污染土壤修復技術研究現狀與趨勢分析

胡 現

（湖南恒凱環保科技投資有限公司，湖南 長沙 410205）

0 前言

在生態環境保護理念普及的背景下，污染土壤修復技術的研究更為深入，在解決土壤污染問題時，需要注重綠色性與環保性，防止土壤出現二次污染，實現生態修復。明確污染土壤修復技術的研究現狀與研究趨勢，可為污染土壤修復技術的深入研究提供支持，推動技術創新升級。

1 污染土壤修復技術研究現狀

1.1 生物角度的污染土壤修復技術

從生物角度實施的污染土壤修復技術包括3 類，分別是植物修復技術、微生物修復技術及動物修復技術，具有成本偏低、保護周邊環境、操作便捷與無二次污染等，但污染土壤的生物修復周期長，且受外界因素的影響較大，需規范技術落實措施。污染土壤的生物修復原理在于通過生物促進污染土壤有害物質的固定或降解，降低有害物質對環境的危害。該節主要以應用最廣泛的植物修復技術為例，闡述污染土壤的生物修復技術研究現狀。植物修復技術主要通過植物的提取、穩定化或根際降解等作用，修復污染土壤，不同植物，適用的污染土壤不同。

1.1.1 植物提取作用

植物提取作用是指吸收并富集土壤污染物的同時，對其進行集中處理，可用于提取重金屬、硼及放射性核素等污染物，最早由英國洛桑試驗站的研究人員將其用于重金屬污染土壤修復中。但這類修復技術的修復力度薄弱，僅適用于污染程度較小的土壤，常用作其他修復技術的補充或輔助。

1.1.2 植物穩定化作用

植物穩定化作用是指利用植物根系的吸收、富集或沉淀等作用，固定有害物質，避免其分散于土壤中，適用于重金屬污染土壤或石油污染土壤。例如，在重金屬污染土壤中，中科院南京土壤研究所將鋅鎘污染土壤為研究對象，研究發現伴礦景天對這類污染土壤有顯著的修復作用；在石油污染土壤中，研究學者選擇堿蓬、蘆葦及補血草等鹽生植物，開展石油污染鹽漬化土壤的修復工作，研究結果表明，鹽生植物對土壤中石油烴的降解率高達96.5%。

1.1.3 植物根際降解作用

植物根際降解作用是通過植物輔助并促進污染物的降解，其適用于農藥污染土壤及有害化學物質積聚的土壤。例如，有研究學者指出，紅樹植物可有效修復多環芳烴污染土壤，這類植物產生的根基效應，可有效地降解多環芳烴，恢復土壤生態[1]。

1.2 化學角度的污染土壤修復技術

從化學角度實現污染土壤的修復原理為：利用化學修復劑和土壤污染物間的化學反應，例如氧化還原反應、絡合反應或吸附沉淀等，將有害物質轉變為無毒無害的物質或沉淀處理。這類修復技術的出現時間最長，技術相對成熟，具有修復時間短的優勢。目前常用的污染土壤化學修復技術有以下3 種。

1.2.1 固化/穩定化技術

固化/穩定化技術是指在污染土壤中應用黏結劑，通過其固定作用使污染土壤保持穩定的技術。有研究學者對含汞廢棄物的土壤進行對比試驗，試驗結果表明，在污染土壤中摻入沸石，可將固化體浸出的汞控制在國家標準內，和未處理土壤相比，含汞污染物減少約50%。

1.2.2 氧化還原修復技術

氧化還原修復技術是指通過氧化劑或還原劑與污染物的化學反應，降低分解為毒性更小的物質。例如，有研究學者將硫化氫作為還原劑，用于修復含有六價鉻的污染土壤，試驗結果表明，硫化氫可將土壤中90%的六價鉻失活，有害物質的處理效果顯著。

1.2.3 電動力學修復技術

電動力學修復技術是指通過電化學與電動力學的配合應用，使土壤中形成電場梯度，使土壤中的污染物通過電泳或電遷移等方式，富集于電極部位，對其進行集中處理。有研究學者對菲和五氯酚等有機物質積聚的污染土壤進行電動力學修復，表現出無環境影響、修復周期短與成本偏低等優勢，但該修復技術并不適用于非極性有機污染物積聚的土壤，因為這類污染物不會受電場的作用[2]。

1.3 物理角度的污染土壤修復技術

從物理角度修復污染土壤的技術是指通過分離、熱力學修復與蒸汽浸提等物理手段，處理土壤中的污染物。該技術可滿足土壤修復的不同要求，但工藝流程相對復雜，且部分技術會降低土壤的肥力，需合理選用。

1.3.1 物理分離技術

物理分離技術是指通過物理手段將污染物與土壤分離，是污染土壤修復中的基礎措施，可減少污染物在土壤中的體積，為后續細化修復奠定基礎。目前常用的物理分離技術包括粒徑分離、水動力學篩分、磁分離或重力分離等，不同分離手段應用的設備不同，修復人員可根據污染土壤現狀與成本等要素，選擇最佳分離手段。

1.3.2 熱力學修復技術

熱力學修復技術是指通過熱傳導、輻射的加熱作用使土壤中的污染物揮發，實現污染土壤的修復，適用于水銀、油或農藥等污染物質聚集的土壤。有研究學者指出，熱力學修復常用的技術包括低溫原位加熱與高溫原值加熱兩項工藝。其中，低溫原位加熱工藝適用于揮發性有機物或非溶性的高濃度液態物質等；高溫原值加熱工藝適用于含有半揮發性有機物的污染土壤，例如多氯聯苯或高密度的非水液體有機物。

1.3.3 蒸汽浸提技術

蒸汽浸提技術是指通過物理手段降低土壤的空氣蒸氣壓，使污染物以蒸汽形式脫離土壤，技術工藝包括異位土壤蒸汽浸提、多相浸提與原位蒸汽浸提等。大量實踐研究表明，蒸汽浸提技術在高揮發性化學污染土壤中的修復作用顯著，例如四氯乙烯、苯等污染物積聚的土壤[3]。

2 污染土壤修復技術研究趨勢

通過上述分析可知，目前我國污染土壤修復技術相對豐富，且部分修復技術已成熟。但是在節能環保政策的號召下，污染土壤的修復工作要求更高，修復人員需確保污染土壤修復技術不會對周邊環境造成影響，且不會引發二次污染等問題。就此，對于污染土壤修復技術的應用，還需要深入研究，該節主要提出以下4 類研究趨勢，為研究學者提供研究方向。

2.1 原位土壤修復趨勢

在部分地區的污染土壤修復中，為了提高修復效率，會將污染土壤轉移到其他地區，引入無污染的土壤，但這類修復技術僅能夠清理表面的土壤污染物，深層土壤與地下水的污染物并不能得到有效處理，極易引發二次污染。同時，在物理修復技術中，蒸汽浸提中的異位土壤蒸汽浸提使用效率較高，也會出現二次污染現象。針對該問題，研究學者需要加強原位土壤修復技術的研究，在消除土壤污染物的同時，保護周邊的生態環境，防止二次污染的出現。

2.2 聯合土壤綜合修復趨勢

在工業與農業生產技術創新的過程中，工業生產排放的污染物與農藥污染物種類均有所增加，污染土壤的復雜性有顯著提升，加大了污染土壤的污染程度。同時，土壤中的污染物在成分、性質與危害方面有所不同，單一的修復技術難以有效清理污染土壤中的污染物。因此，在未來的污染土壤修復技術研究中，研究學者需開展聯合土壤綜合修復技術的研究，整合污染土壤生物、化學與物理修復技術，通過多種技術的配合應用，強化污染土壤的修復效果，實現保護生態環境的目標。例如，在污染土壤的生物修復技術中，修復人員可以在污染土壤中種植多種植物或在土壤中投放不同的微生物，降解不同的污染物；在污染土壤的物理修復中，修復人員可將物理分離與蒸汽浸提技術配合應用。

2.3 環境友好發展趨勢

在構建環境友好型社會的發展趨勢下，研究人員以無公害為目標研發污染土壤修復技術，避免污染土壤修復技術在處理土壤污染物時，對生態環境造成破壞，顧此失彼。基于環境友好發展的目標，研究人員可從現有修復技術的優化與新修復技術的研發2 個方面入手。

在現有修復技術的優化過程中，研究學者需要根據修復技術的原理，分析其適用的污染土壤，實現污染土壤與修復技術的有效對應，避免其他有害物質的出現，實現無公害污染土壤處理；在新修復技術的研發中，技術人員可引入太陽能或生物工程技術。例如，通過太陽能集熱裝置，進行太陽能的收集，將其作為熱源，實施熱力學修復技術，處理污染土壤中的苯系物或石油等污染物質；通過黏土或生物炭等材料，進行新型納米材料的研發，將其用于污染土壤中，可有效固定污染土壤中的鹽基陽離子，提升污染土壤的pH 值，使其轉變為可耕作的農田，推動農業發展。

2.4 研發目的多元化趨勢

在以往的技術研究中，污染土壤修復技術最初研發的目的在于解決土壤污染問題，例如減少土壤中污染物的含量、固定土壤污染物、避免土壤污染物轉移到生態系統的其他區域等。隨著技術的發展與農業用地的減少，污染土壤修復技術的研發不再局限于土壤污染問題，需要進行深化，使處理后的污染土壤可用于農業生產，實現土壤修復與農業生產的同步進行，保護生態環境的同時，推動當地農業發展。

另外，研究學者可以將污染土壤修復技術與其他先進技術配合應用，在修復污染土壤的同時，為當地居民提供更優質的生活生產服務。例如，在2017 年，廣東省仁化縣成功建成首個土壤修復與光伏發電綜合項目，為污染土壤修復技術與先進技術的配合應用提供成功經驗參考。該綜合項目位于鉛鋅礦附近，土壤重金屬污染現象嚴重，陽光電源企業在現場考核后，經過一年多的研究與分析，決定在該地區建設光伏發電組件，并在組件下方大面積種植喜陰超富集植物，用于吸收土壤中的重金屬。綜合項目投產后，可處理近3 000 畝的重金屬污染土地，將其逐步轉化為可耕地土壤，并為周邊居民提供近1.5 億kW ·h 的電力[4]。

3 結論

綜上所述，我國污染土壤修復技術已經取得了初步成效，需要在未來研究中強化修復成效。通過該文的分析可知，未來的污染土壤修復技術表現出原位土壤修復、聯合土壤綜合修復、環境友好發展及研究目的多元化等趨勢，研究學者可借鑒這4 個方向，開展污染土壤修復技術的深入研究，強化其保護生態環境、推動農業發展的作用。