王長虹
摘 要:生態環境問題一直是各方研究的熱點和焦點。希望能夠相關部門引起關注與重視,特別是對于土壤污染,污染成分的復雜性不斷變化。此文章具體分析了污染土壤修復技術在土壤改造中的問題和技術上的難點,以此提供相關人士參考。
關鍵詞:污染土壤;修復技術;再造;展望;分析
土壤污染覆蓋率現當下呈現出極高的上升趨勢,需要科學合理的治理措施和方法。在許多治理措施中,土壤污染問題的根本解決方法是修復受污染的土壤。隨著我國經濟的不斷提高,土壤綠化質量對于我國環保發展來說非常重要,要求也相當高。但是往往對于綠化土壤的質量疏于管理,或者是說保證土壤環保的工作實施根本就不具備一套完整的管理體系。因此土壤質量不能得到保證,甚至嚴重時會出現重大的污染環境。為此相關部門必須把凈化土壤第一,質量第一,環保第一放到第一位。環保意識就是樹立土壤質量,要放眼未來,不要只顧眼前的利益,還要不斷提高園林綠化的施工質量,土壤質量管理得到一定的保證。
土壤污染的蔓延已成為世界環境污染問題之一,土壤污染最典型的特征和趨勢是:(1)土壤污染覆蓋范圍不斷擴大;(2)土壤污染成分的復雜性不斷增加。在一些農村城鎮化建設和工農業生產水平不斷提高的背景下,土壤污染問題得到了進一步發展。然而,現階段最典型的問題在于:土壤污染問題與污染土壤修復技術之間的矛盾突出,嚴重,需要在污染土壤修復技術中進一步重新設計和開發處理。為了更好地促進污染土壤的恢復質量,本文試圖詳細分析和解釋上述問題。
1 污染土壤修復技術改造中存在的問題分析
對于現階段涉及的化學、微生物和植物修復技術,在應用于污染土壤修復的過程中存在一定的限制。根據污染土壤修復技術類型的差異,可歸納如下:(1)對于溶劑萃取方法,這種修復技術不適用于泥炭土和粘土,不可修復重金屬物質和腐蝕性物質。同時,受到濕度因素的影響,應用這種修復技術可能會由于土壤表面與溶劑之間接觸不充分導致修復效果降低;(2)對于化學脫鹵方法,這種修復技術不適用于泥炭土,不允許修復無鹵有機污染物,腐蝕性和爆炸性材料。同時,一些脫鹵劑可以與土壤中的水含量發生化學反應;(3)對于植物修復技術而言,雖然這種修復技術在修復土壤類型和污染物類型方面沒有明顯的局限性,但需要長時間的修復來實現污染物的降低。對于深度大于2.1m的污染物,修復效果會大大降低;(4)對于生物反應器技術,這種修復技術不適用于泥炭土和粘土,也不能修復非揮發性和無鹵素的有機污染物;(5)對于溶劑萃取技術,這種修復技術也不適用于泥炭土和粘土,不可修復重金屬,腐蝕性物質和爆炸性物質。同時,對于具有突出的異質性的土壤,這種修復技術的應用很差。污染土壤修復技術的歸納與再造在過去十年左右的時間里,通過世界范圍的研究和使用,基本形成了包括物理修復、生物修復技術和化學修復技術在內的污染土壤修復技術體系。在各類污染場地土壤綜合工程修復技術應用方面積累了豐富的經驗是國內外相關污染土壤修復技術的研究現狀。
1.1 污染土壤修復技術的工程修復技術
工程修復技術是用未被任何量污染的新鮮土壤替換或部分替換污染土壤的方法,并增加土壤的環境容量,以達到修復土壤污染的方法。該方法可以進一步分為三種方法:換土法、客土法、翻土法。換土法是指直接清除污染土壤,然后更換為清潔土壤。因此,在技術改造過程中,要注意妥善處理污染土壤,防止二次污染??屯练ㄊ侵父采w污染土壤上的清潔新土壤,減少污染物與植物根系直接接觸的面積。翻土法是將表層污染土壤翻至土壤底層或翻動混合,降低土壤中污染物濃度至低于臨界危害值,因此該方法僅適用于技術改造中土層較厚的土壤。
1.2 污染土壤修復技術的熱修復法
熱修復是指污染土壤的加熱(常見的加熱方法包括蒸汽,射頻,紅外輻射和微波)。然后收集土壤中含有的揮發性污染物并均勻循環。目前,修復了2350多噸汞污染土壤,土壤中汞含量降至1.00 mg/kg以下,因此具有技術成熟、工藝簡單等優點。然而,該方法消耗大量能量,導致運行成本高,僅適用于揮發性污染物,因此技術改造的應用范圍相對較窄。
1.3 玻璃化技術
玻璃化技術是指,將受重金屬污染的土壤制成玻璃狀物質,在其中固定有重金屬,從而消除了重金屬的污染。用于應用該技術的工程需要大量的能量投入,導致成本高,但它可以從根本上解決土壤中重金屬的污染。其最大的優點是效果快,適用于技術改造中受重金屬污染嚴重的土壤修復工作。
1.4 電修復法
電修復方法是指在污染土壤中引入低壓直流電場,有機污染物或重金屬通過溶質電泳和溶劑電滲定向遷移到陰極室,從而修復土壤。電氣修復通常用于污染重金屬的土壤修復。錢克強等人在現場和實驗室進行的研究表明,該方法不僅可以用于修復被無機污染物污染的土壤,它也適用于修復受低濃度有機物污染的土壤(如苯,乙酸,苯酚,二甲苯等)。與其他方法相比,該方法在技術改造中具有成本低,加工速度快的特點,特別適用于水溶性污染物的修復。如果遇到非水溶性污染物,可通過化學反應將其轉化為水溶性化合物,再按步驟進行脫除修復。
1.5 土壤淋洗技術
通過淋洗液沖洗留在土壤中的污染物稱為淋洗法。淋洗技術需要將穿過污染土壤的淋洗液收集起來,經過處理后,再次重復利用。比如說沙質的土壤,基本上沒有粘性,所以在使用淋洗法的時候,能夠輕易將污染物吸收走。相反,如果粘性好的土壤,污染物會吸附在土壤上,進行沖洗的時候,要反復的沖洗,還要進行修復處理。清水、有機液和無機液這三種液體是常用的淋洗液。淋洗法費用低,工作人員不會直接接觸污染源。但是在淋洗液中也有一些會和土壤發生化學變化,這就是所謂的二次污染。因此,在這方向,淋洗液的選擇必須要慎重,找專業人員來完成選擇工作。
1.6 生物修復技術
生物修復是利用植物、微生物、動物的代謝活動吸收、降解、轉化等機制降低環境中的污染物,使環境能夠恢復到初始狀態。由于生物體生長、生存需要適宜的環境,對污染物的種類、濃度是有耐受性的,生物體在土壤中生存的深度有限,且生長周期長,處理速度慢,因此只能用于表層土壤中低濃度污染物的慢速修復。但是生物修復技術不需要過多的能量投入,不引入額外的試劑,對土壤的擾動少,不改變土壤的自身結構,成本相對較低,因此能夠綠化環境,有效避免二次污染和水土流失造成的污染擴散問題,方便大面積推廣應用。
2 污染土壤修復技術改造及發展前景分析
土壤修復經過幾十年的發展,已經發展出物理、化學、生物等多種修復技術,但每一種修復技術都有它的適用范圍和不足。工程技術工藝簡單,但費用較高;物理、化學修復又會破壞土壤本身的結構、改變土壤本身的pH,造成土壤中營養元素流失,導致土壤肥力下降,同時易造成二次污染。生物修復技術雖然能夠避免物理化學修復和工程技術的弊端,但修復速度太漫長。
土壤污染不僅是土壤中污染物含量的提高,危害人民的身體健康,更嚴重的是以土壤為基礎構成的生態環境的破壞,嚴重影響了我國的可持續發展。因此污染土壤修復技術不應僅僅把污染物從土壤中去除,或者將其固定,避免被生物吸收,而應該是恢復土壤的使用功能,恢復以土壤為基礎的生態環境,而且由于土壤污染的復雜性,單一修復技術無法滿足修復需要。為了解決污染土壤修復過程中存在的上述技術問題,實現修復技術的逐步發展和完善,只能通過應用相關的修復技術優勢進行交叉互補,有必要依靠技術的全面再造,確保污染土壤修復技術的合理改進和完善。因此應發展以恢復生態環境為目的,多種修復技術相結合的綜合修復技術。這種修復思路可以以物理化學修復作為前期修復手段,充分利用固化/穩定化、溶解過濾、電解、加熱、吸附沉淀、氧化還原等使土壤中的污染物含量降低,再利用生物修復恢復土壤的生態功能。這種修復思路是以生物修復為核心,需要對生物修復進行技術改造,利用現有的育種篩選、基因編輯技術推動生物修復的技術發展,人工造出符合要求的超級生物,或者研究生物體降低土壤污染物的機理,結合生物反應器技術,直接對污染土壤進行修復。
3 結束語
通過本文以上分析不難發現在當前技術條件的支持下,在污染土壤修復的過程中,對使用范圍有一定的限制,技術限制仍然突出。為了進一步提高修復污染土壤的工作質量,有必要采用再造方法,并根據污染土壤的實際情況,及未來場地土壤的使用方向,采用污染土壤修復技術改造??偠灾疚奶岢隽伺c重建和開發污染土壤修復技術有關的相關問題。簡要分析和解釋可為今后的研究和實踐提供一些參考和幫助。
參考文獻
[1]王建剛, 陳倩, 郭淼, 等. 石油污染土壤修復技術研究現狀與展望[J]. 山東化工,2017,46(23):52-54.
[2]石揚, 陳沅江. 我國污染土壤生物修復技術研究現狀及發展展望[J]. 世界科技研究與發展,2017,(01):27-35.
[3]王滋貫, 趙丹, 王瑞雪. 我國礦區棕地綜合治理及再利用[J]. 煤田地質與勘探,2017,(05):131-138.
[4]陳龍利, 王丹, 張春, 等. 頁巖氣開發過程中土壤污染及修復技術展望[J]. 環境科學導刊,2018, v.37;No.180(S1):23-27.