吳東雷

（江蘇方正環(huán)保集團(tuán)有限公司，江蘇 徐州 221000）

我們的家園總會(huì)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(zhǎng)期在這種環(huán)境下生存，人類將會(huì)面臨巨大的健康風(fēng)險(xiǎn)。因此，研究土壤和地下水污染修復(fù)主要技術(shù)的進(jìn)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(xiàn)。

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(diǎn)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(shí)限不確定等原因，主要為非點(diǎn)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(huì)對(duì)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(lái)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(duì)薄弱，一旦受到污染，短期之內(nèi)很難回復(fù)到原來(lái)的水平，而且在人為修復(fù)的同時(shí)，還會(huì)對(duì)生態(tài)造成極大破壞。目前，我國(guó)的地下水環(huán)境質(zhì)量越來(lái)越差[1]，根據(jù)2016年《中國(guó)水資源公報(bào)》，在對(duì)地下水的全面評(píng)估中，江漢平原2 104個(gè)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)資料表明，優(yōu)質(zhì)站點(diǎn)僅占2.9%，一般站點(diǎn)占21.1%，不良站點(diǎn)占56.2%，極端不良站點(diǎn)占19.8%，“三氮”超標(biāo)嚴(yán)重，局部重金屬、有害有機(jī)物質(zhì)超標(biāo)，整體監(jiān)測(cè)結(jié)果可以說(shuō)很糟糕；根據(jù)2018年《中國(guó)水資源公報(bào)》，江漢平原2 145個(gè)測(cè)點(diǎn)地下水全面評(píng)估的監(jiān)測(cè)資料表明：優(yōu)質(zhì)站點(diǎn)僅占0.9%，一般站點(diǎn)占23.5%，不良站點(diǎn)占60.9%，環(huán)境質(zhì)量極其不佳站點(diǎn)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(jī)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(guó)118個(gè)大中城市的地下水中，有76個(gè)地區(qū)地下水受到了嚴(yán)重的環(huán)境影響。

2 我國(guó)土壤污染物的類型

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)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(wú)機(jī)污染物，有機(jī)污染物及復(fù)合型污染物等。無(wú)機(jī)污染物居多，有機(jī)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(duì)大片土地造成了損害，農(nóng)藥污染的比例較大；在石油開(kāi)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(zhǎng)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(chǎng)地、采石場(chǎng)和垃圾填埋場(chǎng)，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(gè)人護(hù)理品、塑化劑、納米物質(zhì)等。土壤污染見(jiàn)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(guò)程中產(chǎn)生的污水會(huì)通過(guò)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(guò)雨水降落到地表，并通過(guò)地表滲透到深層產(chǎn)生二次污染；降雨時(shí)，廢水中的有毒和有害物質(zhì)會(huì)通過(guò)雨水滲透進(jìn)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(guò)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(huì)被植物吸收或吸附，且化肥和化學(xué)藥劑無(wú)法被分解，所以土壤中殘余的化肥和農(nóng)藥會(huì)順著雨水進(jìn)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(shí)間較長(zhǎng)，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(shí)使用高濃度污染的地表水，很可能會(huì)造成地下水的再次污染[2]。

3.3 生活污染

盡管我國(guó)政府大力提倡垃圾分類，公眾對(duì)其重視程度也日益提高，但在實(shí)際操作中，由于部分地區(qū)對(duì)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(shí)，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(guò)程中，大量的生活廢水被直接排入河流，不但會(huì)對(duì)水體造成嚴(yán)重影響，也對(duì)人體健康造成嚴(yán)重威脅。被污染的土壤見(jiàn)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(qiáng)化水污染管理責(zé)任制

在加強(qiáng)水環(huán)境治理責(zé)任的同時(shí)，各省、市、區(qū)要進(jìn)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(jí)政府部門和相關(guān)部門應(yīng)共同努力，對(duì)環(huán)境影響進(jìn)行調(diào)研和評(píng)估，有針對(duì)性地制定相應(yīng)的防治措施[3]。比如山東省出臺(tái)的《水污染防治條例》，將企業(yè)、經(jīng)營(yíng)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(shí)，完善了河長(zhǎng)制和湖長(zhǎng)制，以對(duì)全省的水體進(jìn)行全面保護(hù)。

4.2 加大水污染執(zhí)法力度

在實(shí)施水污染治理的同時(shí)，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(xiàng)計(jì)劃；對(duì)妨礙水污染執(zhí)法、造成水污染的企業(yè)和工作人員進(jìn)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(duì)廢水的治理過(guò)程進(jìn)行規(guī)范，相關(guān)部門要強(qiáng)化對(duì)排污企業(yè)的監(jiān)管和管理，存在問(wèn)題的企業(yè)必須改進(jìn)水質(zhì)治理流程，并采取必要的防治對(duì)策。

4.3 建設(shè)完整的水環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)

在建立和健全水環(huán)境監(jiān)控網(wǎng)的同時(shí)，相關(guān)部門還應(yīng)協(xié)調(diào)區(qū)域生態(tài)補(bǔ)償、地下水環(huán)境保護(hù)等相關(guān)領(lǐng)域的專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)，重點(diǎn)加強(qiáng)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(cè)網(wǎng)絡(luò)，與全國(guó)地下水環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)的建設(shè)相適應(yīng)；強(qiáng)化對(duì)本轄區(qū)內(nèi)地下水的全面監(jiān)控，強(qiáng)化對(duì)重點(diǎn)地區(qū)及飲用水源的自動(dòng)監(jiān)控，建立監(jiān)控信息系統(tǒng)。

4.4 改進(jìn)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(jìn)行土壤修復(fù)之前，需制定出科學(xué)、完善的修復(fù)方案。對(duì)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(shí)際進(jìn)行土壤修復(fù)工作時(shí)，有些區(qū)域具有易污染，難治理的問(wèn)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(lái)制定科學(xué)合理的方案。如對(duì)于土壤污染較重的區(qū)域，修復(fù)過(guò)程可分為調(diào)理減弱與恢復(fù)增效兩個(gè)階段。調(diào)理減弱階段明確污染區(qū)污染組分，通過(guò)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(guò)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(jìn)一步提升土壤修復(fù)的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與生態(tài)效益。

5 土壤與地下水污染控制技術(shù)的研究進(jìn)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(jī)械工具及氣、電、光等物理因子，達(dá)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(jī)物提取出來(lái)；二是利用電滲析、電泳等電化學(xué)方法來(lái)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(shí)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(dá)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(lái)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(shì)最為明顯。采用Fenton法對(duì)水體中三氟乙酸鈉等污染物進(jìn)行生物降解，降解率達(dá)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(lái)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(zhǎng)的水生植物可以吸收水中的有機(jī)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(yíng)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(duì)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(dòng)物的生長(zhǎng)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(guò)有機(jī)填充物的物理、化學(xué)和生物作用，達(dá)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(guó)內(nèi)這項(xiàng)技術(shù)還處在起步階段，主要是仿真試驗(yàn)。結(jié)果表明：采用氧化鐵和藻酸鹽配制的活性填料可以達(dá)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(duì)某些類型的污染物進(jìn)行有效處理，難以得到滿意的修復(fù)效果。目前，多項(xiàng)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(duì)微生物—植被復(fù)合恢復(fù)技術(shù)進(jìn)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(jìn)作物對(duì)污染物質(zhì)的吸附。通過(guò)對(duì)鎘和鉛雙耐的聯(lián)合修復(fù)試驗(yàn)，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(duì)重金屬的去除作用最好，大豆對(duì)鋅、鎘的去除能力更強(qiáng)，乙二胺四乙酸大豆對(duì)重金屬污染的防治具有重要意義。

5.6 強(qiáng)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(shí)踐中需綜合運(yùn)用調(diào)查與監(jiān)測(cè)等手段，把握土壤污染的具體狀況，確定污染物的來(lái)源，并結(jié)合具體狀況對(duì)廢水，廢渣，廢氣進(jìn)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(qiáng)、殘留量大的農(nóng)藥，盡可能采用生物病蟲(chóng)害防治手段。（2）加強(qiáng)農(nóng)用地、建筑用地等的污染風(fēng)險(xiǎn)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(shí)減輕土壤受污染程度。

6 結(jié)語(yǔ)

總而言之，目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)地區(qū)存在嚴(yán)重的污染問(wèn)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(duì)我國(guó)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(gè)迫切需要解決的問(wèn)題。在治理土壤污染方面，盡管國(guó)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(jìn)行治理時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)充分考慮土壤性質(zhì)、污染物類型、經(jīng)濟(jì)因素等方面的影響，對(duì)污染進(jìn)行科學(xué)治理[5]。