國內(nèi)重金屬土壤修復(fù)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

姚曜暉

摘 要：基于我國土壤污染形勢及污染場地特點(diǎn)，介紹了國內(nèi)外污染土壤修復(fù)技術(shù)的研發(fā)歷程及總體應(yīng)用情況，以此分析了我國土壤修復(fù)技術(shù)應(yīng)用存在的主要問題，舉出了國內(nèi)一些工程實(shí)例，對(duì)我國未來土壤修復(fù)技術(shù)發(fā)展做了展望。

關(guān)鍵詞：重金屬污染修復(fù)技術(shù) 工程應(yīng)用 物理化學(xué)修復(fù) 植物修復(fù)

中圖分類號(hào)：X53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）07（a）-0105-02

2014年《全國土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》顯示，全國土壤環(huán)境狀況總體不容樂觀，部分地區(qū)土壤污染嚴(yán)重，耕地土壤環(huán)境質(zhì)量堪憂，工礦業(yè)廢棄地土壤環(huán)境問題突出。調(diào)研覆蓋面積為630萬km2，全國土壤總超標(biāo)率16.1%，以無機(jī)型為主，占全部超標(biāo)點(diǎn)位的82.8%，主要是鎘、汞、砷、銅、鉛、鉻、鋅、鎳8種無機(jī)污染物[1]。近年來，我國土壤修復(fù)行業(yè)處于上升期，該文從土壤修復(fù)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及存在的問題等方面做了綜述。

1 土壤重金屬修復(fù)技術(shù)應(yīng)用概述

1.1 國內(nèi)外技術(shù)研究歷程

國外對(duì)土壤修復(fù)技術(shù)的關(guān)注早于我國，美國EPA于1986年頒發(fā)規(guī)章，規(guī)定了適合商業(yè)應(yīng)用的土壤重金屬修復(fù)技術(shù)（BDAT技術(shù)）[2]。歐美土壤修復(fù)技術(shù)研發(fā)一般可分為3個(gè)階段[3]，20世紀(jì)80年代以前，土壤治理方式為物理化學(xué)修復(fù)，代表性的方法為挖掘填埋、固化/穩(wěn)定化；至21世紀(jì)初，修復(fù)技術(shù)主要采用淋洗、化學(xué)萃取、化學(xué)氧化還原、玻璃固化和熱脫附；現(xiàn)在開始廣泛關(guān)注高效低費(fèi)的修復(fù)方法。我國對(duì)土壤修復(fù)技術(shù)的研發(fā)歷程與國外基本相似。從20世紀(jì)90年代起，土壤治理方式為物理、化學(xué)和生物修復(fù)，主要修復(fù)技術(shù)是土地復(fù)墾，選用先鋒植物、耐性植物恢復(fù)土壤特性[3]。現(xiàn)在開展了一些新技術(shù)的研究，如熱脫附、電化學(xué)修復(fù)、玻璃固化等，研發(fā)重點(diǎn)為植物修復(fù)技術(shù)。

1.2 國內(nèi)外土壤修復(fù)技術(shù)應(yīng)用情況

國外應(yīng)用方面，作為傳統(tǒng)的土壤修復(fù)技術(shù)，挖掘、阻隔填埋和異位固化穩(wěn)定化已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在重金屬污染土壤的修復(fù)中，化學(xué)淋洗技術(shù)也有一定的應(yīng)用，原位固化穩(wěn)定化和熱解技術(shù)趨于成熟，電動(dòng)修復(fù)法在原位土壤修復(fù)方面屬于新興技術(shù)，已發(fā)展到現(xiàn)場示范階段。

我國已對(duì)重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)進(jìn)行了研究和示范，主要技術(shù)包括固化/穩(wěn)定化、植物修復(fù)、土壤清洗。前三種技術(shù)已有成功的工程案例，土壤清洗和汞污染土壤熱解析已進(jìn)行工程示范，電動(dòng)修復(fù)目前還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段[2]。目前我國主要修復(fù)技術(shù)以植物修復(fù)為主，已建立許多示范區(qū)和試驗(yàn)區(qū)[1]。國內(nèi)在廣西環(huán)江、河南濟(jì)源、云南個(gè)舊和會(huì)澤、江銅貴冶區(qū)域、湖南湘江流域等重金屬污染區(qū)域，開展了一定規(guī)模的連片修復(fù)試點(diǎn)工程等。

程皝[4]統(tǒng)計(jì)2005—2014年我國土壤修復(fù)工程項(xiàng)目中，針對(duì)的污染物類型主要是有機(jī)污染物和重金屬。其中，對(duì)有機(jī)物污染和重金屬污染開展的土壤修復(fù)工程分別占到39%和35%，復(fù)合污染土壤修復(fù)工程占到了26%。在實(shí)際應(yīng)用中，選擇修復(fù)手段時(shí)應(yīng)綜合考慮多方因素。如植物修復(fù)技術(shù)因其修復(fù)深度和修復(fù)周期的局限很少應(yīng)用于工業(yè)污染土壤；對(duì)于城市污染場地，修復(fù)技術(shù)應(yīng)該具有周期短、二次風(fēng)險(xiǎn)小、穩(wěn)定性高、對(duì)土壤結(jié)構(gòu)破壞性小等特點(diǎn)[3]。

1.3 我國土壤修復(fù)技術(shù)應(yīng)用存在問題分析

我國土壤修復(fù)技術(shù)的研究已有一定時(shí)間，許多技術(shù)已有了相當(dāng)多的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)，但落實(shí)到具體工程應(yīng)用仍面對(duì)許多困難，主要有以下問題。

第一，修復(fù)技術(shù)方面。我國污染場地多樣，污染形式復(fù)雜；實(shí)驗(yàn)室研究的技術(shù)難以應(yīng)用到實(shí)際的工程場地中，相關(guān)文獻(xiàn)中各種土壤修復(fù)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室研究雖多，但關(guān)于工程實(shí)例的很少，說明基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究銜接不好。

第二，技術(shù)工程化、產(chǎn)業(yè)化不足。國內(nèi)現(xiàn)有的土壤重金屬污染修復(fù)治理工作尚缺少修復(fù)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)，缺乏跨部門、行業(yè)，包括企業(yè)的聯(lián)動(dòng)，難以形成系統(tǒng)的土壤修復(fù)工程方法[5]。尤其是缺乏與修復(fù)技術(shù)配套的工程機(jī)械設(shè)備，影響實(shí)際工程的開展。

第三，與土壤修復(fù)相關(guān)的法律法規(guī)不夠完善。周建軍[5]提出我國應(yīng)進(jìn)一步制定分區(qū)、分類、分級(jí)更加明確具體的土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。此外，我國的修復(fù)后土壤評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不夠完善，監(jiān)管不嚴(yán)，對(duì)土壤修復(fù)后可能產(chǎn)生的二次污染的風(fēng)險(xiǎn)需要考慮進(jìn)入整體的工程設(shè)計(jì)中。如湘潭市某重金屬污染土壤修復(fù)示范工程的項(xiàng)目實(shí)施單位存在廢水超標(biāo)排放等問題。

第四，對(duì)實(shí)際污染場地的調(diào)查不到位。我國存在重金屬污染的省份眾多，污染場地全面普查困難，且許多場地基礎(chǔ)資料不全，難以建立污染場地檔案。

第五，市場方面。我國土壤修復(fù)行業(yè)還在初級(jí)階段，除相關(guān)政策和標(biāo)準(zhǔn)不完善等問題外，修復(fù)產(chǎn)業(yè)資金短缺是制約修復(fù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素。因修復(fù)責(zé)任主體難以界定，政府撥款遠(yuǎn)難以解決資金問題。此外土壤修復(fù)的門檻低，大中小企業(yè)魚龍混雜，未形成穩(wěn)定的商業(yè)模式。

2 應(yīng)用實(shí)例

2.1 物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)

無錫胡棣電鍍廠土壤修復(fù)示范工程中，主要污染物為鉻、銅、鎳、鉛、鋅等重金屬。該工程采用原位+異位處理方案，對(duì)中度、輕度污染土壤實(shí)施原位固化/穩(wěn)定化處理，對(duì)重度污染土壤采用異位淋洗技術(shù)。

某地大部分土壤中銅、鉛、鋅的濃度極高，有一個(gè)地塊含有多環(huán)芳烴等有機(jī)物，最終通過實(shí)施土壤清挖、現(xiàn)場處理、異地處置的方案，穩(wěn)定劑選擇粉煤灰、鐵鋁酸鈣、高爐渣、硫酸鈣及堿性激活劑的最佳添加量組合，使污染物含量符合要求。

李榮華等[6]對(duì)陜西某冶煉廠周邊受Cd、Hg和Pb復(fù)合污染的土壤進(jìn)行修復(fù)，采用原位挖掘-異位固化-客土回填法，其中金屬固化劑選擇CaO-Na，處理后土壤運(yùn)至填埋場，浸提液中Cd和Pb濃度符合《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的限值 0.01、0.001、0.2 mg/L。

2.2 植物修復(fù)技術(shù)

陜西寶雞鋅锫砂公司、有色金屬、某尾礦周圍重金屬土壤需要回用，采用了生物修復(fù)技術(shù)，選擇德國楊樹來修復(fù)，其對(duì)土壤中的重金屬具有雙倍于一般楊樹的忍耐和吸收富集能力，且生長快，對(duì)土壤中重金屬具有良好的修復(fù)作用。endprint

湖南石門[7]土壤受雄黃礦區(qū)中砷的污染，超標(biāo)率達(dá)66.1%。對(duì)高污染區(qū)采用蜈蚣草萃取修，經(jīng)過兩年的修復(fù)，土壤砷含量降低了13.6%；建立了蜈蚣草-柑橘間作修復(fù)；對(duì)低污染區(qū)，低積累玉米、水稻鈍化修復(fù)。土壤水溶性砷下降了65%以上，玉米合格率達(dá)到95%以上。

2.3 聯(lián)合修復(fù)技術(shù)

周靜[8]等對(duì)江西貴溪被鎘、銅重度污染的大面積土壤采用調(diào)理-消減-恢復(fù)-增效的修復(fù)技術(shù)思路進(jìn)行修復(fù)。利用微米羥基磷灰石、磷灰石和沸石等礦物材料作為改良劑，聯(lián)合巨菌草、海州香薷、香根草、香樟等植物，使土壤中有效態(tài)Cu和Cd下降了50%以上。

3 結(jié)語

隨著我國對(duì)土壤修復(fù)的重視，土壤修復(fù)市場及產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，但也存在許多問題，我國需要在借鑒國外土地修復(fù)工程實(shí)例的基礎(chǔ)上，以環(huán)境友好的植物修復(fù)技術(shù)、聯(lián)合修復(fù)技術(shù)、基于設(shè)備化的快速場地修復(fù)技術(shù)為方向[3]，研發(fā)適用于我國工程應(yīng)用的技術(shù)體系。

參考文獻(xiàn)

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