土壤污染固化穩(wěn)定化修復(fù)的評(píng)估方法研究

程 程

（安徽雙鴻工程咨詢(xún)有限公司，安徽 淮北 235100）

土壤是一種在顆粒物質(zhì)、有機(jī)物、水分、微生物共同作用下產(chǎn)生的松散物質(zhì)，聚集在地球表面。土壤不僅是地球的重要組成成分，還是人類(lèi)生存的基本物質(zhì)保證，為地球上的生物提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，對(duì)生物發(fā)展和環(huán)境系統(tǒng)有重要影響，也是不可再生的自然資源。

1 土壤污染概述

土壤污染是一種嚴(yán)重的環(huán)保問(wèn)題，污染因素有許多，比如，工廠廢棄物排放，或者處理不到位的廢水、廢氣的排放，固體廢棄物的排放等等，都會(huì)對(duì)土壤造成污染。另外，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，化工肥料的使用，也會(huì)造成土壤本身生態(tài)系統(tǒng)的破壞，最終造成土壤污染、固化等問(wèn)題，給土地帶來(lái)很大負(fù)擔(dān)，殘留的化肥和農(nóng)藥會(huì)侵蝕土壤，造成土壤污染。另外，城市的生活垃圾中不可降解、難降解的物質(zhì)，如塑料制品等，同樣會(huì)造成土壤污染[1]。

目前，我國(guó)土地污染較為嚴(yán)重。許多重工業(yè)集聚地帶，出現(xiàn)無(wú)法逆轉(zhuǎn)的污染現(xiàn)象，也是污染危害最嚴(yán)重的地帶。土壤受到嚴(yán)重污染后，在物質(zhì)循環(huán)的過(guò)程中吸收污染物質(zhì)，生長(zhǎng)在污染土壤中的農(nóng)作物受到侵蝕，在生物鏈中循環(huán)反復(fù)，會(huì)造成人體危害。根據(jù)調(diào)查，我國(guó)每年有大約一千萬(wàn)噸糧食由于土壤污染原因不能食用，造成資源的大量浪費(fèi)[2]。被污染的土壤在風(fēng)沙的傳播過(guò)程中，也會(huì)造成周邊水體污染，造成更為嚴(yán)重的污染現(xiàn)象。為了解決這類(lèi)問(wèn)題，我國(guó)環(huán)境保護(hù)部門(mén)極為注重土地治理，認(rèn)為當(dāng)務(wù)之急是解決重工業(yè)企業(yè)的污染排放問(wèn)題，采取有效的管制手段，提升監(jiān)管力度。其次，要做好廢棄工業(yè)地帶的環(huán)境監(jiān)測(cè)與保護(hù)。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)耕地重金屬土壤污染超標(biāo)率為19.4%?？梢?jiàn)，我國(guó)土壤重金屬污染已經(jīng)非常嚴(yán)峻，需要研究人員進(jìn)行有效研究，否則后果不堪設(shè)想。

2 固化穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)概述

2.1 固化穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)

目前，我國(guó)土壤修復(fù)主要采用固化穩(wěn)定化技術(shù)，這種技術(shù)的應(yīng)用模式簡(jiǎn)單，修復(fù)效率較高，消耗時(shí)間較短，得到廣泛應(yīng)用。異位穩(wěn)定化技術(shù)屬于固化穩(wěn)定化之中的一種，其修復(fù)原理是將被污染的土壤挖出，通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定污染成分，然后進(jìn)行攪碎、曬制等處理，添加固化穩(wěn)定化材料，使二者充分融合，在這個(gè)過(guò)程中，土壤中的污染物質(zhì)也會(huì)被材料所吸收，部分污染物質(zhì)也會(huì)和材料進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，將危害較強(qiáng)的污染物質(zhì)轉(zhuǎn)換為危害較弱的物質(zhì)，同時(shí)，提升該物質(zhì)的穩(wěn)定性，使污染物質(zhì)固定在某個(gè)區(qū)域內(nèi)，避免其大范圍流動(dòng)造成更為嚴(yán)重的環(huán)境污染。這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用范圍較為廣泛，發(fā)展水平較高，體現(xiàn)了重要的應(yīng)用價(jià)值。

利用固化穩(wěn)定化技術(shù)進(jìn)行土壤修復(fù)，能夠大大減少土壤中的有害成分，改善土壤污染問(wèn)題。固化穩(wěn)定化材料含有化學(xué)物質(zhì)，可以和土壤中的污染物質(zhì)出現(xiàn)化合反應(yīng)，有效去除污染物質(zhì)或者轉(zhuǎn)變污染物質(zhì)的性質(zhì)，降低污染物質(zhì)的流動(dòng)性，降低污染問(wèn)題惡化的可能性。這是一種有效的污染物質(zhì)固化技術(shù)，包含多種技術(shù)分支。

2.2 固化穩(wěn)定化膠凝材料的分類(lèi)

2.2.1 堿性藥劑

目前，主要應(yīng)用的堿性藥劑，包括熟石灰、生石灰、氧化鎂、氫氧化鎂等物質(zhì)。在過(guò)程中，將堿性藥劑投入到污染土壤中，可以改變土壤中的酸堿情況，使重金屬物質(zhì)出現(xiàn)氧化反應(yīng)，形成更為穩(wěn)定的金屬氧化物質(zhì)，最終形成物質(zhì)沉淀。從以往的研究結(jié)果來(lái)看，堿性藥劑可應(yīng)用在許多種類(lèi)的重金屬污染土壤中，在短期時(shí)間內(nèi)就可體現(xiàn)非常理想的修復(fù)成果。其中，鉛和鋅屬于中性金屬，土壤酸堿度控制不當(dāng)，可能造成溶解現(xiàn)象，導(dǎo)致金屬沉降，進(jìn)一步加深土壤污染。在應(yīng)用堿性藥劑時(shí)，要實(shí)現(xiàn)堿性藥劑用量的合理掌控，避免土壤酸堿度超過(guò)鉛元素和鋅元素的適宜范圍，導(dǎo)致藥劑處理效果降低。

2.2.2 硫化物藥劑

可應(yīng)用在土壤修復(fù)技術(shù)中的硫化物藥劑，包括硫化鈉、硫化鉀、硫酸氫鈉等。硫化物藥劑可以與污染土壤中的鎘、汞、鋅、鉛等物質(zhì)進(jìn)行充分反應(yīng)，形成性質(zhì)較為穩(wěn)定的硫化物沉淀，能夠有效降低地下水中的污染物質(zhì)含量。在進(jìn)行硫化物藥劑選擇時(shí)，要考慮到硫化物在酸性環(huán)境中會(huì)水解成硫化氫，造成人體健康的安全隱患，因此，技術(shù)人員要做好有效防護(hù)。

2.2.3 磷酸鹽藥劑

固化穩(wěn)定化材料中的磷酸鹽藥劑，包括磷酸、磷酸鈣、磷酸氫鈣、含磷污泥、鈣鎂磷肥等，通過(guò)修復(fù)，土壤中的金屬轉(zhuǎn)化成磷酸鹽金屬沉淀。磷酸鹽藥劑在進(jìn)行鉛污染土壤的治理中，體現(xiàn)了良好的修復(fù)效果，同時(shí)，可以進(jìn)行土壤固化穩(wěn)定化處理，也能實(shí)現(xiàn)地下水污染和地表水富營(yíng)養(yǎng)化的有效處理。

2.2.4 黏土礦藥劑

黏土礦物藥劑，包括蒙脫石、海泡石、膨潤(rùn)土、硅藻泥等。粘土礦物藥劑可采用的方式較多，包括吸附方式，共沉淀方式和配位方式，能夠有效降低土壤中的污染物質(zhì)含量，實(shí)現(xiàn)有效的固化穩(wěn)定化。這類(lèi)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)較多，性?xún)r(jià)比較高，方便進(jìn)行技術(shù)操作，不會(huì)破壞土壤環(huán)境，不會(huì)出現(xiàn)副作用，因此，在土壤污染治理中得到了高效應(yīng)用。目前，技術(shù)人員在進(jìn)行黏土礦物藥劑選擇時(shí)，通常選擇混合類(lèi)型藥劑，方便展現(xiàn)多方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，有效改善傳統(tǒng)修復(fù)技術(shù)中的應(yīng)用問(wèn)題，提升修復(fù)效率。

2.3 修復(fù)后土壤的二次利用

完成土壤修復(fù)后，可以進(jìn)行二次利用，通常用于路基、地基的施工和其他工程建設(shè)。但是污染土壤在經(jīng)過(guò)固化修復(fù)后，可能因外界條件變化，出現(xiàn)二次污染現(xiàn)象。比如，在陰雨連綿的情況下，空氣中濕度較大，殘留的污染物質(zhì)可能被再次分解，污染地下水和地表水源，導(dǎo)致人體危害，造成其他方面的環(huán)境污染問(wèn)題，這是非常嚴(yán)重的問(wèn)題，也需要技術(shù)研究人員進(jìn)行技術(shù)研討，要不斷探索，提升修復(fù)效果的穩(wěn)定性[3]。

3 固化穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)的修復(fù)評(píng)估

3.1 浸出毒性評(píng)估方法

浸出毒性評(píng)估方法在我國(guó)應(yīng)用比較廣泛。主要應(yīng)用TCLP和SPLP法，對(duì)固體廢棄物的毒性進(jìn)行檢測(cè)。主要采用的物質(zhì)是硫酸、醋酸和硝酸緩沖液。因此又被稱(chēng)為硫酸法、醋酸法和硝酸法。

3.2 評(píng)估方法評(píng)價(jià)

3.2.1 應(yīng)用方法較少

當(dāng)前，我國(guó)采用的成功方法較少，主要應(yīng)用浸出毒性評(píng)估方式，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中主要采用TCLP、SPLP、硫酸硝酸法。單一的評(píng)估方法無(wú)法滿(mǎn)足目前的評(píng)估需要，進(jìn)行比較分析，可以發(fā)現(xiàn)，柱浸式測(cè)試方法的適用性更強(qiáng)，但在目前，技術(shù)人員找不到較為合適的測(cè)試方式。

3.2.2 無(wú)法有效評(píng)估修復(fù)后土壤的長(zhǎng)期性質(zhì)

目前，我國(guó)主要應(yīng)用的檢測(cè)方法是硫酸硝酸法和醋酸緩沖液，測(cè)試提取時(shí)間大概為18 h，提取時(shí)間較短，無(wú)法綜合體現(xiàn)長(zhǎng)期情況下，土壤內(nèi)污染物質(zhì)的性質(zhì)。當(dāng)前階段，我國(guó)尚未進(jìn)行修復(fù)土壤長(zhǎng)期性質(zhì)的跟蹤研究。在技術(shù)研究領(lǐng)域，尚未建立完善的研究體系，技術(shù)人員還在不斷進(jìn)行研究探索，需要提升毒性評(píng)估方法的實(shí)用性，綜合體現(xiàn)修復(fù)后土壤的長(zhǎng)期性質(zhì)[4]。

4 案例分析

4.1 案例簡(jiǎn)介

選擇一塊城市土地，完成環(huán)境評(píng)估和計(jì)算統(tǒng)計(jì)后，檢測(cè)到土壤中的重金屬主要有鎘、銅、砷等金屬物質(zhì)。之后挖掘污染土壤，挖掘深度控制在15 m左右。挖掘到7.5 m左右時(shí)，發(fā)現(xiàn)土壤污染面積達(dá)到了280 m2。在該地區(qū)周邊的地下水中，檢測(cè)到土壤內(nèi)的污染物質(zhì)和其他重金屬污染物質(zhì)，粗略估計(jì)，地下水受到嚴(yán)重污染。技術(shù)人員通過(guò)討論，決定采用固化穩(wěn)定化技術(shù)，完成土壤修復(fù)后，進(jìn)行地下水的污染治理，減輕土壤和地下水的污染程度。

4.2 固化穩(wěn)定修復(fù)技術(shù)

為了想在較短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)土壤修復(fù)，可以應(yīng)用固化穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)的主要應(yīng)用地區(qū)為居住用地，首先，要進(jìn)行土壤的攪碎操作，之后進(jìn)行篩制操作，將土壤微粒的粒徑控制在80 mm左右，完成整體操作后，進(jìn)行下一步的技術(shù)處理。篩分技術(shù)是要根據(jù)土壤修復(fù)要求，進(jìn)行不同種類(lèi)的篩選。在操作過(guò)程中，如果應(yīng)用材料較為松散，可將實(shí)驗(yàn)步驟分成兩部分進(jìn)行操作，首先，將可以通過(guò)篩網(wǎng)的微粒進(jìn)行有效融合后，讓融合后的微粒經(jīng)過(guò)篩孔、技術(shù)應(yīng)用水平逐步提升，固化穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)是將水泥、石灰、飛灰等材料添加到土壤中，進(jìn)行技術(shù)融合后，再進(jìn)行攪拌操作，得到土壤固化效果，最后將修復(fù)完成的土壤二次利用[5]。

4.3 修復(fù)效果檢測(cè)

最后，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)審核和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)收，確保修復(fù)土壤達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)，這樣才能展現(xiàn)良好的修復(fù)成果。在審核規(guī)劃階段，要嚴(yán)格按照國(guó)家管理標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)法律規(guī)定，合理安排程序，開(kāi)展高效化的審核驗(yàn)收，可以用網(wǎng)格布點(diǎn)法，來(lái)檢測(cè)修復(fù)后的土壤質(zhì)量是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)語(yǔ)

固化穩(wěn)定化修復(fù)土壤會(huì)受多種因素影響，包括凍融、高溫、碳化等，導(dǎo)致物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)出現(xiàn)變化，容易重新釋放污染物質(zhì)。環(huán)境污染問(wèn)題是廣受關(guān)注的社會(huì)問(wèn)題，土壤污染也是急需解決的環(huán)境問(wèn)題。如果能夠有效解決土壤污染問(wèn)題，就可以提升農(nóng)業(yè)發(fā)展的環(huán)保水平，也能保障人們的身體健康，具有重要價(jià)值。目前，我國(guó)主要應(yīng)用的修復(fù)手段是固化穩(wěn)定化修復(fù)，但利用這種方式完成修復(fù)的土壤，依舊有二次污染的可能性，后續(xù)應(yīng)用的穩(wěn)定性，也難以有效體現(xiàn)，沒(méi)有統(tǒng)一的研究體系，需要持續(xù)探索。進(jìn)行該修復(fù)手段的評(píng)價(jià)時(shí)，可以根據(jù)我國(guó)地理?xiàng)l件和氣候特點(diǎn)，進(jìn)行環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)，展現(xiàn)土壤物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，以及污染物質(zhì)的釋放情況，這可以為土壤穩(wěn)定性評(píng)估提供參考依據(jù)。