污染土壤的修復技術研究進展

陶 鑫

北京建工環境修復股份有限公司，北京 100000

隨著現代農業的快速發展，化肥和農藥被大量使用，加上工業生產、石油開采、畜牧業養殖以及居民生活等也會排出污染物到土壤中，目前土壤問題已經成為亟需研究和解決的問題之一。土壤污染不僅會和其他環境污染匯合，加劇對人類生存環境的破壞，而且還會對農產品造成嚴重污染，從而影響人的身體健康。鑒于此，進行污染土壤修復研究工作，可有效降低土壤污染程度，阻止污染物對人體健康造成傷害，同時也可促進社會經濟可持續發展。

1 污染土壤的修復技術

污染土壤修復技術是通過化學、物理和生物等手段，以轉移、吸收、降解和轉化的形式，降低土壤中污染濃度，或將有害污染物轉化為無害物質。在過去近40年全球范圍內有關污染土壤修復技術的研究和應用，目前化學修復、物理修復和生物修復、聯合修復技術體系已經形成，也積累了相關土壤修復工作的經驗。雖然我國污染土壤修復的研究起步較晚，研發水平和應用水平和其他國家有一定差距，但是近幾年來一些研究活動對污染土壤修復技術的應用具有推動作用，尤其是在國家政策支持下，我國關于污染土壤修復技術的研究和發展取得了一定成果。本文將對化學修復、物理修復、生物修復和聯合修復技術的研究進展進行探討。

1.1 污染土壤化學修復技術

污染土壤化學修復是一種發展最早的修復技術，包括土壤固定/穩定化技術、淋洗技術、氧化還原技術、光催化降解技術和電動力學修復技術。其中，固定/穩定化技術指的是通過將污染物固定在土壤中，避免污染物釋放擴散到土壤中，從而減少大面積土壤破壞。該技術具有成本較低、應用相對廣泛等特點，尤其是在處理多種復雜金屬廢棄物土壤中，穩定性強、成本費用低廉，常用的固化劑有石灰、瀝青和硅酸鹽水泥等，其中水泥應用最為廣泛。但是因為該技術所需要的設備較多，操作比較復雜，污染物的埋藏深度和土壤的酸堿值、有機質的含量也會影響該技術應用。其次，淋洗技術是指利用水或其他含沖洗主助劑的水溶液、酸堿溶液等注入到污染土壤中，清除土壤污染物的技術。該技術可以處理復雜的難以去除的有機污染物，已經被廣泛應用到重金屬污染區或多污染物區域的修復工作中。再次，化學氧化還原技術是在土壤中加入臭氧等氧化劑或二氧化硫等還原劑，使污染物發生化學反應，從而實現對土壤的凈化處理。該技術可以對還原作用敏感的污染土壤區域進行修復。此外，光催化降解技術是一種比較新的土壤修復技術，也是通過化學氧化作用，對含有農藥的污染土壤進行修復。但是土壤的質地、厚度、水分、酸堿值、氧化鐵含量等會對該技術的應用產生一定影響。土壤中氧化鐵含量越高，光催化降解的處理可以得到有效控制，土壤黏粒少、污染物遷移的速度快，則光解的速度也快。最后，電動力學修復技術是將電化學和電動力學聯合起來，將污染物集中到電極區然后進行集中處理。該技術具有成本低廉、處理速度快等優點，且不需要化學藥劑的加入，修復不會對環境造成影響，治理效果較好，不會形成二次污染。

1.2 污染土壤物理修復技術

物理修復制度是通過物理手段將污染土壤中的污染物去除或分離。主要包括熱脫附技術、土壤蒸氣浸提技術、微波加熱技術等。其中，熱脫附技術指的是通過熱交換處理，將土壤中的污染機組成分提升到一定的溫度，從而通過蒸發將污染物和土壤分離開來。其具有污染物處理范圍廣、設備輕便、操作簡單、修復以后的土壤可再利用等優點，目前歐美國家已將土壤熱脫附技術應用到高濃度污染場地污染土壤的修復中，不過設備價格較貴、修復時間長、處理成本高，熱脫附技術在污染土壤修復中的應用還不廣泛。其次，土壤蒸氣浸提技術是一種原位修復技術，能有效去除污染土壤中的揮發性有機污染物，主要操作方式是將新鮮空氣注入到污染土壤中，再通過吸收土壤中的有機污染物經過抽取井回到地面，抽取出來的氣體經過活性炭吸附或生物處理凈化處理，可以排放到空氣中或者注入到地下使用，該方法具有成本低、操作性強以及處理范圍廣、不會破壞土壤結構等優點。

1.3 污染土壤生物修復技術

生物修復從廣義上來講，主要指的是利用土壤中的植物、動物和微生物等，對土壤中的污染物進行吸收、降解或轉化，將土壤污染程度降低或將有害物質轉化為無害物質。從狹義上講，主要指的是微生物修復，也就是利用土壤中的微生物，將污染物轉化為無害物質。根據修復主體的不同，可分成植物修復技術、動物修復技術和微生物修復技術。該技術的優點是低耗能、高效可靠、安全性高。其中，植物修復技術指的是利用土壤中的植物和根系微生物將污染物進行降解或轉化，植物會對金屬元素、有機污染物和放射性等有害物質進行吸收、過濾和固定，從而達到土壤凈化的目的。可以被植物吸收修復的污染物質有金屬物質、農藥、石油和有機污染物、放射性元素等，與其他修復技術相比，具有技術成本低、環境影響小、穩定性強等優點。微生物修復技術指的是利用土壤中的微生物群，在合適的環境下，發揮其代謝功能，從而有效降低污染物活性，將有害物質降解轉化為無害物質。目前，該技術的修復研究工作在于提高微生物在土壤中的生長壽命、活性和安全性，同時基因重組、基因構建工程的研究開展，也能進一步提高微生物對于污染物的降解能力。動物修復技術指的是利用土壤中的動物群，直接吸收、轉化和分解土壤中的污染物質，能有效改善土壤環境，提高土壤肥力，同時還能促進植物和微生物群的生長。目前關于土壤中微型動物對污染土壤修復上的研究不多，未來還要進一步展開研究探討。

1.4 污染土壤聯合修復技術

污染土壤聯合修復包括物理/化學聯合修復、微生物/植物/動物聯合修復以及化學/物理/生物聯合修復等。可以有效解決單項修復技術修復效率低、成效不高的問題。其中，物理修復和化學修復的結合，主要適用在污染土壤的離位處理中；微生物和動物、植物修復技術的聯合是污染土壤生物修復技術研究方面的新方向，研究表明將這幾種生物修復技術聯合起來，可以提高有機污染物被吸收、代謝和降解的速度，修復效果更好。將化學、物理和生物聯合起來，可以將三種修復技術的優勢集中利用，是目前研究的重點，也是最具有應用修復潛力的方式，尤其是在對于復雜污染區域的土壤處理中具有明顯優勢。

2 污染土壤修復治理問題和未來趨向

污染土壤的修復治理是一項系統性的、復雜的工程，單項技術受到眾多因素的限制，影響修復處理效果。加上不同污染物本身性質不同、污染土壤周邊環境條件不同，不同的修復技術具有不同的適用范圍，修復技術互相融合還需要一定時間。所以目前任何一種修復技術還不能完全修復某一種污染，或修復所有種類污染，開發應用通用性的污染土壤修復方法是未來研究方向之一。未來有關污染土壤修復治理方面的總體發展方向包括：第一，向綠色和環境友好的土壤生物修復技術發展，尤其是微生物修復技術的發展和利用，該技術的發展既能達到綠色安全的要求，還能用于大面積污染土壤的修復治理，治理效率高、效果好。第二，從單項技術向聯合、雜交土壤綜合修復技術發展。隨著土壤污染物種類的增加，污染程度的增大，單項修復技術很難實現修復目標，而發展聯合綜合的土壤修復模式將有效提高土壤污染治理的治理效果。第三，發展多重原位土壤修復技術也是近幾年的發展趨勢，處理成本低，綜合治理效果好。此外，基于設備化的快速場地污染土壤修復、污染土壤修復決策支持系統發展也是未來發展研究的重點。

從修復技術角度來看，植物修復技術將主要從植物生理、栽培和遺傳等方面進行重點研究，關鍵是提高植物對于污染物的吸收能力。分子生物學和基因工程技術的應用，培養轉基因植物也是未來一大研究重點。從生態學角度，未來在修復污染土壤的研究中，還要考慮修復工作給環境帶來的影響，維護生態系統結構和功能，避免二次污染。此外，在聯合修復技術或綜合修復技術研究發展方面，主要是發揮各修復手段的優勢，綜合考慮多種因素，形成一種適合用于所有污染土壤狀況的、集多種方式優點于一體的綜合型修復技術，從而達到徹底清除土壤污染物，修復土壤的目標。

3 結語

綜上所述，對于污染土壤修復技術的研究可以為有效解決農田土壤污染、工業場地土壤污染、敏感區濕地土壤污染問題等提供支持，開發高效、安全、經濟的土壤修復技術體系，可以實現對農產品安全和生態安全的保障，滿足農業生產、工業生產和人們生活的需求。為了推動我國污染土壤修復技術的應用和產業化發展，需要進一步加強污染土壤修復方面的研發工作，發展我國土壤修復技術和設備，從而保護土壤環境，滿足技術產業化需求，使修復產業進入到國際環境修復市場競爭中。