污染場(chǎng)地土壤修復(fù)技術(shù)

杜芳芳

(山西鑫象環(huán)?？萍加邢薰?，山西 太原 030000)

污染場(chǎng)地土壤修復(fù)技術(shù)是利用現(xiàn)代化人工技術(shù)對(duì)污染土壤的成因進(jìn)行調(diào)查和研究，并根據(jù)調(diào)查結(jié)果選擇合適的修復(fù)方式，恢復(fù)土壤原有的生態(tài)活性，以增大土壤的開(kāi)發(fā)利用率?，F(xiàn)階段隨著我國(guó)土壤污染的加劇，制定了一系列針對(duì)性方案，加大了土壤修復(fù)技術(shù)研究，希望解決現(xiàn)存污染問(wèn)題，保護(hù)自然環(huán)境的質(zhì)量。

1 污染場(chǎng)地土壤污染形成原因

1.1 農(nóng)業(yè)種植與工業(yè)排放污染

農(nóng)業(yè)種植引發(fā)的土壤污染與種植中化學(xué)肥料的過(guò)量使用有直接關(guān)系。很多農(nóng)民在種植農(nóng)作物過(guò)程中，為提高收益增加化學(xué)肥料的使用，而過(guò)量的化學(xué)肥料無(wú)法被農(nóng)作物吸收，散落在土壤中，與土壤中的有機(jī)質(zhì)反應(yīng)，破壞了土壤的生態(tài)結(jié)構(gòu)，逐漸降低了土壤肥力。工業(yè)生產(chǎn)中排放較多廢水，這些廢水內(nèi)含有較多有毒、重金屬元素，未經(jīng)處理直接排放到環(huán)境中，會(huì)增加污染，破壞土壤的結(jié)構(gòu)性能。再加上工業(yè)生產(chǎn)監(jiān)管的不嚴(yán)謹(jǐn)，廢水排放量在不斷增加。在這樣環(huán)境背景下，土壤使用率降低，不利于農(nóng)作物生長(zhǎng)及人們正常飲水。

1.2 生活與自然污染

目前，生活垃圾的排放量呈明顯上升趨勢(shì)，不同類(lèi)型的垃圾堆放在環(huán)境下，經(jīng)過(guò)環(huán)境侵蝕或人為處理，產(chǎn)生的有害物質(zhì)直接融入到土壤內(nèi)，增加了土壤中放射性、化學(xué)性物質(zhì)含量，破壞了原本的結(jié)構(gòu)體系，導(dǎo)致土壤性能逐漸降低，且隨著時(shí)間的推移，不良物質(zhì)會(huì)滲透到土壤深層，從而對(duì)地下水或地下其他資源帶來(lái)影響。而自然污染的產(chǎn)生也多是因?yàn)槿祟?lèi)活動(dòng)造成的，如近幾年環(huán)境中存在的較多的砷元素，危害性較大。鑒于此，我國(guó)需加大土壤污染的管控力度，規(guī)范日常生活和作業(yè)，保護(hù)和修復(fù)土壤資源。

2 土壤修復(fù)技術(shù)

2.1 固化/穩(wěn)定化技術(shù)

固化/穩(wěn)定化技術(shù)在處理重金屬污染上尤其是多重金屬?gòu)?fù)合污染問(wèn)題上有顯著效果。固化/穩(wěn)定化技術(shù)在應(yīng)用中，需要使用指定的固化劑或穩(wěn)定劑，常見(jiàn)的有硅酸鹽水泥或石灰等，將土壤中含有的重金屬雜質(zhì)實(shí)施固化處理，或通過(guò)化學(xué)反應(yīng)的方式對(duì)重金屬元素加以分解，阻止進(jìn)一步擴(kuò)散，削弱對(duì)土壤的影響。在固化/穩(wěn)定化技術(shù)應(yīng)用中，為突顯技術(shù)優(yōu)勢(shì)，需要對(duì)藥劑成分和使用量、藥劑與土壤間的混合率、污染物種類(lèi)及濃度實(shí)行準(zhǔn)確了解和掌握，制定科學(xué)有效的處理方案，剔除土壤中污染物的含量[1]。

在上述指標(biāo)管控中，藥劑成分和用量是需要重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容，直接決定藥劑與污染物之間的反應(yīng)效果?？衫们捌谠囼?yàn)的方式確定最終配方及用量。分析現(xiàn)有資料了解到，國(guó)內(nèi)外在藥劑使用上用量一般控制在20%以下。例如鋼絲繩生產(chǎn)場(chǎng)地，會(huì)利用4%的固化劑或穩(wěn)定劑配合8%的水泥及一定量的石灰來(lái)處理土壤中存在的鉛元素，降低鉛濃度指標(biāo)。固化/穩(wěn)定化技術(shù)的處理周期會(huì)根據(jù)土壤中重金屬含量、污染面積、污染濃度及土壤特性實(shí)行綜合考量。一般情況下，原位固化/穩(wěn)定化處理周期為3個(gè)月至6個(gè)月，異位固化/穩(wěn)定化每日處理量從100 m3～1 200 m3不等。

2.2 化學(xué)氧化/還原技術(shù)

化學(xué)氧化/還原技術(shù)處理的是有機(jī)物污染問(wèn)題，可同時(shí)剔除土壤和地下水中含有的過(guò)量有機(jī)物，還原其生態(tài)活性。化學(xué)氧化/還原技術(shù)顧名思義，就是利用氧化劑或還原劑的方式對(duì)土壤和地下水中含有的有害物質(zhì)實(shí)施降解處理，實(shí)現(xiàn)有害向無(wú)害方向的轉(zhuǎn)變，恢復(fù)土壤的原有面貌。尤其對(duì)苯、多環(huán)芳徑、有機(jī)農(nóng)藥等污染物有顯著效果。

影響化學(xué)氧化/還原技術(shù)應(yīng)用效果的因素有藥劑添加量、污染濃度、污染物種類(lèi)、土壤性質(zhì)等。其中藥劑添加量仍然是最直接的影響因素。例如特殊鋼生產(chǎn)場(chǎng)地中，可直接利用過(guò)硫酸鹽和專(zhuān)利活化藥劑對(duì)土壤中含有的過(guò)量多環(huán)芳徑加以處理，在保證特殊鋼生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)上，改善場(chǎng)地環(huán)境?；瘜W(xué)氧化/還原技術(shù)的處理周期與污染物性質(zhì)、污染物濃度、藥劑與污染物的反應(yīng)機(jī)理、污染深度及范圍相關(guān)。一般而言，原位化學(xué)氧化/還原修復(fù)通常需要3個(gè)月至24個(gè)月，異位化學(xué)氧化/還原治理在數(shù)周至數(shù)月內(nèi)可以完成。

2.3 熱脫附技術(shù)

熱脫附技術(shù)屬于揮發(fā)凈化型的修復(fù)處理方式，該技術(shù)先對(duì)污染場(chǎng)地的土壤進(jìn)行加熱，待溫度達(dá)到污染物沸點(diǎn)以上時(shí)，停留一段時(shí)間，讓污染物在高溫作用下?lián)]發(fā)，之后對(duì)揮發(fā)氣體實(shí)施凈化處理，達(dá)到將污染物從土壤中剔除的效果。該技術(shù)多被應(yīng)用在高有機(jī)污染物污染的土壤場(chǎng)地內(nèi)，實(shí)際操作中，要求工作人員充分了解土壤性能、有機(jī)物種類(lèi)及沸點(diǎn)，觀測(cè)有機(jī)污染物的濃度，制定科學(xué)有效的處理方案[2]。

原位熱脫附技術(shù)是目前我國(guó)用以處理污染土壤常用的一種方式，對(duì)于含氯有機(jī)物、多環(huán)芳徑有很好的處理效果。在一些重度污染區(qū)域內(nèi)，應(yīng)用該技術(shù)可將高濃度、處于游離狀態(tài)下的污染物有效剔除。不過(guò)原位熱脫附技術(shù)的應(yīng)用成本較高，對(duì)電能、熱能的損耗量較大，且需結(jié)合污染物種類(lèi)及濃度等展開(kāi)時(shí)間上的劃分，工作效率不高。

異位熱脫附作為一種非燃燒技術(shù)，可以避免含氯有機(jī)物處置中二噁英的生成，具有污染物處理范圍廣、設(shè)備可移動(dòng)、修復(fù)后土壤可再利用等優(yōu)勢(shì)，其廣泛應(yīng)用于高濃度有機(jī)物污染土壤的修復(fù)。熱脫附技術(shù)的處理周期會(huì)受到技術(shù)水平、污染狀況、土壤性質(zhì)、處理面積的影響。一般情況下，每小時(shí)的處理能力在3 t～160 t左右。

2.4 生物通風(fēng)技術(shù)

生物通風(fēng)技術(shù)借助自然優(yōu)勢(shì)，通過(guò)空氣、氧氣的注入或營(yíng)養(yǎng)液的注射促進(jìn)土壤中微生物的活躍，達(dá)到降解目標(biāo)，對(duì)于揮發(fā)性和半揮發(fā)性的有機(jī)物污染土壤有顯著效果。不過(guò)生物通風(fēng)技術(shù)使用中會(huì)受到土壤的理化性質(zhì)、污染物特征、微生物含量的影響而出現(xiàn)不同效果。生物通風(fēng)技術(shù)的應(yīng)用形式共兩種，一是原位生物通風(fēng)技術(shù)。由通風(fēng)、水分調(diào)節(jié)和在線監(jiān)測(cè)這三部分組成，具備土壤氣象抽提和生物降解的功能。處理周期一般在半個(gè)月到一年左右。

二是異位生物通風(fēng)技術(shù)。該技術(shù)構(gòu)建了以堆體抽氣、營(yíng)養(yǎng)水分調(diào)節(jié)及滲率收集為一體的處理系統(tǒng)，加快污染土壤的處理。同時(shí)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置了監(jiān)控設(shè)備，做到在線監(jiān)測(cè)，準(zhǔn)確掌握技術(shù)落實(shí)情況。生物堆技術(shù)的處置周期和成本一般可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)室小試或現(xiàn)場(chǎng)中試進(jìn)行估算，處置周期一般為1個(gè)月至6個(gè)月。生物堆技術(shù)在國(guó)內(nèi)發(fā)展已比較成熟，其修復(fù)成本相對(duì)低廉，相關(guān)配套設(shè)施已能夠成套化生產(chǎn)制造，并可以有效控制微生物，使其在特定的環(huán)境條件下生存和生長(zhǎng)。

2.5 水泥窯協(xié)同處置技術(shù)

水泥窯協(xié)同處置技術(shù)可對(duì)有機(jī)物污染及重金屬污染的土壤實(shí)施修復(fù)。在應(yīng)用過(guò)程中，直接將預(yù)處理后的污染性土壤及固體廢棄物投入到水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，通過(guò)焚燒處理，將污染物直接轉(zhuǎn)化成無(wú)害物，應(yīng)用到水泥肥料的生產(chǎn)制作中。水泥回轉(zhuǎn)窯在運(yùn)行中具備溫度高、熱容量大、穩(wěn)定性好等優(yōu)勢(shì)，可做好重金屬或有機(jī)污染物的分解和揮發(fā)處理，并對(duì)這些污染物加以?xún)艋?，削弱污染。處理周期?huì)受到設(shè)備系統(tǒng)等級(jí)、處理量的影響而有所不同。而放到水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的處理量則要根據(jù)生產(chǎn)中硫、氯等元素的需求量加以確定，一般應(yīng)該在水泥數(shù)量的4%以下。

3 土壤修復(fù)效果評(píng)價(jià)

對(duì)于污染土壤修復(fù)技術(shù)效果的評(píng)價(jià)可從以下三方面加以考量。

3.1 殘留物

在使用上述污染土壤修復(fù)技術(shù)后，土壤內(nèi)還會(huì)殘留少量的污染物，對(duì)這些殘留物加以分析和檢測(cè)，一方面是確定殘留物的含量并考慮其危害，以免削弱土壤修復(fù)效果。另一方面借助分析得出的數(shù)值評(píng)價(jià)修復(fù)技術(shù)應(yīng)用效果，工作人員應(yīng)重點(diǎn)對(duì)待。在殘留物分析過(guò)程中，針對(duì)照修復(fù)前的土壤數(shù)值以及修復(fù)方案的目標(biāo)值，判斷是否達(dá)到修復(fù)目的。這種評(píng)價(jià)方法的結(jié)果較為直觀，且評(píng)價(jià)方法簡(jiǎn)單，但是在對(duì)一些復(fù)合污染的場(chǎng)地實(shí)行檢查時(shí)，容易產(chǎn)生拮抗反應(yīng)而影對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果。

3.2 生態(tài)毒性

污染物生態(tài)毒性與土壤的生態(tài)活性存在反比關(guān)系，生態(tài)毒性越大，越不利于區(qū)域土壤中生物的生存，土壤的生態(tài)活性也就越低。因此在對(duì)污染土壤修復(fù)技術(shù)成果評(píng)價(jià)中，應(yīng)做好生態(tài)毒性的檢測(cè)，確定污染物濃度，科學(xué)判斷土壤性能。一般在生態(tài)毒性的檢測(cè)上使用土壤酶水平法[3]。

3.3 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

污染場(chǎng)地的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估主要是對(duì)場(chǎng)地內(nèi)污染物的致病力和致癌能力加以客觀評(píng)估，計(jì)算長(zhǎng)時(shí)間處于該環(huán)境下人們的得病率。在對(duì)比修復(fù)技術(shù)應(yīng)用后，得出污染場(chǎng)地的治病率，從而判斷修復(fù)技術(shù)的作用效果。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，污染場(chǎng)地土壤修復(fù)技術(shù)對(duì)我國(guó)生活生產(chǎn)及自然環(huán)境保護(hù)有重要意義，相關(guān)企業(yè)及人員應(yīng)加大重視力度，加強(qiáng)技術(shù)研究，并根據(jù)污染場(chǎng)地具體情況選定合理的修復(fù)技術(shù)和方式，從而還原土壤活力，提高區(qū)域土地循環(huán)利用率。