吳東雷

（江蘇方正環(huán)保集團有限公司，江蘇 徐州 221000）

我們的家園總會充斥著一些危害人體健康和環(huán)境的垃圾，造成土壤和地下水的嚴(yán)重污染，如果長期在這種環(huán)境下生存，人類將會面臨巨大的健康風(fēng)險。因此，研究土壤和地下水污染修復(fù)主要技術(shù)的進展極其重要，我們應(yīng)當(dāng)為人類和環(huán)境的健康發(fā)展做出貢獻。

1 土壤與地下水污染現(xiàn)狀

造成土壤污染的因素既有天然污染源，也有人工污染源，而人工污染源是目前土壤污染的主要研究目標(biāo)，其中包括工業(yè)污染源、農(nóng)業(yè)污染源和生活污染源。工業(yè)污染源的污染物通常以固定的方式排出，它們所產(chǎn)生的污染主要是點源污染，大多是采礦引起的土地污染，以及工業(yè)“三廢”（廢水、廢氣、廢渣）污染；農(nóng)業(yè)污染源由于空間位置不確定、污染物不確定及釋放時限不確定等原因，主要為非點源污染，包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)使用的農(nóng)藥、化肥、不合格污泥及污水灌溉、傾倒生活垃圾等，其中農(nóng)藥殘留、畜禽糞便等均會對農(nóng)田造成一定影響；城市生活污水、醫(yī)院污水和生活垃圾是生活污染的主要來源，還包括交通和電器廢料等造成的污染。

地下水是一種潛在資源，其自我凈化功能相對薄弱，一旦受到污染，短期之內(nèi)很難回復(fù)到原來的水平，而且在人為修復(fù)的同時，還會對生態(tài)造成極大破壞。目前，我國的地下水環(huán)境質(zhì)量越來越差[1]，根據(jù)2016年《中國水資源公報》，在對地下水的全面評估中，江漢平原2 104個測點的監(jiān)測資料表明，優(yōu)質(zhì)站點僅占2.9%，一般站點占21.1%，不良站點占56.2%，極端不良站點占19.8%，“三氮”超標(biāo)嚴(yán)重，局部重金屬、有害有機物質(zhì)超標(biāo)，整體監(jiān)測結(jié)果可以說很糟糕；根據(jù)2018年《中國水資源公報》，江漢平原2 145個測點地下水全面評估的監(jiān)測資料表明：優(yōu)質(zhì)站點僅占0.9%，一般站點占23.5%，不良站點占60.9%，環(huán)境質(zhì)量極其不佳站點占14.6%，“三氮”超標(biāo)更加嚴(yán)重，局部仍有重金屬和有害有機物質(zhì)超標(biāo)。此外，由陶靜，李鐵純，刁全平[1]調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在全國118個大中城市的地下水中，有76個地區(qū)地下水受到了嚴(yán)重的環(huán)境影響。

2 我國土壤污染物的類型

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，導(dǎo)致土壤污染的種類和狀況十分復(fù)雜，土壤污染物的種類主要有無機污染物，有機污染物及復(fù)合型污染物等。無機污染物居多，有機污染物次之，復(fù)合型污染物比例不大。其中農(nóng)藥及多環(huán)芳香烴污染對大片土地造成了損害，農(nóng)藥污染的比例較大；在石油開采量不斷加大的情況下，石油煉化造成了土地的嚴(yán)重污染；目前重金屬污染也比較普遍，這不僅給土地使用造成了很大影響，還威脅人們的身體健康，再加上土壤酸化和土壤侵蝕，造成土壤干裂，肥力降低，極大地影響了土地使用率。在污染分布上，長江三角洲地區(qū)至少有部分土壤已基本喪失生產(chǎn)力，并廣泛存在鎘，汞，鉛和砷等重金屬污染。爆炸性污染物主要分布于爆破場地、采石場和垃圾填埋場，包括三硝基甲苯、苦味酸鹽類、三甲基三硝基胺類、硝基苯、硝化甘油等。除了上述已知的污染物外，目前還存在新的或尚未引起嚴(yán)重環(huán)境污染的污染物類型，包括醫(yī)藥和個人護理品、塑化劑、納米物質(zhì)等。土壤污染見圖1。

圖1 土壤污染

3 土壤與地下水的污染原因

3.1 工業(yè)污染

工業(yè)污染包括工業(yè)廢水、廢氣、工業(yè)固體廢棄物污染等。工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污水會通過河水流入河道及地表，并造成地下水的污染；工業(yè)廢氣等排放物在空氣中產(chǎn)生一次污染，再通過雨水降落到地表，并通過地表滲透到深層產(chǎn)生二次污染；降雨時，廢水中的有毒和有害物質(zhì)會通過雨水滲透進土壤，造成土壤和地下水的污染。

3.2 農(nóng)業(yè)污染

農(nóng)業(yè)污染通常是由于過度使用化肥、化學(xué)藥劑等造成土壤環(huán)境的污染?；屎突瘜W(xué)藥劑通常只有小部分會被植物吸收或吸附，且化肥和化學(xué)藥劑無法被分解，所以土壤中殘余的化肥和農(nóng)藥會順著雨水進入到地下，污染地下水。而且由于某些地區(qū)化肥和化學(xué)藥劑的使用時間較長，導(dǎo)致土壤中累積了大量化學(xué)殘留物，從而使深層地下水受到嚴(yán)重污染。如果在灌溉時使用高濃度污染的地表水，很可能會造成地下水的再次污染[2]。

3.3 生活污染

盡管我國政府大力提倡垃圾分類，公眾對其重視程度也日益提高，但在實際操作中，由于部分地區(qū)對垃圾分類處理的認(rèn)知不足，因此在使用填埋法處理垃圾時，未采取有效的防滲技術(shù)，或防滲層受到破壞，導(dǎo)致環(huán)境污染。另外，在日常生產(chǎn)及生活過程中，大量的生活廢水被直接排入河流，不但會對水體造成嚴(yán)重影響，也對人體健康造成嚴(yán)重威脅。被污染的土壤見圖2。

圖2 被污染的土壤

4 土壤與地下水的污染治理

4.1 強化水污染管理責(zé)任制

在加強水環(huán)境治理責(zé)任的同時，各省、市、區(qū)要進行水資源分布、水環(huán)境的綜合分析和研究。據(jù)此制訂一套科學(xué)、合理的水污染管理方案，并制訂相應(yīng)的水污染防治方案。各級政府部門和相關(guān)部門應(yīng)共同努力，對環(huán)境影響進行調(diào)研和評估，有針對性地制定相應(yīng)的防治措施[3]。比如山東省出臺的《水污染防治條例》，將企業(yè)、經(jīng)營者和政府部門的職責(zé)劃分得很清楚，大大減少了以前相互推諉、敷衍塞責(zé)的情況，同時，完善了河長制和湖長制，以對全省的水體進行全面保護。

4.2 加大水污染執(zhí)法力度

在實施水污染治理的同時，相關(guān)部門還必須建立排污管理責(zé)任制和排污責(zé)任制，使各方明確自己的職責(zé)，并嚴(yán)格執(zhí)行各項計劃；對妨礙水污染執(zhí)法、造成水污染的企業(yè)和工作人員進行處罰，嚴(yán)重的要依法追究其刑事責(zé)任。企業(yè)要按照環(huán)保的原則，對廢水的治理過程進行規(guī)范，相關(guān)部門要強化對排污企業(yè)的監(jiān)管和管理，存在問題的企業(yè)必須改進水質(zhì)治理流程，并采取必要的防治對策。

4.3 建設(shè)完整的水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)

在建立和健全水環(huán)境監(jiān)控網(wǎng)的同時，相關(guān)部門還應(yīng)協(xié)調(diào)區(qū)域生態(tài)補償、地下水環(huán)境保護等相關(guān)領(lǐng)域的專項經(jīng)費，重點加強本區(qū)域地下水環(huán)境監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的投資力度，加快建立地下水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，與全國地下水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)的建設(shè)相適應(yīng)；強化對本轄區(qū)內(nèi)地下水的全面監(jiān)控，強化對重點地區(qū)及飲用水源的自動監(jiān)控，建立監(jiān)控信息系統(tǒng)。

4.4 改進土壤修復(fù)方案

為了確保土壤修復(fù)的效果，有關(guān)部門在進行土壤修復(fù)之前，需制定出科學(xué)、完善的修復(fù)方案。對此，相關(guān)人員首先需要明確土壤污染種類，充分考慮土壤污染滲透效果，盡可能做到水土污染聯(lián)合控制，以取得更好的修復(fù)效果。在實際進行土壤修復(fù)工作時，有些區(qū)域具有易污染，難治理的問題，相關(guān)人員需綜合考慮不同土壤污染類別，土壤修復(fù)目的及土壤污染程度等因素來制定科學(xué)合理的方案。如對于土壤污染較重的區(qū)域，修復(fù)過程可分為調(diào)理減弱與恢復(fù)增效兩個階段。調(diào)理減弱階段明確污染區(qū)污染組分，通過物理與化學(xué)手段改良土壤，合理利用修復(fù)技術(shù)將污染區(qū)有毒物質(zhì)清理干凈，降低污染區(qū)土壤污染水平；恢復(fù)增效階段可通過增加污染區(qū)域植被的覆蓋率、改善土壤結(jié)構(gòu)與土壤性質(zhì)等措施進一步提升土壤修復(fù)的經(jīng)濟、社會與生態(tài)效益。

5 土壤與地下水污染控制技術(shù)的研究進展

5.1 物理修復(fù)技術(shù)

物理修復(fù)技術(shù)是指利用各種機械工具及氣、電、光等物理因子，達到降低和清除水體污染的效果。目前主流的兩大技術(shù)：一是曝氣技術(shù)，它利用氣體抽吸技術(shù)將廢水中的可揮發(fā)性有機物提取出來；二是利用電滲析、電泳等電化學(xué)方法來清除地下水及周邊的重金屬和離子化污染物，該技術(shù)經(jīng)常與滲流反應(yīng)器相結(jié)合，實際應(yīng)用表明采用電滲析、電泳等方法可以顯著改善廢水的脫色效果，有效率達到94%以上。

5.2 化學(xué)修復(fù)技術(shù)

化學(xué)修復(fù)技術(shù)是利用化學(xué)物質(zhì)與污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來減少和清除水體污染，上述化學(xué)物質(zhì)是指氧化劑，化學(xué)反應(yīng)是指氧化和還原反應(yīng)。目前使用的氧化劑主要是由雙氧水和亞鐵組成的芬頓試劑以及臭氧和高錳酸鉀，而芬頓試劑的優(yōu)勢最為明顯。采用Fenton法對水體中三氟乙酸鈉等污染物進行生物降解，降解率達到99%以上，采用酸法、加熱法及使用不同種類的催化劑，可以顯著改善反應(yīng)效果[4]。

5.3 生物修復(fù)技術(shù)

生物修復(fù)技術(shù)指的是利用自然或人為培養(yǎng)的生物及微生物的生活習(xí)慣和特性來減少和消除水體污染。生物修復(fù)技術(shù)主要分為生態(tài)修復(fù)技術(shù)和微生物修復(fù)技術(shù)。生態(tài)修復(fù)技術(shù)是指在污染水域中生長的水生植物可以吸收水中的有機物和氧，或在未被污染的水域中飼養(yǎng)水禽，以預(yù)防水體富營養(yǎng)化。微生物處理技術(shù)是將微生物投入到被污染的水中，利用微生物降解水中的污染物，并可以針對不同的污染物種類，使用活性污泥、厭氧菌或需氧微生物等。該技術(shù)利用現(xiàn)代生物科技改變污染物的組成，創(chuàng)造適宜微生物、植物和動物的生長條件，以利于污染物的轉(zhuǎn)化、吸收和降解。

5.4 滲透反應(yīng)墻修復(fù)技術(shù)

該技術(shù)通過有機填充物的物理、化學(xué)和生物作用，達到減少或清除水體污染的目的。陶靜、李鐵純和刁全平等[1]認(rèn)為，目前國內(nèi)這項技術(shù)還處在起步階段，主要是仿真試驗。結(jié)果表明：采用氧化鐵和藻酸鹽配制的活性填料可以達到80%的污染物脫除率。

5.5 組合修復(fù)技術(shù)

單一類型的修復(fù)技術(shù)都存在一定的缺陷，并且只能對某些類型的污染物進行有效處理，難以得到滿意的修復(fù)效果。目前，多項技術(shù)結(jié)合應(yīng)用日益引起人們的關(guān)注。已有許多學(xué)者對微生物—植被復(fù)合恢復(fù)技術(shù)進行了大量探討，其中微生物的活性與代謝能加速植株的養(yǎng)分吸收，提高植株的生物產(chǎn)量，并能改善土壤的污染狀態(tài)，促進作物對污染物質(zhì)的吸附。通過對鎘和鉛雙耐的聯(lián)合修復(fù)試驗，發(fā)現(xiàn)了一種能很好修復(fù)鎘和鉛污染的新方法，以乙二胺四乙酸浸出對重金屬的去除作用最好，大豆對鋅、鎘的去除能力更強，乙二胺四乙酸大豆對重金屬污染的防治具有重要意義。

5.6 強化土壤污染源頭防治

為了確保修復(fù)質(zhì)量，修復(fù)人員在實踐中需綜合運用調(diào)查與監(jiān)測等手段，把握土壤污染的具體狀況，確定污染物的來源，并結(jié)合具體狀況對廢水，廢渣，廢氣進行有效治理。（1）禁止用未經(jīng)處理的污水澆灌農(nóng)田，不得施用毒性強、殘留量大的農(nóng)藥，盡可能采用生物病蟲害防治手段。（2）加強農(nóng)用地、建筑用地等的污染風(fēng)險控制，嚴(yán)控工業(yè)生產(chǎn)“三廢”排放。（3）采取多種措施，從根本上治理土壤污染，切實減輕土壤受污染程度。

6 結(jié)語

總而言之，目前國內(nèi)大多數(shù)地區(qū)存在嚴(yán)重的污染問題，造成這種污染的主要因素是工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生活污染。土壤環(huán)境的污染，對我國的農(nóng)業(yè)發(fā)展及糧食保障構(gòu)成了威脅，土壤環(huán)境惡化已經(jīng)是一個迫切需要解決的問題。在治理土壤污染方面，盡管國內(nèi)起步較遲，但也取得了一定成效。不同類型的土壤污染治理技術(shù)有其自身的特征，也有其適用的領(lǐng)域和限制，在進行治理時，相關(guān)人員應(yīng)充分考慮土壤性質(zhì)、污染物類型、經(jīng)濟因素等方面的影響，對污染進行科學(xué)治理[5]。