污染土壤修復后合理化利用研究

徐石林 賀萬亮

（1.浙江雙源環境科技有限公司，浙江 寧波 315000； 2.浙江緣森生態環境科技有限公司，浙江 寧波 315000）

一般來說，修復之后的污染土壤也可以保持其形態和功能，可實現資源再利用的目的，但是從現實情況來看，我國對于修復后污染土壤的資源化利用重視程度不足，通常情況下就是采用將修復后污染土壤送到消納場處理的方式。考慮到當今時代背景下土壤資源日趨緊張，如果沒有采取合理的方式對修復后污染土壤進行合理化利用，會在一定程度上造成資源浪費的情況，因此有關部門需要堅持安全可行的原則對修復后的污染土壤進行重復利用，以貫徹落實黨和國家提倡的可持續發展戰略。

1.污染土壤修復后合理化利用的現狀分析

黨中央在2016年制定了《土壤污染防治行動計劃》，并且要求各級政府將土壤治理的重點放在污染土壤一次性修復達標上，但是我國對于污染土壤修復的合理化利用工作還處于初期階段，利用效率比較低。從全國土壤修復再利用的情況來看，污染土壤修復后利用現狀不容樂觀，在合理化利用方面還存在一些問題。主要表現在污染土壤修復后合理化利用的手段比較單一，基本上最常見的利用方式就是將其制作成水泥，很少會根據實際情況將其制成多元化產品；對于污染土壤修復后合理化利用機制建設不完善，缺乏專業人才。這些問題對于修復后土壤再利用效果產生一定的負面影響，如果無法有效解決這些情況就無法有效提升污染土壤修復后合理化利用的效率和質量。目前我國正在積極推進污染土壤修復后合理化利用技術的發展，并且鼓勵各級政府積極推廣使用，綜合各方面因素制定修復后再利用的統一標準，從而降低污染土壤修復后合理化利用的難度，有效提升土壤資源利用效率。

2.污染土壤的修復和利用方式

2.1 污染土壤修復方式

2.1.1 物理修復技術

污染土壤的物理修復技術是指利用物理手段將污染物從污染土壤中分離，比較常用的就是熱處理技術。一般情況下物理修復技術常用于場地土壤有機物污染處理等工作，除了熱處理之外，也會采用土壤蒸汽浸提、微波加熱、熱脫附技術等。從現實效果來看，物理修復技術性價比比較高，技術手段比較簡單，因此受到相關技術人員的青睞。其中熱脫附技術具備處理范圍廣、設備可移動、修復后土壤再利用相對簡單等優點，因此該技術在污染土壤處理中使用頻率比較高，一些歐美國家已經實現熱脫附技術的工程化處理，并將其高效應用于高濃度污染場地的有機物污染土壤修復等工作中，不過熱脫附技術需要一些昂貴的處理設備，因此處理成本相對較高。另外，技術人員比較常用的就是土壤蒸汽浸提法，這種方法使用成本比較低而且操作性比較強，使用的設備比起熱脫附技術使用的設備來說成本更低，而且能夠處理的污染物質種類比較多，可以不破壞土壤結構也不會造成二次污染，正是因為該技術具備較強的優勢因此土壤蒸汽浸提法成為比較常用的方式。

2.1.2 化學修復技術

化學修復技術在污染土壤修復和再利用方面應用也比較廣泛，其中包含很多技術種類，從綜合性價比的角度上看土壤固定/穩定技術是比較受到技術人員青睞的技術種類之一。土壤固定/穩定技術主要是利用污染手段將污染物固定在土壤中，使其處于穩定狀態，從而降低有害物質的污染影響，一般來說使用該技術需要利用一些特殊的添加劑與污染土壤混合，利用化學原理降低污染土壤的活性指數，以此保證修復效果。這種方式性價比比較高，對于一般的土壤問題可以起到很好的處理效果，在日常修復中比較常用的穩定劑就是水泥。另外，土壤固定/穩定技術還可以處理一些復雜的金屬廢棄物，利用這種方式可以降低固體污染物的毒性，因其使用成本比較低、穩定性強因此深受技術人員的喜愛，但是這種方式需要較多儀器設備的支持，因此對技術人員專業能力要求比較高。此外，這項技術對于污染物埋藏深度、土壤pH 值、有機質含量等因素有一定的要求，如果影響因素比較多就會影響該技術的有效性。

2.1.3 生物修復技術

生物修復技術在污染土壤修復方面的應用研究開始于1980年左右，直到1990年左右得到實踐應用的機會。一般來說，污染土壤生物修復技術是指利用土壤中的微生物來降解吸收土壤中的污染物質，將土壤中的污染物質控制到合理的范圍之內，并且將土壤中包含的有毒物質轉化為無毒物質。技術人員在使用生物修復技術時，根據修復主體的不同可以將其分為微生物修復、植物修復以及動物修復三種模式，其中比較常用的是微生物和植物修復技術。考慮到生物修復技術具備一些物理和化學修復方式不具有的優勢而且越不容易產生二次污染，因此比較適合大面積的土壤修復工程，加之生物修復技術高效安全，符合綠色生態可持續發展的理念，因此生物修復技術成為土壤污染修復領域的發展方向之一。

2.1.4 聯合修復技術

聯合修復技術就是指利用兩種或者是兩種以上的方式開展土壤修復工作，通過這樣的方式強化土壤修復的效率和質量，突破單方式修復技術的局限，因此比較適合復雜情況下的土壤修復工作。首先，比較常用的是物理-化學聯合修復技術。物理-化學修復技術是利用環己烷和乙醇提取土壤中的污染物質，然后利用光催化的方式對其進行降解，在此基礎上利用催化-熱脫附聯合技術對污染土壤進行修復。其次，微生物/動物-植物聯合修復技術也是比較常用的方式之一。技術人員經常會使用這種方式對污染土壤進行修復，例如使用紫花苜蓿和土壤中的微生物相互作用以此降低土壤中的污染物含量，在此基礎上利用根瘤菌和菌根真菌的雙重作用也能有效增強上述修復方式，強化修復作用；另外，技術人員也會使用接種食細菌線蟲處理污染土壤中含有的撲草凈成分。

2.2 污染土壤合理化利用方式

2.2.1 原位利用

技術人員比較常用的修復后污染土壤合理化利用方式之一就是原位利用法。使用這種方式的前提是根據地區生態環境情況以及當地居民的健康風險標準制定科學合理的評估指標，根據評估指標開展修復后污染土壤的合理性利用工作，在這個過程中技術人員需要注意保持評估指標和修復再利用要求的一致性，另外技術人員開展修復再利用工作需要保證土壤指標和修復方案的合理性調整，防止產生二次污染情況，同時降低污染土壤修復再利用的風險。

2.2.2 異位利用

異位利用是指將修復過后的污染土壤轉移到其他地方進行二次利用。考慮到一些污染土壤即使經過修復也不能直接在原地使用，因此技術人員需要將其轉移到其他的地方進行二次利用，借此保證污染土壤的二次利用效果。不過從實際效果來看，異位利用法無法保證對修復的污染土壤進行完全利用，在使用時也會產生一定的風險，因此技術人員在使用這種方式時需要提前做好準備工作，綜合各方面信息進行采樣分析，做好信息調查工作，為之后二次利用工作提供參考，避免產生二次污染現象以及一些其他風險。

3.污染土壤修復后合理化利用的實例

現以重金屬污染土壤修復后資源化利用制備陶粒為例進行分析和研究，首先根據重金屬污染土壤的特性進行分析，然后根據重金屬污染土壤的特征開展制備陶粒的試驗，通過試驗測試重金屬土壤修復和合理化利用的可操作性，為污染土壤修復后合理化利用提供參考。

3.1 重金屬污染土壤性質和成分分析

重金屬污染土壤主要包含礦物質和有機物質等污染物質，這些成分和陶粒的成本基本一致。從污染土壤的成分來看，重金屬污染土壤中礦物質主要是由于巖石的風化作用產生，按照礦物質的成分可以分為原生礦物質和次生礦物質兩種，具體來說包含碳酸鹽類礦物質、氧化物類礦物質以及硫化物等，這些物質對于土壤塑性有很好的作用，因此可以成為陶粒的骨架。另外，土壤中包含的有機物質主要來源于動植物殘骸以及一些腐殖酸和富里酸，這些都可以為陶粒提供發泡物質。

針對某金屬污染土壤地塊的成分進行分析，從化學元素、物理性能以及浸出毒性等角度對污染土壤進行取樣分析，在該地塊中取三個樣本A、B、C，對其進行分析，檢測到其中的成分分布如下圖所示：

圖1 某重金屬污染土壤地塊取樣化學成分分析

由上圖可見，某重金屬污染土壤中包含的各種化學成分基本上符合燒制陶粒的化學成分需求區間，可見修復之后的重金屬污染土壤可以進行陶粒加工制作。除了對重金屬污染土壤的化學成分進行研究和分析之外，也需要對其物理性能和浸出毒物進行檢測。根據下圖物理性能和浸出毒物檢測結果顯示，土樣A 和土樣B 經過生石灰修復之后其土壤的物理性能和正常的土壤性能并沒有很大的區別；土樣C 經過異位修復利用之后自身所含的礦物質產生大量流失，因此其可塑性較低，制作陶粒時會產生一定的影響。經過修復之后的重金屬污染土壤已經不具備危險性，可以進行合理性利用。

圖2 某重金屬污染土壤地塊取樣物理性能分析

圖3 某重金屬污染土壤地塊取樣浸出毒物檢測

3.2 修復后重金屬污染土壤資源化利用制作陶粒實驗

首先，技術人員需要對修復后的重金屬污染土壤進行預處理，對其進行自然風干工作，然后經過篩濾將直徑大于10 毫米的雜質剔除，然后將剩下的土壤依次加入5 毫米、2.5 毫米、1.25 毫米、0.63 毫米的篩網中，將其中包含的一些其他物質篩除，將經過0.63 毫米篩網的土壤進行研磨處理，重復篩濾得到細料。完成上述工作流程之后，取10 組樣本按照不同的比例加入其他添加物質和水將其制成直徑12 毫米的球狀體。之后，技術人員將球狀體放入干燥箱中風干，設定干燥箱溫度為105 度，將球狀體放在干燥箱中六小時，待干燥完成之后放入電爐焙燒，然后快速冷卻。

其次，得到最終成品之后對陶粒的性能進行測試，針對發泡倍數、筒壓強度、堆積密度的性能進行檢測。根據檢測結果可以發現，樣本A 和樣本B 制成陶粒之后因其自身所含的物質和物理性能比較好，因此生成的陶粒堆積密度和發泡情況比較好，但是樣本C 受到自身因素的影響出現干裂情況，容易出現裂紋，可見污染土壤中的成分會影響自身的可塑性，最終直接影響陶粒的質量。

4.污染土壤修復后合理化利用的有效措施

4.1 采用多元化利用方式提升污染土壤的利用效率

為了貫徹落實黨和國家提出的綠色生態可持續發展的理念，各級政府都在積極推進修復后污染土壤的合理性利用工作，不僅有效提升了對修復后污染土壤合理性利用的重視程度，也在采用多元化手段提升污染土壤的利用效率。首先，有關部門將修復后的污染土壤合理應用于道路建設活動中，確保污染土壤可以發揮自身的二次利用價值，但是采用這種方式需要注意遠離水源保護區，避免污染土壤中的污染物質對水源質量造成負面影響，同時使用污染土壤建設道路基礎設施時需要注意保護其中的管線，避免土壤中包含的有機物和酸性物質對管線造成影響，避免發生腐蝕管線的情況。其次，有關部門可以將污染土壤應用于農用地表層土攤鋪中，提升農用地的土層厚度。如果使用這種方式有關部門需要聘請專業團隊和工作人員對污染土壤進行生物修復，避免污染土壤中包含的有害物質對農作物和其他生物造成影響。為了保證污染土壤修復后合理化利用的效果，有關部門需要綜合各方面因素制定統一、合理的標準，根據不同的污染土壤類型制定針對性修復后合理化利用方案，科學采用不同的利用方案實現二次利用的目的。一般來說，修復后的污染土壤經常會被用于城市綠化、建筑工地回填、道路路基填充等領域，借此提升資源利用效率，落實可持續發展的目標。再者，有關部門可以和一些環保企業合作，將修復后的污染土壤用作其他產品的制作，根據修復后污染土壤的化學成分、物理性能等因素合理策劃環保產品，例如上文所說的將修復后的重金屬污染土壤制成陶粒等。通過環保加工和二次利用提升修復后污染土壤的價值，在滿足環保目標的基礎上提升經濟效益。

4.2 強化修復后污染土壤合理化利用的監管力度

實施修復后污染土壤合理化利用工作之后需要強化監管效力，借此保證合理化利用的效果。首先，有關部門需要加強人才隊伍建設力度，抽調專業人才組成專業管理團隊，利用人才開發和培訓提升其專業水平，幫助專業人才接觸更多先進的環保知識以及污染土壤再利用的技巧，并且加強對相關利用原則的宣傳力度，確保工作人員可以找到更多合理化利用的思路和方法，根據修復后污染土壤合理化利用的要點和標準開展工作，提升合理化利用的發展進程。其次，有關部門需要綜合各方面因素完善修復后污染土壤合理化利用的管理機制，強化責任制度建設，利用獎懲機制和考核機制強化監管力度，確保各個部門和工作人員可以明確自身的職責和義務。一旦發生任何問題，有關部門可以憑借監管機制第一時間找到責任人，借助相關的責任機制督促工作人員合法合理開展再利用工作。另外，有關部門也可以根據工作人員的表現，給予那些有創意性想法的工作人員一定獎勵，借此激勵工作人員積極創新修復后污染土壤合理化利用的方案，尋找更適合的方式提升資源利用效率。

4.3 合理調整再利用的限制范圍，構建科學合理的程序機制

有關部門需要強化修復后污染土壤合理化利用的宣傳力度，確保社會大眾對于修復后污染土壤合理化利用有正確的認識，并且積極推廣合理化利用的方式和技術，尤其是在農業領域加強推廣力度，最大限度提升再利用的效率，在不影響農業生產質量和安全性的前提下為修復后污染土壤的合理化再利用提供新的思路和途徑。另外，國家和各級政府可以設立基金或者是制定相應的補貼政策，給予那些研究修復后污染土壤合理化利用的企業一定的補助，增強其研究實力，確保合理化利用技術的發展，并且為其提供人才和資源支持加速技術創新，進而降低修復后污染土壤合理化利用的限制，提升利用合理性。在此基礎上有關部門還需要加強對污染土壤修復利用的監管力度，利用實時跟蹤的方式全面掌握再利用的情況，全面評估各種資料保證污染土壤修復利用的安全性。對此，有關部門需要完善污染土壤的修復方式和利用方式并且做好調查分析工作，對再利用效果進行風險評估，確保修復后污染土壤合理化利用不會對周邊生態和居民造成負面影響，借此完善污染土壤修復利用的程序機制。

結語

綜上所述，隨著時代的發展變化以及國民環保理念的提升，國家對于修復后污染土壤的合理化利用工作保持高度重視。考慮到如今我國土壤資源比較緊張，因此秉持可持續發展理念開展土壤修復利用工作意義重大。加強對這方面的研究不僅可以尋找到更先進高效的利用方案，也可以進一步提升污染土壤的利用效率，為其尋找適合的二次利用渠道，確保污染土壤經過修復之后可以在此發揮自身的價值，為人民群眾提供新的產品，在保證使用安全性的前提下提升污染土壤的價值和效用，全面推進我國環境治理的效果和生態環境的質量，貫徹落實黨中央提出的綠色生態可持續發展的理念，推動污染土壤修復利用產業的發展進程。