重金屬污染場(chǎng)地土壤修復(fù)技術(shù)選擇研究

徐 波，羅文娟

（重慶蜀漢環(huán)保工程有限公司，重慶 400000）

1 土壤污染修復(fù)技術(shù)的分析與比較

1.1 物理修復(fù)技術(shù)

1.1.1 物理分離修復(fù)技術(shù)

物理分離修復(fù)技術(shù)多應(yīng)用小范圍的重金屬污染土壤修復(fù)。其原理為根據(jù)土壤顆粒與污染物顆粒的密度、大小以及磁性等物理性質(zhì)的不同，通過(guò)沉淀、離心、磁分離、浮選法等手段，實(shí)現(xiàn)物理上的分離。該技術(shù)可有效分離污染土壤、沉積物、廢渣等物質(zhì)中包括重金屬在內(nèi)的無(wú)機(jī)污染物，具有操作簡(jiǎn)單、成本低廉、修復(fù)重金屬污染效果明顯等優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)土壤與污染物的物理特性差異要求較高，不適用于黏度大的受污染土壤。

1.1.2 穩(wěn)定/固化修復(fù)技術(shù)

穩(wěn)定/固化修復(fù)技術(shù)多應(yīng)用于污染程度深的無(wú)機(jī)污染物污染土壤修復(fù)，根據(jù)污染物的種類(lèi)，可分為原位穩(wěn)定/固化修復(fù)技術(shù)和異位穩(wěn)定/固化修復(fù)技術(shù)。其中，原位穩(wěn)定/固化修復(fù)技術(shù)通常適用于重金屬污染土壤的修復(fù)。其原理為通過(guò)水泥等固化劑將污染土壤固定成為大顆粒或塊狀形式，在固態(tài)形勢(shì)下將污染物進(jìn)行隔離或利用化學(xué)制劑降低污染物的活性。該技術(shù)具有成本低廉、加工設(shè)備容易轉(zhuǎn)移、可以處理多種復(fù)雜的重金屬污染物等優(yōu)點(diǎn)，但由于該修復(fù)技術(shù)無(wú)法將重金屬污染物質(zhì)從土壤中分離，因此要注意修復(fù)產(chǎn)物的處理，防止修復(fù)產(chǎn)物由于外界條件的改變而泄漏造成二次污染。

1.1.3 重金屬污染土壤電動(dòng)修復(fù)技術(shù)

重金屬污染土壤電動(dòng)修復(fù)技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展的一種新興技術(shù)，并且已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室與小規(guī)模試驗(yàn)中取得顯著效果。其原理為運(yùn)用電滲析、電遷移、電泳技術(shù)與離子的電動(dòng)力學(xué)，使處于酸性環(huán)境下重金屬污染土壤中的重金屬元素在直流電的作用下發(fā)生運(yùn)動(dòng)，逐漸富集于電極兩端，從而將重金屬清除[1]。該方法對(duì)酸性土壤中的重金屬元素鉛與鎘的清除效率較高，還具有操作簡(jiǎn)單、針對(duì)性強(qiáng)、對(duì)土壤的黏度與飽和度無(wú)要求等優(yōu)點(diǎn)。

1.2 化學(xué)修復(fù)技術(shù)

1.2.1 化學(xué)淋洗修復(fù)技術(shù)

化學(xué)淋洗修復(fù)技術(shù)適用范圍極廣，對(duì)于重金屬污染、放射性元素污染與有機(jī)物污染的土壤均有明顯的修復(fù)作用。針對(duì)重金屬污染土壤的修復(fù)，化學(xué)淋洗修復(fù)技術(shù)的主要原理為向污染地土壤噴灑螯合劑或酸等化學(xué)制劑，使其在土壤中擴(kuò)散，與被污染的土壤充分混合作用，再將包含污染物的液體從土壤中分離出來(lái)，進(jìn)而對(duì)廢液中的重金屬元素進(jìn)行清除。該技術(shù)既可以進(jìn)行原位修復(fù)，也可以進(jìn)行異位修復(fù)，但異位修復(fù)對(duì)不適用于黏度超過(guò)50%的土壤。在使用該技術(shù)時(shí)，要注意治理后的重金屬污染物與化學(xué)制劑的排放，防止處理不當(dāng)造成二次污染。

1.2.2 原位化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)

利用原位化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)修復(fù)重金屬污染土壤時(shí)，可向污染土壤中添加FeSO4、SO2、NaHSO3、Na2S2O3等氧化劑，使重金屬元素氧化為低毒性的穩(wěn)定性物質(zhì)[2]。該技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)在于操作簡(jiǎn)單，無(wú)需將污染土壤全部挖掘出來(lái)，只需要在不同深度的污染土壤中加入氧化劑并使其擴(kuò)散。該技術(shù)的重點(diǎn)在于氧化劑的擴(kuò)散技術(shù)，可以根據(jù)、液壓破裂等方式對(duì)氧化劑進(jìn)行分散。

1.2.3 溶劑浸提修復(fù)技術(shù)

溶液浸提修復(fù)技術(shù)的主要原理為根據(jù)有污染物的溶解向土壤加入不同的溶劑，使污染物溶解于溶劑中，發(fā)生離子交換等化學(xué)反應(yīng)。該技術(shù)對(duì)不易溶于水且易黏附于土壤上的污染物具有很高的清除效果，因此該技術(shù)的重點(diǎn)在于溶劑的選擇，溶劑的選擇應(yīng)以污染物的化學(xué)性質(zhì)與土壤特性作為依據(jù)。為了快速降解殘留的浸提液，應(yīng)向處理后的土壤引入活性微生物群落和富營(yíng)養(yǎng)介質(zhì)。

1.3 生物修復(fù)技術(shù)

1.3.1 植物修復(fù)技術(shù)

植物修復(fù)技術(shù)即利用植物本身及其根際圈微生物組成的體系吸收土壤中重金屬元素。由于超累積植物的發(fā)現(xiàn)，植物修復(fù)技術(shù)越來(lái)越多應(yīng)用于重金屬污染土壤的修復(fù)。超累積植物即對(duì)重金屬吸收能力極強(qiáng)（超量積累）的植物，如表1所示，不同植物對(duì)于重金屬元素鎘的修復(fù)（吸收）效率各不相同[3]。

植物修復(fù)技術(shù)具有成本低廉、操作簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，但不同的植物對(duì)氣候與土質(zhì)有不同的要求，該技術(shù)的難點(diǎn)在于植物的選擇。

表1 土壤重金屬鎘污染的植物修復(fù)效率

1.3.2 微生物修復(fù)技術(shù)

微生物修復(fù)技術(shù)即利用土壤微生物對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定作用與自身代謝作用來(lái)修復(fù)重金屬污染物。在合適的環(huán)境下，土壤微生物可以大量繁殖并增強(qiáng)自身代謝能力，因此該技術(shù)的重點(diǎn)在于尋找并馴化可用的土壤微生物，增強(qiáng)微生物活性并延長(zhǎng)其壽命。目前的技術(shù)手段可分為原位修復(fù)技術(shù)與異位修復(fù)技術(shù)。

1.4 聯(lián)合修復(fù)技術(shù)

重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)逐漸向綠色和環(huán)境友好型、聯(lián)合雜交土壤綜合修復(fù)技術(shù)的方向發(fā)展，處理方式也將從異位修復(fù)技術(shù)逐步向原位修復(fù)技術(shù)發(fā)展。目前主要應(yīng)用的聯(lián)合修復(fù)技術(shù)為不同修復(fù)植物的組合修復(fù)、降解菌-超積累植物的組合修復(fù)、真菌-修復(fù)植物組合修復(fù)、土壤動(dòng)物-植物-微生物組合修復(fù)、絡(luò)合增溶強(qiáng)化植物修復(fù)、化學(xué)氧化-生物降解修復(fù)、電動(dòng)修復(fù)-生物修復(fù)、生物強(qiáng)化蒸氣浸提修復(fù)、光催化納米材料修復(fù)等。

2 重金屬污染場(chǎng)地修復(fù)技術(shù)選擇與應(yīng)用

2.1 重金屬污染場(chǎng)地修復(fù)技術(shù)的選擇

重金屬污染場(chǎng)地修復(fù)技術(shù)的選擇合適與否直接影響土壤修復(fù)能否成功，因此應(yīng)通過(guò)科學(xué)的方法對(duì)修復(fù)進(jìn)行評(píng)估與篩選。人們應(yīng)本著有效性、經(jīng)濟(jì)性的原則，以重金屬污染地的污染范圍、污染程度、污染物種類(lèi)與環(huán)境影響等實(shí)際情況作為參考標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合修復(fù)技術(shù)的弊端與后續(xù)處理情況對(duì)修復(fù)技術(shù)進(jìn)行選擇。

目前，我國(guó)的原位修復(fù)技術(shù)面臨控制程度低、易受人為因素的影響等技術(shù)難題，因此在選擇修復(fù)技術(shù)時(shí)優(yōu)先考慮已經(jīng)成熟的異位穩(wěn)定/固化修復(fù)技術(shù)。生物修復(fù)技術(shù)是順應(yīng)國(guó)家綠色和環(huán)境友好發(fā)展方向的修復(fù)技術(shù)，目前我國(guó)技術(shù)成熟的生物修復(fù)技術(shù)包括生物反應(yīng)器技術(shù)、生物堆肥等，該類(lèi)修復(fù)技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單、技術(shù)安全、修復(fù)效果高、被修復(fù)土壤食用價(jià)值高等優(yōu)點(diǎn)，因此應(yīng)結(jié)合其他物理、化學(xué)修復(fù)方式用于重金屬污染土壤的修復(fù)。

2.2 重金屬污染場(chǎng)地修復(fù)的基本操作方式

在選擇修復(fù)技術(shù)之前，技術(shù)勘探人員應(yīng)先進(jìn)行實(shí)地檢測(cè)，并采集不同位置的污染土壤進(jìn)行成分分析，勘探人員還應(yīng)對(duì)污染地的巖石分布、土壤分布與地下水分布進(jìn)行勘探，防止修復(fù)時(shí)造成二次污染。技術(shù)人員要根據(jù)實(shí)際情況選擇修復(fù)技術(shù)，同時(shí)還要考慮修復(fù)技術(shù)的可行性、污染物的清理程度與修復(fù)廢物的處理，制定詳細(xì)、周密的修復(fù)方案。修復(fù)方案制成后，應(yīng)通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行模擬，預(yù)測(cè)施工過(guò)程中可能發(fā)生的自然隱患。參與修復(fù)的技術(shù)人員也與修復(fù)方案的執(zhí)行程度息息相關(guān)，因此在施工前應(yīng)對(duì)技術(shù)人員進(jìn)行專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)，對(duì)修復(fù)過(guò)程中的技術(shù)難題進(jìn)行考核，保證技術(shù)人員的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)。修復(fù)過(guò)程中定期對(duì)修復(fù)程度進(jìn)行測(cè)評(píng)，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，以保障修復(fù)方案有序執(zhí)行。

3 結(jié)語(yǔ)

選擇重金屬污染土壤的修復(fù)技術(shù)時(shí)，人們應(yīng)從物理、化學(xué)、生物修復(fù)三方面考慮，利用不同技術(shù)的聯(lián)合作用使污染土壤最大限度的得到修復(fù)并獲得新的使用價(jià)值。因此，人們不僅要考慮污染程度、污染物類(lèi)型、污染范圍等因素，還要兼顧修復(fù)土地的實(shí)際用途，使污染土壤得到真正修復(fù)，緩解我國(guó)生態(tài)治理與土地資源的壓力。