胡清華
摘 要 本文概述了污染土壤修復(fù)技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,詳細(xì)闡述了物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)、生物修復(fù)的優(yōu)缺點(diǎn),最后對該領(lǐng)域今后的研究方向進(jìn)行了展望。
關(guān)鍵詞 土壤污染 土壤修復(fù) 研究現(xiàn)狀
中圖分類號:X53 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
0引言
土壤是人類賴以生存的不可或缺的自然環(huán)境和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要自然資源,隨著經(jīng)濟(jì)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高,全球工業(yè)化導(dǎo)致大量具有潛在毒性的化合物排放到環(huán)境中,使土壤遭受污染日益嚴(yán)重,在許多發(fā)展中國家和發(fā)達(dá)國家,都面臨著土壤污染嚴(yán)重阻礙農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的問題。近些年關(guān)于土壤污染的媒體報(bào)道屢見不鮮。1992年遼寧省一家冶煉廠私自排放有毒化工廢渣使土壤和植被受到嚴(yán)重的污染,污染深度達(dá)140厘米。2009年廣東珠三角地區(qū)一名嬰兒被檢測血液中鐵元素含量超標(biāo)高達(dá)180倍,銅含量超標(biāo)更是高達(dá)5200倍。土壤污染的污染物類型既有持久性的,也有非持久性的,來源形式多元化,工礦業(yè)廢棄沒有有效的處理,工業(yè)“三廢”的超標(biāo)排放得不到監(jiān)管是出現(xiàn)大面積重度土壤污染的主要原因。
1污染土壤修復(fù)技術(shù)研究現(xiàn)狀
早在20世紀(jì)80年代以前,歐美等國家主要以物理、化學(xué)土壤修復(fù)技術(shù)為主,采用挖掘填埋、淋洗、化學(xué)萃取、熱脫附等技術(shù)。Ram等的研究發(fā)現(xiàn)土壤中的揮發(fā)性有機(jī)物(VOCS)可利用低溫?zé)峤馕夹g(shù)可有效去除。而今由于生物修復(fù)具有高效、廉價等優(yōu)點(diǎn)被研究者重視。Kumar等在鉛含量740ug/ml的淋溶液中種植印度芥菜盆栽,三個星期后,鉛含量下降到22ug/ml,證明印度芥菜對鉛元素有較強(qiáng)的吸收作用。由于污染類型的多樣性導(dǎo)致修復(fù)技術(shù)的多元化,對于一些復(fù)合型的土壤污染可采用聯(lián)合修復(fù)技術(shù)。近些年,我國對土壤污染的重視程度不斷提高,在土壤污染修復(fù)技術(shù)研究方面的資金投入也不斷增加,所以,我國的土壤修復(fù)技術(shù)方面也取得了豐碩的成果。下面簡要介紹國內(nèi)外污染土壤修復(fù)技術(shù)研究現(xiàn)狀。
1.1污染土壤物理修復(fù)技術(shù)
污染土壤物理修復(fù)技術(shù)是指通過各種物理手段如挖掘、電動、熱解吸等方式,將污染物從土壤中分離或去除的技術(shù)。該技術(shù)具有修復(fù)周期短、適用范圍廣泛、操作簡單等特點(diǎn),但成本較高,容易破壞土壤內(nèi)部生態(tài)結(jié)構(gòu)且易造成二次污染。常見的修復(fù)方法有:(1)換土/焚燒法,優(yōu)點(diǎn):優(yōu)效率高,適用廣泛,操作簡單,我國短期市場前景較好;缺點(diǎn):高成本,高耗能,容易破壞土壤內(nèi)部生態(tài)結(jié)構(gòu)且易造成二次污染,客觀的非原生態(tài)土壤仍需對其成分進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。(2)電修復(fù)法,優(yōu)點(diǎn):經(jīng)濟(jì)效益高、不破壞土壤生態(tài)環(huán)境;缺點(diǎn):當(dāng)土壤含水率低于10%時,處理效果會大大降低,而且會產(chǎn)生有害副產(chǎn)物(如:氯氣、丙酮等)。(3)熱脫附技術(shù),優(yōu)點(diǎn):污染物處理范圍寬、設(shè)備可移動、修復(fù)后土壤可再利用;缺點(diǎn):相關(guān)設(shè)備價格昂貴、脫附時間過長、處理成本過高。(4)蒸氣浸提技術(shù),優(yōu)點(diǎn):成本低、可操作性強(qiáng)、可采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備、處理有機(jī)物的范圍寬、不破壞土壤結(jié)構(gòu)和不引起二次污染等優(yōu)點(diǎn);缺點(diǎn):成本高。
1.2污染土壤化學(xué)修復(fù)
土壤污染化學(xué)修復(fù)技術(shù)是通過向土壤中投入化學(xué)改良劑,吸附、溶解、氧化還原、絡(luò)合或沉淀土壤中的污染物,以降低污染物的遷移性或有效性常用的化學(xué)修復(fù)技術(shù),常見的化學(xué)修復(fù)技術(shù)有:(1)固定/穩(wěn)定化技術(shù),優(yōu)點(diǎn):可以處理多種復(fù)雜金屬廢棄物,形成的固體毒性低,穩(wěn)定強(qiáng),處置費(fèi)用也較低;缺點(diǎn):所需的儀器設(shè)備較多,污染物埋藏深度、土壤pH值都會影響該技術(shù)的應(yīng)用。(2)淋洗/浸提技術(shù),優(yōu)點(diǎn):可輕易去除有機(jī)污染物,如PCBs、油脂類等;缺點(diǎn):用水較多,修復(fù)場地要求靠近水源,需要處理廢水而增加成本。(3)化學(xué)氧化—還原技術(shù),優(yōu)點(diǎn):對無機(jī)污染物處理效果明顯;缺點(diǎn):氧化還原劑及其產(chǎn)物對土壤生態(tài)結(jié)構(gòu)有一定影響。(4)化學(xué)脫鹵技術(shù),優(yōu)點(diǎn):修復(fù)周期短;缺點(diǎn):一些脫鹵劑能與水起化學(xué)反應(yīng),高粘土含量及含水率會增加處理成本。
1.3污染土壤生物修復(fù)
污染土壤生物修復(fù)技術(shù)是指依靠生物的生命代謝活動以減少土壤環(huán)境中有毒有害物的濃度,從而使土壤環(huán)境能夠部分地或完全地恢復(fù)到初始狀態(tài),常見的生物修有:(1)植物修復(fù),優(yōu)點(diǎn):成本低、不破壞場地結(jié)構(gòu)、無二次污染、美化環(huán)境等;缺點(diǎn):時間長,受外界環(huán)境影響大,能用于植物修復(fù)的植物種類單一,難以滿足當(dāng)前較多的污染型。(2)動物修復(fù),優(yōu)點(diǎn):成本低,對土壤的生態(tài)特性影響較小,應(yīng)用范圍廣;缺點(diǎn):修復(fù)時間長,修復(fù)效果取決于動物對周圍環(huán)境的適性。(3)微生物修復(fù),優(yōu)點(diǎn):成本低,操作簡單且無二次污染;缺點(diǎn):受環(huán)境因素的制約且對污染物的針對性較強(qiáng)。
2研究展望
污染土壤的修復(fù)治理是一個綜合的復(fù)雜過程,涉及眾多因素,單一的修復(fù)技術(shù)必然受到制約,影響修復(fù)效果。即使單一污染土壤,也必須綜合考慮各種因素,采用多種修復(fù)技術(shù)結(jié)合,形成適應(yīng)于現(xiàn)場污染土壤狀況及條件、集多種方法優(yōu)點(diǎn)于一體的綜合修復(fù)技術(shù),以達(dá)到徹底修復(fù)污染土壤的目的。
參考文獻(xiàn)
[1] 駱永明.污染土壤修復(fù)技術(shù)研究現(xiàn)狀與趨勢[J].化學(xué)進(jìn)展,2009,2(21):558-565.
[2] 周際海,黃榮霞,樊后保等.污染土壤修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[J].水土保持研究,2016,3(23):366-372.
[3] 周際海,袁穎紅,朱志保等.土壤有機(jī)污染物生物修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào),2015,24(02):343-351.endprint