(xù)性進行深入研究；第二，對反應(yīng)器中細胞的基本固化方法進行深入研究。在對生物修復(fù)方法與物理化學(xué)修復(fù)方法進行相互結(jié)合時，能夠放在最末端的修復(fù)技術(shù)便是生物修復(fù)方式，其主要原因是由于物理化學(xué)修復(fù)手段能夠?qū)λ玫馁Y源進行二次回收，而生物修復(fù)恰好可以完全消除物理化學(xué)修復(fù)后所產(chǎn)生的影響[3]。

5.7 建立污染土壤生態(tài)修復(fù)的理論與技術(shù)體系

通常情況下的土壤污染都是復(fù)合型污染，如果使用單一的修復(fù)方法是很難解決復(fù)合型土壤污染的問題的，因此，必須要采用不同的修復(fù)方式或者多種修復(fù)方式相互結(jié)合的方式進行修復(fù)，這樣才能更好地滿足污染土壤修復(fù)的實際需求。兩種及以上修復(fù)方法的組合很難通過單一的物理、化學(xué)或者生物的代名詞進行解讀。將多種土壤修復(fù)方法同時涵蓋在統(tǒng)一系統(tǒng)內(nèi)，是目前污染土壤修復(fù)理論的關(guān)鍵所在。

減少污染物的數(shù)量已經(jīng)不是進行污染土壤修復(fù)的唯一目的。減少污染物的實際數(shù)量能在表面上起到消除污染源的作用。21世紀(jì)的人們對污染土壤修復(fù)的目標(biāo)逐漸走向全面化，并將污染土壤的修復(fù)延伸到了系統(tǒng)生態(tài)服務(wù)功能的恢復(fù)層面上。隨著污染土壤修復(fù)理論和修復(fù)實踐的不斷發(fā)展和成熟，還需要相關(guān)人員對污染土壤的修復(fù)方法、工藝、原理、目標(biāo)以及實現(xiàn)等進行深一步的研究，這樣才能有效促進生態(tài)概念的進一步發(fā)展。

6 結(jié)束語

我國的土地資源相對來講比較缺乏，土壤的污染程度也越來越嚴(yán)重。對已經(jīng)遭受到污染的土壤資源進行全面且有效地修復(fù)是現(xiàn)階段解決土地資源匱乏的主要方式之一[4]。對此，相關(guān)人員及單位要加大對土壤修復(fù)課題的研究力度，爭取將最終的研究成果轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)中的主要力量，尤其要注重研發(fā)有關(guān)于土壤污染的修復(fù)材料和修復(fù)技術(shù)，推動土壤污染修復(fù)產(chǎn)業(yè)逐步走向環(huán)保行業(yè)，只有這樣才能進一步保護我國土地資源的有效利用，并為其可持續(xù)發(fā)展提供完善的技術(shù)支撐。