陶 鑫

北京建工環(huán)境修復(fù)股份有限公司，北京 100000

隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，化肥和農(nóng)藥被大量使用，加上工業(yè)生產(chǎn)、石油開采、畜牧業(yè)養(yǎng)殖以及居民生活等也會排出污染物到土壤中，目前土壤問題已經(jīng)成為亟需研究和解決的問題之一。土壤污染不僅會和其他環(huán)境污染匯合，加劇對人類生存環(huán)境的破壞，而且還會對農(nóng)產(chǎn)品造成嚴(yán)重污染，從而影響人的身體健康。鑒于此，進(jìn)行污染土壤修復(fù)研究工作，可有效降低土壤污染程度，阻止污染物對人體健康造成傷害，同時也可促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。

1 污染土壤的修復(fù)技術(shù)

污染土壤修復(fù)技術(shù)是通過化學(xué)、物理和生物等手段，以轉(zhuǎn)移、吸收、降解和轉(zhuǎn)化的形式，降低土壤中污染濃度，或?qū)⒂泻ξ廴疚镛D(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。在過去近40年全球范圍內(nèi)有關(guān)污染土壤修復(fù)技術(shù)的研究和應(yīng)用，目前化學(xué)修復(fù)、物理修復(fù)和生物修復(fù)、聯(lián)合修復(fù)技術(shù)體系已經(jīng)形成，也積累了相關(guān)土壤修復(fù)工作的經(jīng)驗(yàn)。雖然我國污染土壤修復(fù)的研究起步較晚，研發(fā)水平和應(yīng)用水平和其他國家有一定差距，但是近幾年來一些研究活動對污染土壤修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用具有推動作用，尤其是在國家政策支持下，我國關(guān)于污染土壤修復(fù)技術(shù)的研究和發(fā)展取得了一定成果。本文將對化學(xué)修復(fù)、物理修復(fù)、生物修復(fù)和聯(lián)合修復(fù)技術(shù)的研究進(jìn)展進(jìn)行探討。

1.1 污染土壤化學(xué)修復(fù)技術(shù)

污染土壤化學(xué)修復(fù)是一種發(fā)展最早的修復(fù)技術(shù)，包括土壤固定/穩(wěn)定化技術(shù)、淋洗技術(shù)、氧化還原技術(shù)、光催化降解技術(shù)和電動力學(xué)修復(fù)技術(shù)。其中，固定/穩(wěn)定化技術(shù)指的是通過將污染物固定在土壤中，避免污染物釋放擴(kuò)散到土壤中，從而減少大面積土壤破壞。該技術(shù)具有成本較低、應(yīng)用相對廣泛等特點(diǎn)，尤其是在處理多種復(fù)雜金屬廢棄物土壤中，穩(wěn)定性強(qiáng)、成本費(fèi)用低廉，常用的固化劑有石灰、瀝青和硅酸鹽水泥等，其中水泥應(yīng)用最為廣泛。但是因?yàn)樵摷夹g(shù)所需要的設(shè)備較多，操作比較復(fù)雜，污染物的埋藏深度和土壤的酸堿值、有機(jī)質(zhì)的含量也會影響該技術(shù)應(yīng)用。其次，淋洗技術(shù)是指利用水或其他含沖洗主助劑的水溶液、酸堿溶液等注入到污染土壤中，清除土壤污染物的技術(shù)。該技術(shù)可以處理復(fù)雜的難以去除的有機(jī)污染物，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到重金屬污染區(qū)或多污染物區(qū)域的修復(fù)工作中。再次，化學(xué)氧化還原技術(shù)是在土壤中加入臭氧等氧化劑或二氧化硫等還原劑，使污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)對土壤的凈化處理。該技術(shù)可以對還原作用敏感的污染土壤區(qū)域進(jìn)行修復(fù)。此外，光催化降解技術(shù)是一種比較新的土壤修復(fù)技術(shù)，也是通過化學(xué)氧化作用，對含有農(nóng)藥的污染土壤進(jìn)行修復(fù)。但是土壤的質(zhì)地、厚度、水分、酸堿值、氧化鐵含量等會對該技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)生一定影響。土壤中氧化鐵含量越高，光催化降解的處理可以得到有效控制，土壤黏粒少、污染物遷移的速度快，則光解的速度也快。最后，電動力學(xué)修復(fù)技術(shù)是將電化學(xué)和電動力學(xué)聯(lián)合起來，將污染物集中到電極區(qū)然后進(jìn)行集中處理。該技術(shù)具有成本低廉、處理速度快等優(yōu)點(diǎn)，且不需要化學(xué)藥劑的加入，修復(fù)不會對環(huán)境造成影響，治理效果較好，不會形成二次污染。

1.2 污染土壤物理修復(fù)技術(shù)

物理修復(fù)制度是通過物理手段將污染土壤中的污染物去除或分離。主要包括熱脫附技術(shù)、土壤蒸氣浸提技術(shù)、微波加熱技術(shù)等。其中，熱脫附技術(shù)指的是通過熱交換處理，將土壤中的污染機(jī)組成分提升到一定的溫度，從而通過蒸發(fā)將污染物和土壤分離開來。其具有污染物處理范圍廣、設(shè)備輕便、操作簡單、修復(fù)以后的土壤可再利用等優(yōu)點(diǎn)，目前歐美國家已將土壤熱脫附技術(shù)應(yīng)用到高濃度污染場地污染土壤的修復(fù)中，不過設(shè)備價格較貴、修復(fù)時間長、處理成本高，熱脫附技術(shù)在污染土壤修復(fù)中的應(yīng)用還不廣泛。其次，土壤蒸氣浸提技術(shù)是一種原位修復(fù)技術(shù)，能有效去除污染土壤中的揮發(fā)性有機(jī)污染物，主要操作方式是將新鮮空氣注入到污染土壤中，再通過吸收土壤中的有機(jī)污染物經(jīng)過抽取井回到地面，抽取出來的氣體經(jīng)過活性炭吸附或生物處理凈化處理，可以排放到空氣中或者注入到地下使用，該方法具有成本低、操作性強(qiáng)以及處理范圍廣、不會破壞土壤結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)。

1.3 污染土壤生物修復(fù)技術(shù)

生物修復(fù)從廣義上來講，主要指的是利用土壤中的植物、動物和微生物等，對土壤中的污染物進(jìn)行吸收、降解或轉(zhuǎn)化，將土壤污染程度降低或?qū)⒂泻ξ镔|(zhì)轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。從狹義上講，主要指的是微生物修復(fù)，也就是利用土壤中的微生物，將污染物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。根據(jù)修復(fù)主體的不同，可分成植物修復(fù)技術(shù)、動物修復(fù)技術(shù)和微生物修復(fù)技術(shù)。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是低耗能、高效可靠、安全性高。其中，植物修復(fù)技術(shù)指的是利用土壤中的植物和根系微生物將污染物進(jìn)行降解或轉(zhuǎn)化，植物會對金屬元素、有機(jī)污染物和放射性等有害物質(zhì)進(jìn)行吸收、過濾和固定，從而達(dá)到土壤凈化的目的?？梢员恢参镂招迯?fù)的污染物質(zhì)有金屬物質(zhì)、農(nóng)藥、石油和有機(jī)污染物、放射性元素等，與其他修復(fù)技術(shù)相比，具有技術(shù)成本低、環(huán)境影響小、穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。微生物修復(fù)技術(shù)指的是利用土壤中的微生物群，在合適的環(huán)境下，發(fā)揮其代謝功能，從而有效降低污染物活性，將有害物質(zhì)降解轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。目前，該技術(shù)的修復(fù)研究工作在于提高微生物在土壤中的生長壽命、活性和安全性，同時基因重組、基因構(gòu)建工程的研究開展，也能進(jìn)一步提高微生物對于污染物的降解能力。動物修復(fù)技術(shù)指的是利用土壤中的動物群，直接吸收、轉(zhuǎn)化和分解土壤中的污染物質(zhì)，能有效改善土壤環(huán)境，提高土壤肥力，同時還能促進(jìn)植物和微生物群的生長。目前關(guān)于土壤中微型動物對污染土壤修復(fù)上的研究不多，未來還要進(jìn)一步展開研究探討。

1.4 污染土壤聯(lián)合修復(fù)技術(shù)

污染土壤聯(lián)合修復(fù)包括物理/化學(xué)聯(lián)合修復(fù)、微生物/植物/動物聯(lián)合修復(fù)以及化學(xué)/物理/生物聯(lián)合修復(fù)等?？梢杂行Ы鉀Q單項(xiàng)修復(fù)技術(shù)修復(fù)效率低、成效不高的問題。其中，物理修復(fù)和化學(xué)修復(fù)的結(jié)合，主要適用在污染土壤的離位處理中；微生物和動物、植物修復(fù)技術(shù)的聯(lián)合是污染土壤生物修復(fù)技術(shù)研究方面的新方向，研究表明將這幾種生物修復(fù)技術(shù)聯(lián)合起來，可以提高有機(jī)污染物被吸收、代謝和降解的速度，修復(fù)效果更好。將化學(xué)、物理和生物聯(lián)合起來，可以將三種修復(fù)技術(shù)的優(yōu)勢集中利用，是目前研究的重點(diǎn)，也是最具有應(yīng)用修復(fù)潛力的方式，尤其是在對于復(fù)雜污染區(qū)域的土壤處理中具有明顯優(yōu)勢。

2 污染土壤修復(fù)治理問題和未來趨向

污染土壤的修復(fù)治理是一項(xiàng)系統(tǒng)性的、復(fù)雜的工程，單項(xiàng)技術(shù)受到眾多因素的限制，影響修復(fù)處理效果。加上不同污染物本身性質(zhì)不同、污染土壤周邊環(huán)境條件不同，不同的修復(fù)技術(shù)具有不同的適用范圍，修復(fù)技術(shù)互相融合還需要一定時間。所以目前任何一種修復(fù)技術(shù)還不能完全修復(fù)某一種污染，或修復(fù)所有種類污染，開發(fā)應(yīng)用通用性的污染土壤修復(fù)方法是未來研究方向之一。未來有關(guān)污染土壤修復(fù)治理方面的總體發(fā)展方向包括：第一，向綠色和環(huán)境友好的土壤生物修復(fù)技術(shù)發(fā)展，尤其是微生物修復(fù)技術(shù)的發(fā)展和利用，該技術(shù)的發(fā)展既能達(dá)到綠色安全的要求，還能用于大面積污染土壤的修復(fù)治理，治理效率高、效果好。第二，從單項(xiàng)技術(shù)向聯(lián)合、雜交土壤綜合修復(fù)技術(shù)發(fā)展。隨著土壤污染物種類的增加，污染程度的增大，單項(xiàng)修復(fù)技術(shù)很難實(shí)現(xiàn)修復(fù)目標(biāo)，而發(fā)展聯(lián)合綜合的土壤修復(fù)模式將有效提高土壤污染治理的治理效果。第三，發(fā)展多重原位土壤修復(fù)技術(shù)也是近幾年的發(fā)展趨勢，處理成本低，綜合治理效果好。此外，基于設(shè)備化的快速場地污染土壤修復(fù)、污染土壤修復(fù)決策支持系統(tǒng)發(fā)展也是未來發(fā)展研究的重點(diǎn)。

從修復(fù)技術(shù)角度來看，植物修復(fù)技術(shù)將主要從植物生理、栽培和遺傳等方面進(jìn)行重點(diǎn)研究，關(guān)鍵是提高植物對于污染物的吸收能力。分子生物學(xué)和基因工程技術(shù)的應(yīng)用，培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因植物也是未來一大研究重點(diǎn)。從生態(tài)學(xué)角度，未來在修復(fù)污染土壤的研究中，還要考慮修復(fù)工作給環(huán)境帶來的影響，維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能，避免二次污染。此外，在聯(lián)合修復(fù)技術(shù)或綜合修復(fù)技術(shù)研究發(fā)展方面，主要是發(fā)揮各修復(fù)手段的優(yōu)勢，綜合考慮多種因素，形成一種適合用于所有污染土壤狀況的、集多種方式優(yōu)點(diǎn)于一體的綜合型修復(fù)技術(shù)，從而達(dá)到徹底清除土壤污染物，修復(fù)土壤的目標(biāo)。

3 結(jié)語

綜上所述，對于污染土壤修復(fù)技術(shù)的研究可以為有效解決農(nóng)田土壤污染、工業(yè)場地土壤污染、敏感區(qū)濕地土壤污染問題等提供支持，開發(fā)高效、安全、經(jīng)濟(jì)的土壤修復(fù)技術(shù)體系，可以實(shí)現(xiàn)對農(nóng)產(chǎn)品安全和生態(tài)安全的保障，滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)生產(chǎn)和人們生活的需求。為了推動我國污染土壤修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，需要進(jìn)一步加強(qiáng)污染土壤修復(fù)方面的研發(fā)工作，發(fā)展我國土壤修復(fù)技術(shù)和設(shè)備，從而保護(hù)土壤環(huán)境，滿足技術(shù)產(chǎn)業(yè)化需求，使修復(fù)產(chǎn)業(yè)進(jìn)入到國際環(huán)境修復(fù)市場競爭中。