汞污染土壤修復技術研究進展

何 東

(1.江蘇環保產業技術研究院股份公司，江蘇 南京 210000；2.南京南大和創環境修復研究院有限公司，江蘇 南京 210000)

汞作為常溫下唯一一種呈液體的重金屬元素，具有致畸性、神經毒性、遺傳毒性，對生態系統存在較大風險，并可能通過生物蓄積危害人體健康。人為活動排放是土壤中汞的主要來源途徑。工業革命以后，汞冶金、有色冶金、建筑行業、氯堿工業等行業迅速發展以及燃煤過程等，生產中汞的大量使用導致排放量迅速增加，大氣顆粒沉降使得土壤環境最終成為汞元素的匯集地。隨著長時期累積和多種途徑遷移轉化導致土壤汞污染問題日趨嚴重。

基于我國土壤中汞污染特征，主要的修復技術手段按照作用原理可歸納為土壤淋洗、固化/穩定化、熱解析、生物修復、電動力學修復以及聯合修復等。本文通過查閱大量文獻以及相關專利，從技術原理、優缺點、適用范圍等方面對發展成熟的以及近年來新型的技術手段進行了系統性分析，旨在為我國汞污染地塊修復技術篩選與應用提供參考依據。

1 土壤淋洗技術

土壤淋洗技術具有修復流程簡易、周期較短、效果穩定且對高濃度污染土壤具有較高的修復效率等優勢。本項技術的關鍵在于根據污染地塊的土壤性質和汞的存在形態、有針對性地選擇合適的淋洗液(如，表面活性劑、無機混合淋洗液、螯合劑等)。第49頁表1對近年來常用的淋洗液及其修復效果進行了匯總和對比。

2 熱解析技術

目前，熱解析技術發展較為成熟、修復效果明顯，也是美國國家環保署推薦的在汞污染濃度較高(>260 mg/kg)地塊修復中可考慮采用的修復技術。該技術在國外修復過程中較為常見，且擁有大量成功案例；但國內對于該項技術的工藝及修復設備研發仍較為分散。第49頁表2匯總了熱解析公開專利技術并進行技術對比。

3 電動修復技術

電動修復技術原理是向土壤介質施加外界電流，通過電泳、電解等過程去除土壤中有毒物質的修復技術，對于帶電荷的離子、絡合物以及膠體類污染物修復效果較為明顯。在汞污染地塊修復過程中實施該項技術的關鍵在于增強土壤中汞的遷移性，通常采用的方法為添加化學藥劑，如，EDTA、Cl-、I-、OH-等。但該項技術存在易受土壤理化性質影響的劣勢。部分已公開的電動修復技術情況如第49頁表3所示。

4 植物修復技術

植物修復技術具有綠色、無二次污染的優勢，極具發展潛力。該項技術的核心在于種植、培育或發掘具有超累積或固定作用的綠色植株。第50頁表4列舉了已發現的修復植物，并對其修復效果進行了對比。

5 固化/穩定化技術

固化和穩定化實則為不同的修復概念。固化指通過添加化學藥劑，使得土壤中污染物被封存在結構完整的固態物質中，最終呈顆粒狀或大塊狀形態存在，從而達到集中收集處置的效果。穩定化指在添加化學藥劑后，將污染物轉化為遷移性低、毒性小或不易溶解的形態，從而降低其生物有效性，最終達到降低毒性的效果。通常，相對于固化過程，穩定化作用對于降低土壤中污染物的泄露、淋濾風險具有更好的作用。第50頁表5對近年來常用的固定/穩定化試劑及其修復效果進行了匯總和對比。

表1 淋洗法修復土壤汞污染技術列舉表

表2 熱解析法修復土壤汞污染技術列舉表

表3 電動修復法修復土壤汞污染技術列舉表

表4 植物修復法修復土壤汞污染技術列舉表

表5 固化/穩定化法修復土壤汞污染技術列舉表

6 結語

隨著工業生產發展，汞的大量使用導致排放量不斷增加，基于其生物累積性、高毒性等特征，致使汞環境污染特別是土壤環境污染問題日益突出。面對日趨嚴峻的污染問題，研究人員不斷研發創新修復技術，目前已形成多種成熟的汞污染土壤修復方法。本文針對不同修復技術，有針對性地分析了各技術在各自適用情形下的修復效果。總的來說，淋洗法在實際場地修復中應用較為廣泛，修復成本相對較低、技術成熟、可大規模實施，但對于有機質含量較高、污染土主要存在于黏土層的場地修復具有局限性，且在修復過程中需妥善處理淋洗液以免產生二次污染。熱解析技術一般需在高溫環境中進行，故修復成本相對較高；另外，高溫灼燒將破壞土壤原本的理化性質，對于農用地汞污染修復并不適用，低溫熱解析則有效解決了該問題。電動修復法耗費資金較大，適用于滲透性較低的土壤，較難大面積應用。植物修復相對其他物理化學技術較為溫和且無二次污染風險、對土壤理化性質破壞性最低，但修復周期較長且受氣候影響明顯。在后期汞污染場地修復中，通過交叉聯合修復技術來實現各修復技術的優勢互補，將成為潛在的發展方向。