關于土壤污染修復的研究探析

盛 韜

中彩建設產業發展集團有限公司

1 引言

現階段，我國土壤遭受污染的現象越來越嚴重，由于土壤污染所產生的農產品生態安全問題已經成為目前最受人們關注的話題。土壤的污染會大大加快環境的污染速度，由于土壤中存在的化學品會利用大氣或者水進行傳遞，所以，會對地球上一切生物的生存及生命安全造成一定的不利影響。盡管這一過程具有較大的隱蔽性，但人類的生命安全確實已經受到了土壤污染的危害。

隨著土壤污染的不斷加劇，修復難度也在逐步加大，對污染土壤修復的急切性成為現階段我國環境科學最受歡迎的課題之一。國外的一些發達國家利用了將近20年的時間對污染土壤的修復進行了研究，并在研究中投入了大量的人力與財力，值得慶幸的是他們在物理修復、生物修復以及化學修復方面等三個方面都取得了顯著效果，并且在某些技術的應用上也逐漸步入到了商業模式中。

2 污染土壤的主要類型

第一，重金屬污染場地。重金屬場地的污染物主要來自尾礦企業、鋼鐵冶煉企業、化工企業等對一些固體廢棄物的排放，其廢棄物主要有鉻、砷、鎘等。第二，持續性有機污染物污染的場地。我國屬于農業大國，因此，在生產和耕作的過程中會對殺蟲劑POPs進行大量的使用，如六氯苯等，盡管有些農藥已被禁用了很多年，但在土壤中仍然存有殘留物。第三，石油、化工等污染場地（石油中的氫含量對土壤的污染程度見圖1）。該場地中的污染物主要以有機溶劑為主，如鹵代烴等。也經常受到復合污染物的污染，如重金屬。第四，電子廢棄物污染場地。該場地主要以粗放式的電子廢棄物為主，如溴代阻燃劑等[1]。

圖1 石油中的氫含量對土壤的污染程度

3 現階段土壤污染現狀與污染土壤修復的迫切性

據不完全統計，全國范圍受到重金屬污染的農業土地已經達到了2.5×107hm2。在這其中污染程度較嚴重的土地面積已經超過了7×10hm2，遭到棄耕的土地面也達到了1.3×104hm2。

現階段的土壤污染都具有以下特點：第一，城市土壤污染加重。在我國西南部的某一個城市的土壤中，檢測到了汞含量已經高于國家規定的100倍；在我國東北地區的某城市的土壤含量中見其到了鎘、鉛的含量也高于國家標準的百倍；第二，污染物含量增加迅速。在對傳統老農業區的土壤含量進行檢測時發現，重金屬鎘的含量已經高于國家標準面積的35.9%；第三，污染物的種類增加迅速，復合污染的特點越來越明顯。

4 污染土壤修復技術原理及相關體系

土壤污染修復技術原理的基本內容：不但要轉變土壤中污染物的具體形態，同時還需要對其的結合方式進行轉變，以便能夠降低其在自然環境中的二次利用率，還能夠將土壤中的有害物質控制在最低范圍內。

根據以上內容，研究人員研究出了三種最為基礎的污染土壤修復方法，即化學修復方法、物理修復方法和生物修復方法。在此三種修復方法中化學修復方法主要采用的是氧化法和萃取法，還原法以及改良投加技術等。物理修復法主要分為電動力法、固化穩定法、分離法以及溶液淋洗法等（多相浸提物理修復技術對污染土壤修復示意圖見圖2）。

圖2 多相浸提物理修復技術對污染土壤修復示意圖

當下污染土壤的修復主體即為生物修復，并且該種修復方式中還涵蓋了其他三種修復方式，即植物修復、動物修復以及微生物修復，其中利用最為廣泛的修復方式就是微生物修復[2]。生物修復與物理、化學修復方法不同，該修復方法能夠完全降解土壤中的污染物，并且還能維持土壤的理化性特征，能夠降低修復成本等特點。但生物修復法也具有非常明顯的劣勢，即受環境的影響較大、受污染物類型的影響較大、修復時間相對較長，但該缺點能夠通過與物理化學修復方法的結合來抵消其存在的局限性。

5 土壤污染修復的主要研究趨勢

5.1 復合污染土壤的溶劑淋洗、萃取一微生物修復

第一，按照相關標準嚴格篩選萃取劑；第二，不但要對土壤的基本類型對有機污染物和無機污染物萃取后的最終效果進行研究，同時還需要對土壤的理化性質對有機和無機污染物的萃取效果做出研究；第三，針對不同種類的萃取劑對不同類型的污染物污染的土壤類別的修復成效進行研究，同時還要對污染物從土壤中轉向萃取液的基本過程進行研究。

5.2 引進微生物與土著微生物共存條件與固定化方法

第一，將先進的微生物的退化原因與同土著下微生物的競爭機制進入到此項研究中；第二，對生態環境因子與同土著微生物的穩定性生存條件進行有效掌控；第三，對固化條件下微生物的生理學特征與形態學特征進行深入性研究，并對固定化介質中污染物與微生物進行擴散和相互作用的過程進行詳細闡明，并為其建立完善的生物膜反應動力學模型。

5.3 有機污染物的光降解與生物修復聯合作用機理

由于不同類型的光譜對土壤成分中的高分子量的多氯聯苯類的污染物有不同的降解效果，對此，需要利用不同的光照強度以及不同的光源強度對此類污染物的降解效果進行影像方面的實驗，研究并確定土壤中污染物的光降解反應動力學和土壤礦物質對光降解的催化作用。

5.4 復合污染條件下植物與微生物協同修復原理

第一，深入研究符合污染條件下的植物與菌根對有機污染物產生的修復效果；第二，對能夠在同一時間內對多環芳烴和多氯聯苯進行分解的菌根真菌進行嚴格篩選；第三，對菌根根際的微生物對污染物產生的協同作用機理進行深一步的研究；第四，對菌根根際下的微生物的生理活性、穩定性、主要種群以及密度等因素進行深入研究；第五，對不同種類和不同濃度的污染物對菌根根際能量的實際流動的影響進行研究；第六，建立明確的重金屬抗性表述指標。

5.5 土壤復合污染的化學還原一微生物降解修復原理

第一，嚴格篩選土壤含量可以代謝的底物和能夠降解多氯聯苯的優勢菌，并且還需要進一步掌握多氯聯苯在厭氧和缺氧的環境下所降解的碳源以及電子受體；第二，對對厭氧修復過程中所產生的物質與毒性進行研究，對厭氧修復動力學的主要過程進行研究；第三，對厭氧的修復效果和修復機理進行研究；第四，對不同0價膠態金屬對脫氯還原的影響進行對比，深入研究H2與0價膠態金屬對還原脫氯所產生的實際效應，并且還需要對0價金屬修復的活性柵技術進行進一步的探討。

5.6 有機復合污染土壤修復的生物反應器機理

第一，有效利用微生物細胞固定技術，并在此基礎上構建出一套有機的修復污染土壤的生物性反應器，并對污染土壤進行修復的連續性進行深入研究；第二，對反應器中細胞的基本固化方法進行深入研究。在對生物修復方法與物理化學修復方法進行相互結合時，能夠放在最末端的修復技術便是生物修復方式，其主要原因是由于物理化學修復手段能夠對所利用的資源進行二次回收，而生物修復恰好可以完全消除物理化學修復后所產生的影響[3]。

5.7 建立污染土壤生態修復的理論與技術體系

通常情況下的土壤污染都是復合型污染，如果使用單一的修復方法是很難解決復合型土壤污染的問題的，因此，必須要采用不同的修復方式或者多種修復方式相互結合的方式進行修復，這樣才能更好地滿足污染土壤修復的實際需求。兩種及以上修復方法的組合很難通過單一的物理、化學或者生物的代名詞進行解讀。將多種土壤修復方法同時涵蓋在統一系統內，是目前污染土壤修復理論的關鍵所在。

減少污染物的數量已經不是進行污染土壤修復的唯一目的。減少污染物的實際數量能在表面上起到消除污染源的作用。21世紀的人們對污染土壤修復的目標逐漸走向全面化，并將污染土壤的修復延伸到了系統生態服務功能的恢復層面上。隨著污染土壤修復理論和修復實踐的不斷發展和成熟，還需要相關人員對污染土壤的修復方法、工藝、原理、目標以及實現等進行深一步的研究，這樣才能有效促進生態概念的進一步發展。

6 結束語

我國的土地資源相對來講比較缺乏，土壤的污染程度也越來越嚴重。對已經遭受到污染的土壤資源進行全面且有效地修復是現階段解決土地資源匱乏的主要方式之一[4]。對此，相關人員及單位要加大對土壤修復課題的研究力度，爭取將最終的研究成果轉化為現實生產中的主要力量，尤其要注重研發有關于土壤污染的修復材料和修復技術，推動土壤污染修復產業逐步走向環保行業，只有這樣才能進一步保護我國土地資源的有效利用，并為其可持續發展提供完善的技術支撐。