關于污染土壤修復技術的研究現(xiàn)狀與趨勢分析

李 暉

（揚州市生態(tài)環(huán)境局，江蘇 揚州 225000）

引言

水、氣、土是當前生態(tài)環(huán)境保護三大要素，打好凈土保衛(wèi)戰(zhàn)，保護好老百姓的米袋子、菜籃子、水缸子安全是現(xiàn)階段迫切需要解決的問題[1]。人類生產(chǎn)活動產(chǎn)生的污染物和工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì)進入到土壤中，超出了土壤自身的承受能力和范圍，造成土壤的功能下降。土壤污染具有隱蔽性和滯后性的特點，不易被發(fā)現(xiàn)，修復難度大。土壤污染不僅會影響農(nóng)作物，同時也會間接危害到人體健康。我國的國土面積大，加之受到人因素和環(huán)境因素的影響，導致我國的土壤污染種類多，不同類型的土壤的污染治理也存在明顯的差異性。為此，應該加強對各個地區(qū)土壤環(huán)境的質(zhì)量的監(jiān)測工作，分析土壤污染的類型，才能有針對性的修復，減少土壤造成的不利影響。

1 土壤污染現(xiàn)狀

1.1 土壤的重金屬污染

重金屬污染主要是由污水灌溉造成。研究顯示，如果在面積約為140萬公頃的污水污染中，遭到重金屬污染的土壤面積約占污水灌溉區(qū)面積的65%。此外，重金屬污染會影響我國的糧食產(chǎn)量。

1.2 土壤的有機污染

城市化進程的加快，增加了城市附近的有機物的污染數(shù)量，尤其是一些農(nóng)業(yè)地區(qū)僅靠工業(yè)附近，土壤污染的概率明顯增多。土壤中會富含一些有機污染物，在食物鏈的作用下進行傳播和轉移，直接危害人體的健康，尤其在轉移中還會導致含量的增加。有毒的有機污染物通過食物鏈會直接危害人體的健康，長期在人體內(nèi)儲存。

1.3 土壤的放射性污染

核技術在多個領域的應用導致一些放射性污染物的排放越來越多，進入到土壤之后直接通過食物鏈的方式轉移，一旦進入到人體，會增加疾病的發(fā)生概率。

2 土壤污染的主要來源

2.1 生活污染

人類的生產(chǎn)生活活動范圍擴大會增加生活污染的發(fā)生概率，在生產(chǎn)中會排放一些沒有經(jīng)過處理的污水，破壞土壤環(huán)境。尤其是排放的污水中會摻雜一些有害的物質(zhì)，深入到土壤中產(chǎn)生大量的病原菌，造成土壤的污染。經(jīng)過一段時間之后，細菌會大量的繁殖和生長，危害植物的生長。

2.2 工業(yè)污染

在城市化進程加快的背景下，許多的工業(yè)園區(qū)建在城郊附近，和農(nóng)田距離較近，會排放一些沒有經(jīng)過處理的工業(yè)的污染物和廢棄物，進入飲水資源或者排放到周圍的農(nóng)田，會造成嚴重的土壤環(huán)境污染，或一些工業(yè)廢水中含有大量的重金屬有毒有害物質(zhì)，長期停留在土壤中會富集，最終會進入到人體內(nèi)，危害人體健康。

2.3 農(nóng)業(yè)污染

我國是農(nóng)業(yè)大國，同時也存在著嚴重的耕地污染問題，這就需要做好農(nóng)田的土壤污染的風險防范和土壤的修復工作。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，利用化肥和農(nóng)藥能夠實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品的增產(chǎn)和增收，同時能夠預防害蟲，減少病蟲害的發(fā)生概率。但是如果化肥和農(nóng)藥使用不當，會造成嚴重的土壤污染問題，不僅會破壞生態(tài)系統(tǒng)的平衡，同時也會通過食物鏈來危害人體的健康。

3 污染土壤修復技術

3.1 污染土壤工程修復技術

污染土壤工程修復技術在當前應用范圍廣泛，主要的操作方法就是將受到污染的土壤翻到底層，之后更換上沒有經(jīng)過污染的土壤。或者將經(jīng)過污染的土壤挖走，置換上沒有污染的土壤，以此降低土壤中的濃度，應用普遍。該技術有其自身的優(yōu)點，包括技術的穩(wěn)定性能強、無污染和技術可靠成熟，但是工作量大，措施不當無法徹底的根除土壤中的污染物等，還需要對污染的土壤進行存放處理，需要投入一定的人力、物力和財力。

3.2 物理修復技術

該技術的操作原理如下所述，將受到污染的地區(qū)的土壤去除，或者選擇分離技術，當前的土壤修復技術有許多種，比較常見的有3種技術。

3.2.1 蒸氣浸提技術

土壤蒸氣浸提技術是一種原位修復技術，該技術主要對具有揮發(fā)性的有機污染物的處理有著很好的效果，優(yōu)勢明顯，包括成本低和可操作性強，同時對有機物的處理范圍廣泛，也不會對土壤造成過多的傷害和二次污染等，因此在生產(chǎn)有機物的化工廠和石油污染比較嚴重的地區(qū)可以使用。

3.2.2 超聲微波加熱技術

超聲微波加熱技術是比較新的物理土壤修復技術之一。利用該技術能夠去除粒狀土壤中的污染物，經(jīng)過一系列的處理之后，可以在環(huán)境中形成容易降解的小分子化合物。如果土壤被石油污染，可以選用該技術，修復作用明顯。

3.2.3 熱脫附技術

熱脫附技術對多氯聯(lián)苯等處理，同時修復之后的土壤的再生利用能力強。尤其是在土壤修復的過程中對持久性有機物污染物的處理效果明顯。在一些污染比較嚴重的地區(qū)，可以利用該技術進行修復，但是修復的設備價格比較高，同時在修復的過程中具有時間長的特點，在一定程度上影響了該技術的應用和推廣。從當前該技術的應用情況來看，應該做好不同類型的土壤的前處理和脫附廢氣處理工作，是熱脫附技術未來的方向。

3.3 化學修復技術

3.3.1 固化—穩(wěn)定修復技術

該技術是常見的土壤污染修復技術之一，就是將污染土壤和某些具有凝結作用的粘結劑混合，實現(xiàn)污染物的固定，一旦污染物長期處于穩(wěn)定的狀態(tài)，土壤修復工作會比較容易。該技術的優(yōu)勢明顯，將污染物固定的過程中不會出現(xiàn)轉移的狀況，能夠減少污染物對土壤的污染程度。具有效果好和成本低的優(yōu)點，特別是在一些非敏感地區(qū)的污染土壤的處理方面效果顯著，能夠降低治理的成本，比較常見的固化穩(wěn)定劑包括石灰瀝青和水泥等，其中的水泥的應用范圍比較廣泛[2]。

3.3.2 淋洗技術

該技術需要利用淋洗劑，將其注入到污染的土壤或者沉積物中，經(jīng)過處理之后會產(chǎn)生廢水，達標之后才能夠排放，處理之后的土壤的安全性能增強，可以再利用，提高資源的利用效率。該技術的優(yōu)勢明顯，并且在多個國家得到了應用和推廣，在重金屬污染或者多個污染物混合污染等方面發(fā)揮著重要的修復作用。但是該技術的弊端明顯，在修復過程中需要利用水資源，應該靠近水源，做好廢水排放的處理工作，需要有專業(yè)的處理設備，增加了土壤修復的處理費用，為此，做好該技術的設備研究以及污水處理費用降低的研究仍然是重要的課題。

3.3.3 氧化還原技術

土壤氧化還原技術就是將土壤中放入化學氧化劑，包括過氧化氫和高錳酸鉀等，也可以放入還原劑，和污染物能夠發(fā)生化學反應，實現(xiàn)土壤的凈化。一旦土壤和地下水被有機物污染，可以利用氧化還原技術進行修復。該種修復技術的反應速度快和修復的時間短，同時對污染物的性質(zhì)和濃度不敏感，對處理有機污染物的效果明顯。經(jīng)過處理之后會產(chǎn)生一些無害的反應物，減少對生態(tài)環(huán)境的破壞。另外，可以將該技術和其他的修復方法相結合，能夠提高效率。

3.3.4 光催化降解技術

該技術是一種土壤氧化修復技術，針對一些有機污染物的土壤的修復工作有著很明顯的效果。另外，在修復之前要做好土壤中的成分的分析工作，包括土壤水分和土壤的pH值，否則會影響修復的效果。另外，一旦土壤中的氧化鐵的含量不明確，也在一定程度上影響該技術的應用。

3.3.5 電動力學修復技術

利用電化學和電動力學相結合的技術可以衍生出電動力學修復技術，主要的操作原理如下所述，將污染物集中，之后對其進行集中的分離處理。隨著科技進步，該技術已經(jīng)比較成熟，進入到了現(xiàn)場修復的階段，做好該技術的研究非常的關鍵，主要的研究領域包括對一些重金屬的土地的污染的修復。

電動力學修復技術優(yōu)點明顯，修復速度快和成本低，如果出現(xiàn)小范圍的多種的重金屬污染，可以選擇該種土壤處理和修復技術，尤其在可溶性有機物污染土壤的修復工作方面，發(fā)揮著很重要的作用。該技術可減少二次污染的概率。為此，未來的技術應該加強對電動強化的復合污染土壤聯(lián)合修復技術的研究。

3.4 生物修復技術

3.4.1 微生物修復技術

微生物修復技術是當前主要的生物修復技術之一，比較常見的技術包括生物通方法。該技術需要在地表上打井，并且配備鼓風機和抽風機，保空氣能夠在土壤中循環(huán)。通過該種土壤修復方法能夠增強微生物降解土壤污染物的能力，具有很好的修復效果。

3.4.2 動物修復技術

動物修復技術需要利用一些動物種群，動物的進食、消化和排泄等活動能夠增強對土壤中的重金屬的吸收，有效的減少重金屬的含量，從而達到土壤修復的目的。此外，土壤中的蚯蚓是當前主要使用的動物修復技術中的動物之一，利用其代謝作用能夠實現(xiàn)對土壤中的污染物的吸收，降低土壤中污染物的毒性。

3.4.3 植物—微生物聯(lián)合修復技術

植物—微生物的聯(lián)合修復技術是一種主要的修復技術之一，需要利用土壤中的植物和微生物來實現(xiàn)對土壤中污染物的降解，將植物修復技術和微生物修復技術有效的結合，提高了修復的效果，是未來土壤污染修復的主要研究領域，對提高生物修復技術的效率具有重要的作用，并且優(yōu)勢明顯。

植物和微生物的聯(lián)合修復技術的市場前景好和市場效能高，在修復機制和理論體系方面還有許多需要完善的地方，需要相關的技術人員加強對植物和微生物聯(lián)合修復技術的研發(fā)力度。

4 污染土壤治理技術的趨勢

4.1 向綠色土壤生物修復技術發(fā)展

土壤污染治理中的修復技術是我國生態(tài)環(huán)境的重要組成部分，相關的工作部門不僅要加大對土壤污染修復技術的研發(fā)力度，同時還應該向著綠色化和高效化的方向發(fā)展，在修復的過程中減少對生態(tài)環(huán)境的破壞，因而出現(xiàn)了生物修復技術。該技術對外界的環(huán)境要求比較高，要結合污染的類型堅持因地制宜的修復原則，更好的發(fā)揮生物修復技術的綠色污染的特點，減少對生態(tài)環(huán)境的破壞。

4.2 從單一修復技術向多技術發(fā)展

選擇單一的修復技術效果不理想，在未來的土壤污染修復中，應該向著聯(lián)合修復技術，增強修復的效果。尤其是我國的土壤修復工作起步比較晚，加之比較單一的修復技術的影響，導致修復的效果比較差，主要選擇物理修復技術和化學修復技術，可能會對土壤造成不同程度的二次污染，也在一定程度上增加了修復的難度，很難達到修復的目標。將來，應多研發(fā)技術聯(lián)合修復技術，這也是土壤污染修復技術的趨勢。當前比較常用的多技術聯(lián)合修復技術，包括土壤微生物修復技術和原位固化-穩(wěn)定化修復技術。該修復技術的使用階段可以融合化學淋洗技術，能夠去除一些揮發(fā)性和半揮發(fā)性的有機的污染物，可以提高該技術的修復效果。

4.3 從異位向原位土壤修復技術發(fā)展

該技術就是對污染的土壤進行挖掘處理，實現(xiàn)土壤位置的更換，將原有受到的污染的土壤重新?lián)Q上沒有經(jīng)過污染的土壤。但是該種修復方法的成本比較高，對土壤表層的污染的治理效果好，不能有效的修復深層的土壤，無法滿足土壤污染的治理目標。隨著科技水平的進步，一些研發(fā)部門已研究出多種原位修復技術，在治理不同污染場地方面發(fā)揮著重要的作用。

4.4 加強對環(huán)境功能修復材料的技術研究

隨著科技水平的進步，出現(xiàn)了許多先進的技術，包括黏土礦物改性技術和催化劑催化技術，在土壤環(huán)境和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領域得到了廣泛的應用，要加大對這些方面技術的研究，同時將其應用到污染土壤環(huán)境的修復工作中。

通過調(diào)查研究分析可知，選擇納米鐵粉和氯化鈦，能夠去除土壤和地下水中的有機氯等污染物。但是從當前的環(huán)境功能材料的研發(fā)情況來看，還有很大的市場前景。此外，該技術的應用對環(huán)境安全和生態(tài)健康風險還很難評估，還需要加大對該技術的應用條件和長期效果的研發(fā)，同時要重點探索該技術對生態(tài)環(huán)境的影響。

5 土壤修復治理的具體流程

5.1 查清查透地塊污染情況

2019年1月1日起實施的《中華人民共和國土壤污染防治法》規(guī)定，對土壤污染狀況普查、詳查和監(jiān)測、現(xiàn)場檢查表明有土壤污染風險的建設用地地塊，應當進行土壤污染狀況調(diào)查（以下簡稱“調(diào)查”）。調(diào)查分為三個階段的過程，第一階段調(diào)查以收集資料、人員訪談和現(xiàn)場踏勘為主的污染識別，判斷地塊內(nèi)及周邊區(qū)域當前和歷史上是否有可能污染；第二階段調(diào)查以采樣和分析為主的污染證實階段，通過實驗數(shù)據(jù)確定污染物種類、程度和空間分布；第三階段調(diào)查以更為細致的采樣和分析為主，為下一步的風險評估準備必要的數(shù)據(jù)參數(shù)[3]。

5.2 摸清污染風險是否可接受

充分利用前期調(diào)查的數(shù)據(jù)參數(shù)，結合用地方式、暴露情景和可接受風險水平地塊風險評估結果未超過可接受風險水平，可安全利用，風險評估結果超過可接受水平，計算土壤中污染物的含量限值和，提出關注污染物的控制值。

5.3 制定修復階段和監(jiān)測階段工作方案

經(jīng)過前期的調(diào)查和風險評估，確定地塊內(nèi)的土壤污染風險不可接受，需要進行管控和修復，根據(jù)前一階段得出的污染物控制值，制定合理的管控修復方案，選擇修復模式和技術路線。

6 結語

污染土壤修復技術是當前改善生態(tài)環(huán)境的主要技術之一，在改善土壤環(huán)境污染方面發(fā)揮著重要的作用。從當前的我國的土壤污染的修復情況來看，有的地區(qū)因為受到經(jīng)濟水平的制約，技術起步較晚，需要相關工作部門加大投入的力度，包括資金和技術的支持，不斷創(chuàng)新土壤污染修復技術，減少人力和物力的浪費，降低對生態(tài)環(huán)境的污染，減少土壤污染造成的不利影響。