污染場地土壤修復(fù)技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

郜 濤，駱碧濤，盧海勇

（浙江瑞陽環(huán)?？萍加邢薰荆憬贾?310030）

土壤中存在著大量的有毒、有害物質(zhì)，不但會給環(huán)境帶來污染，還會對人體的健康與安全產(chǎn)生極大的威脅。所以，治理污染土壤刻不容緩。21世紀(jì)是我國科技進(jìn)步最快的時(shí)期，土壤治理技術(shù)日趨成熟。目前，受污染的土地恢復(fù)工作正如火如荼地進(jìn)行著，治理的成效也越來越顯著。

1 土壤污染修復(fù)技術(shù)研究現(xiàn)狀

現(xiàn)在，土壤污染在我國是非常嚴(yán)重的，特別是在一些經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的地區(qū)，現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展十分迅速，農(nóng)田土壤中存在著大量的農(nóng)藥殘留量和重金屬，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的安全構(gòu)成了極大的威脅。從而危及人民的生命安全。居住在石油開采區(qū)的人們被嚴(yán)重的重金屬污染所困擾，極易患上十分罕見的疾病。此外，在某些生態(tài)濕地中，由于大量的垃圾滯留，對當(dāng)?shù)氐纳锇踩斐闪藰O為不利的影響。部分工業(yè)廢料的排放使土壤的污染程度進(jìn)一步提高，同時(shí)還會造成土壤污染的種類增多，從而使土壤受到污染。污染源從原始土壤擴(kuò)大到種植、水產(chǎn)養(yǎng)殖等方面，對農(nóng)作物和食品安全產(chǎn)生一定的負(fù)面影響，嚴(yán)重影響了人類的生命安全。這種情況對有關(guān)部門提出了更嚴(yán)厲的要求：防止污染始終應(yīng)視為社會發(fā)展的優(yōu)先任務(wù)[1]。

2 土壤污染發(fā)展趨勢分析

隨著環(huán)境污染的不斷加重，城市土壤污染逐漸由城鎮(zhèn)向鄉(xiāng)村地區(qū)擴(kuò)散，由局部向全局發(fā)展，造成了較大的環(huán)境污染。造成土壤污染，造成養(yǎng)分過量，危及糧食和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。所以，要把土壤污染作為一項(xiàng)重要的環(huán)保工作，并與相關(guān)的國土管理、管制部門的需求相結(jié)合。全國關(guān)于污染土壤修復(fù)會議之后，國家有在決定污染土壤修復(fù)時(shí)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估的傾向。生物自然修復(fù)技術(shù)和多技術(shù)的結(jié)合已經(jīng)逐漸成為土壤修復(fù)技術(shù)的發(fā)展方向。維護(hù)設(shè)備的發(fā)展趨勢是使用移動設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場維護(hù)，土壤中地下水的綜合修復(fù)和可持續(xù)的綠色修復(fù)技術(shù)越來越受關(guān)注。

由于受污染的土壤類型多樣，單一的修復(fù)技術(shù)很難保證其良好的恢復(fù)。在此背景下，基于協(xié)同復(fù)合模式的土壤修復(fù)技術(shù)正以其優(yōu)良的恢復(fù)效應(yīng)和廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域得到了普遍應(yīng)用。另外，污染土地修復(fù)技術(shù)的選擇也非常重要，而對污染土地進(jìn)行修復(fù)的技術(shù)，既要從環(huán)境效益、恢復(fù)費(fèi)用等方面考慮，又要兼顧目前的風(fēng)險(xiǎn)。因此，對土地恢復(fù)與污染土地的恢復(fù)，應(yīng)給予制度的支持[2]。

3 土壤中的主要污染物

3.1 重金屬

一些工業(yè)公司隨意處理未經(jīng)處理的廢水和廢棄物，使鉛、汞、鎘、錫等土壤中難以分解的重金屬沉淀、擴(kuò)散到土壤中，嚴(yán)重破壞了土壤環(huán)境。另外，由于農(nóng)民向農(nóng)作物噴灑農(nóng)藥，使用含有濃縮農(nóng)藥的化學(xué)肥料，使我國土壤遭受了嚴(yán)重的迫害。

3.2 有機(jī)化合物

在種植農(nóng)作物的過程中，農(nóng)民經(jīng)常噴殺蟲劑來殺死害蟲。但是，農(nóng)藥濃度過高的話，對土壤有害的有機(jī)化合物就會進(jìn)入農(nóng)作物中。我國在早期曾廣泛使用過的滴滴涕、六氯苯、氯丹等，均是不可分解的有機(jī)化合物。另外，在化工廠和涂料工廠中，日常產(chǎn)生的廢水含有很多不能自動去除的有害有機(jī)污染物。有機(jī)化合物是不易溶解的有毒物質(zhì)，它們會逐漸積累沉降到地面上，破壞土壤結(jié)構(gòu)，長期污染土壤和地下水，嚴(yán)重?fù)p害人體健康。

4 土壤污染治理發(fā)展趨勢分析

4.1 我國土壤修復(fù)技術(shù)的自主研發(fā)

我國的污染土地治理技術(shù)研究以解決農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)、生態(tài)濕地保護(hù)、重工業(yè)振興等問題為重點(diǎn)，然而，傳統(tǒng)意義上的土壤修復(fù)技術(shù)在今天已不能適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，而國外技術(shù)也需要大量的資金投入。我國應(yīng)加大在土地整治技術(shù)方面的投入，包括技術(shù)研發(fā)、設(shè)備和成本等方面的投入。首先，我國的污染土壤修復(fù)技術(shù)的研究開發(fā)必須有效地解決農(nóng)業(yè)用地和土壤污染問題、重工業(yè)污染問題和生態(tài)濕地污染問題。這就需要研發(fā)部門加大對地表的全面恢復(fù)和地面恢復(fù)技術(shù)的投入，包括設(shè)備、成本和技術(shù)研發(fā)。要適合于各種類型的土壤，以達(dá)到最佳的修復(fù)效果。與此同時(shí)，企業(yè)在技術(shù)費(fèi)用和設(shè)備開發(fā)上也要進(jìn)行突破。保證土壤修復(fù)技術(shù)的普及，并充分發(fā)揮其作用。以減少土地修復(fù)費(fèi)用，改善土地利用效益。在保證農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)利益的前提下，保證農(nóng)產(chǎn)品的安全，保證糧食生產(chǎn)和人民的健康。在采礦區(qū)及其他受污染的區(qū)域，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)姆椒ê驮O(shè)施，以保證土壤恢復(fù)的科學(xué)化、規(guī)范化。確保污染土壤在修復(fù)過程中不耽誤正常生產(chǎn)，有效保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全，為糧食質(zhì)量提供有效保障機(jī)制。對于礦山的土壤污染問題，必須完善再開墾系統(tǒng)，開展準(zhǔn)確的管理工作，滿足工業(yè)農(nóng)業(yè)正常生產(chǎn)的需要，大力發(fā)展自主意識的再開墾技術(shù)和設(shè)備。建立標(biāo)準(zhǔn)化的土地整備系統(tǒng)，確保人民的生命財(cái)產(chǎn) 安全。

4.2 建立土壤污染修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)體系

我國的土壤污染形式相對較強(qiáng)，污染類型和來源較多。因此，需要各種各樣的修復(fù)技術(shù)。現(xiàn)在，中國還沒有建立健全的土壤污染和污染評估系統(tǒng)，很多土壤修復(fù)技術(shù)都不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。因此，對于中國土壤污染嚴(yán)重問題，需要建立完整的評估體系，這對土壤污染技術(shù)的普及具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[3]。

4.3 向著環(huán)境友好型的方向發(fā)展

傳統(tǒng)土壤修復(fù)技術(shù)存在著大氣、水、土壤二次污染等問題。因此，在利用自然植被資源的基礎(chǔ)上，可以利用太陽能等綠色能源，使受污染的土地得到自然恢復(fù)。為了改善土壤的恢復(fù)能力，減少對土壤造成的污染，就需要消除外界環(huán)境因子，避免二次污染。為此，應(yīng)加強(qiáng)對非環(huán)境土壤的治理，加大資金投入和人力投入，達(dá)到治理的目的。在已有的生物修復(fù)研究中，要保證生物種類及修復(fù)技術(shù)的種類是合理的。提出一種適用于各種環(huán)境的修復(fù)技術(shù)，并將其應(yīng)用于污染土壤的修復(fù)。尤其是在農(nóng)業(yè)區(qū)，需要開發(fā)節(jié)能、環(huán)保、安全的生物修復(fù)技術(shù)，以達(dá)到去除污染物、保持土壤肥力、減少二次污染的目的。利用傳統(tǒng)農(nóng)作物進(jìn)行生物資源的篩選，可以有效地促進(jìn)生物修復(fù)技術(shù)與土壤類型的協(xié)調(diào)。同時(shí)，基因工程、酶工程、細(xì)胞再生等技術(shù)也將是今后污染土壤修復(fù)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。如何充分發(fā)揮太陽能的作用，并將其與土壤微生物的再生能力相結(jié)合，以達(dá)到對污染土壤進(jìn)行自我修復(fù)的目的，是研究土壤修復(fù)技術(shù)的重要方向。土壤在受到污染后，要盡快得到恢復(fù)，就必須消除所有與農(nóng)作物生產(chǎn)有關(guān)的外界因素，消除土壤的污染途徑，避免土壤被破壞。這就需要政府在環(huán)保領(lǐng)域投入更多的資金，并充分發(fā)揮其在污染嚴(yán)重程度上的優(yōu)勢，從而達(dá)到這一目的，盡量做到把費(fèi)用降到最低，并產(chǎn)生明顯的效果。在眾多的傳統(tǒng)生物中，選取適宜于發(fā)展的生物種類，進(jìn)行不同類型、不同污染程度的修復(fù)，從而為污染土地的治理提供了新的思路。強(qiáng)化生物酶技術(shù)、細(xì)胞再生技術(shù)、基因工程等新技術(shù)在我國的推廣。這些技術(shù)的運(yùn)用使土壤恢復(fù)的效果得到了明顯的改善，具有很好的發(fā)展前景。

4.4 向原位土壤修復(fù)技術(shù)的方向發(fā)展

在被污染的土地上，進(jìn)行徹底的挖掘并運(yùn)往別處進(jìn)行凈化。這是一項(xiàng)叫作異位修補(bǔ)的技術(shù)。這樣下來的修補(bǔ)費(fèi)用很高，而且深度水域和土壤也不適用于此。因此，針對不同污染程度的土壤，有必要發(fā)展原位修復(fù)技術(shù)，在此基礎(chǔ)上，還應(yīng)積極開展原位生態(tài)恢復(fù)技術(shù)，以保證土壤的恢復(fù)工作順利開展。

5 污染土壤修復(fù)技術(shù)的具體分類

5.1 工程修復(fù)技術(shù)

工程修復(fù)技術(shù)主要包括客土法、換土法以及深耕翻土法?？屯练ㄖ饕侵笇⒈晃廴镜耐寥乐脫Q為從其他地方轉(zhuǎn)移過來的健康土壤，防止植物根系統(tǒng)的污染。換土法是指直接更換污染土壤和健康土壤。在實(shí)施過程中，要密切關(guān)注被污染的土壤的追蹤與監(jiān)控，以保證其合理的分布。深耕翻土法是利用土壤表面和深層活化土壤，使其與土壤相混合，從而減少土壤的污染程度。主要應(yīng)用在低土層，但不會造成太大的污染。實(shí)際操作中，工作人員要保證土壤的營養(yǎng)，就必須要有足夠的肥料[4]。

5.2 熱處理修復(fù)技術(shù)

熱處理修復(fù)技術(shù)是通過對污染土壤進(jìn)行加熱，從而將重金屬通過高溫蒸發(fā)而實(shí)現(xiàn)修復(fù)。該技術(shù)對去除半揮發(fā)性、低沸點(diǎn)的土壤污染是行之有效的。目前，該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于污染土壤的治理，但是，由于很多金屬都具有很高的熱分析溫度，因此，用這種方法修復(fù)被污染的土壤是非常昂貴的。此外，在處理過程中，重金屬的處理不當(dāng)，極易造成二次污染。

5.3 淋洗技術(shù)

淋洗技術(shù)是一種先進(jìn)的修復(fù)技術(shù)?；瘜W(xué)氧化是指在重金屬污染的土壤中添加化學(xué)溶液，用機(jī)械去攪拌土壤，除去土壤中各種形態(tài)的重金屬。這種方法不會破壞土壤結(jié)構(gòu)，也不會造成二次污染。在應(yīng)用該技術(shù)時(shí)，必須適當(dāng)選擇淋洗溶液。這種技術(shù)廣泛應(yīng)用于土壤修復(fù)工作。

5.4 生物修復(fù)技術(shù)

對受污染土壤進(jìn)行生物降解可以起到緩解作用，利用生物代謝，將污染物質(zhì)的濃度降至正常水平。

5.4.1 植物修復(fù)技術(shù)

通過植物和植物的蓄積作用來吸收、過濾重金屬、農(nóng)藥、石油等污染物，從而使土壤的生態(tài)功能得到有效的恢復(fù)。該技術(shù)對土壤污染物的去除、填埋場的覆蓋以及生態(tài)修復(fù)等具有重要意義。同時(shí)，該技術(shù)對礦山周邊生態(tài)恢復(fù)具有一定的指導(dǎo)意義。該技術(shù)因其成本低廉、易于使用而得到了廣泛使用。如鉛超富集植物有羽葉鬼針草、香根草等；鋅超富集植物有蕓苔、蕪菁等；鎘超富集植物有魚腥草、龍葵等。這種技術(shù)是一種環(huán)保的修補(bǔ)方式。但由于植物生長速度慢，雖然對受污染的土地進(jìn)行了修復(fù)，其恢復(fù)時(shí)間相對較長。另外，由于植物的生長周期長，生長速度慢，植物的數(shù)量少。同時(shí)，最重要的是持續(xù)增加給機(jī)器操作帶來了很大的不便。

5.4.2 微生物的再生技術(shù)

該技術(shù)主要是利用微生物的降解來恢復(fù)土壤。針對石油污染的土壤，一般采用微生物法進(jìn)行處理，通過微生物的代謝，將污染物分解成無毒、無害的物質(zhì)，例如水、脂肪酸等。在受殺蟲劑和原油的污染下，采用生物修復(fù)技術(shù)可以對土壤進(jìn)行一定的修復(fù)。微生物修復(fù)的目標(biāo)是通過對微生物進(jìn)行高效降解，從而實(shí)現(xiàn)對土壤的合理生態(tài)作用。在應(yīng)用中，由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，微生物固定技術(shù)受到了廣泛的歡迎；該修復(fù)方式可減少造價(jià)，防止二次污染。該系統(tǒng)具有很好的操作性能，但該技術(shù)在治理土壤中存在著一定的缺陷，其降解效率較低，對污染物的敏感性較差，修復(fù)途徑狹窄，容易受到環(huán)境的限制。因此，如何改善微生物的修復(fù)效率一直是國內(nèi)外學(xué)者和科研工作者關(guān)注的一個(gè)重要問題。

5.4.3 采用動物進(jìn)行修復(fù)

費(fèi)用低廉，對土壤生態(tài)有一定的影響，但由于動物對環(huán)境的適應(yīng)性，修復(fù)周期較長。今后生物修復(fù)技術(shù)的最大發(fā)展方向是對影響其性能的因素進(jìn)行深入的探討，從而達(dá)到革新、改善修復(fù)效果的目的。

5.5 污染土壤化學(xué)修復(fù)技術(shù)

污染土壤的化學(xué)修復(fù)技術(shù)是利用化學(xué)改性劑對污染土壤進(jìn)行分離、還原、溶解和吸附的方法。其具體的處理方法有四種：①化學(xué)脫水法，其處理周期較短，但與水的反應(yīng)會使其發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而提高了維修費(fèi)用。②要想得到穩(wěn)定的固定修復(fù)技術(shù)，土壤修復(fù)費(fèi)用低廉，所產(chǎn)生的物質(zhì)毒性較弱的效果，對修復(fù)的設(shè)備要求較高。③可以提高污水的分解效率，但是為了增加維修費(fèi)用，必須采取更多的清潔和清潔措施。④氧化-還原法。雖然可以有效地治理無機(jī)污染，但是會對土壤的生態(tài)系統(tǒng)造成一定的影響。

5.6 物理修復(fù)技術(shù)

這種技術(shù)可以通過物理方式有效地去除或分離土壤中的污染物。熱脫附和蒸汽浸提是最重要的物理修復(fù)技術(shù)，可以有效修復(fù)苯類、多環(huán)芳族碳?xì)浠衔?、聚氯乙烯和二噁英污染的土壤。

（1）熱脫附技術(shù)。通過這種技術(shù)，可以繼續(xù)使用修復(fù)后的土壤，在處理氯化有機(jī)物質(zhì)時(shí)可以有效減少二噁英的產(chǎn)生。在修復(fù)可持續(xù)性有機(jī)污染土壤時(shí)，由于設(shè)備價(jià)格和處理成本高，該技術(shù)的應(yīng)用受到限制。隨著熱脫附技術(shù)在各種污染土壤中的應(yīng)用日益成熟，研究方向也逐漸形成。

（2）蒸汽浸提技術(shù)。該技術(shù)對土壤中的揮發(fā)性有機(jī)物具有很大的影響。抽吸技術(shù)不但不會破壞土壤的結(jié)構(gòu)，而且避免了對土壤造成二次污染[5]。

5.7 聯(lián)合修復(fù)技術(shù)

利用這種方法，可以對受污染的土壤進(jìn)行二次以上的修復(fù)，從而有效地提高修復(fù)率和效率，并克服了單個(gè)修復(fù)技術(shù)的不足。

（1）微生物/動物-植物聯(lián)合修復(fù)，該技術(shù)已成為今后土壤生物修復(fù)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)主要方向。菌根生物技術(shù)及根間植體技術(shù)是一種高效的降低和吸附有機(jī)污染物的方法。

（2）化學(xué)/物化-生物聯(lián)合修復(fù)。該技術(shù)可以提高污水的生物利用程度，從而提高治理效率。

（3）物理-化學(xué)聯(lián)合修復(fù)技術(shù)，該技術(shù)適用于污染土壤離位處理。聯(lián)合修復(fù)技術(shù)結(jié)合了多種單項(xiàng)技術(shù)，可以充分發(fā)揮它們各自的優(yōu)勢，推進(jìn)有效的土壤修復(fù)工作的實(shí)施。這種技術(shù)的應(yīng)用突破了單項(xiàng)技術(shù)的界限，提高了修復(fù)效果，現(xiàn)在得到了很大的普及[6]。

6 結(jié)束語

土壤是生命的根源和人類生存的基礎(chǔ)。對污染土地進(jìn)行科學(xué)、合理的治理，既可以保持原有的生態(tài)功能，又可以使土地的產(chǎn)量得到恢復(fù)，而且不會對環(huán)境造成二次污染。同時(shí)，防止和治理土壤污染，就可以減少資源的浪費(fèi)。政府和有關(guān)部門應(yīng)當(dāng)從政策、資金、設(shè)備、人員等方面對土壤污染防治、控制和修復(fù)技術(shù)進(jìn)行支持，將污染土壤的治理逐步向市場化、產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展。因此，應(yīng)當(dāng)繼續(xù)開發(fā)土壤修復(fù)的新技術(shù)和方法，恢復(fù)受污染土壤的活性，推動我國土壤修復(fù)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，提高我國的土地利用率。