污染土壤修復(fù)后合理化利用研究

徐石林 賀萬(wàn)亮

（1.浙江雙源環(huán)境科技有限公司，浙江 寧波 315000； 2.浙江緣森生態(tài)環(huán)境科技有限公司，浙江 寧波 315000）

一般來(lái)說(shuō)，修復(fù)之后的污染土壤也可以保持其形態(tài)和功能，可實(shí)現(xiàn)資源再利用的目的，但是從現(xiàn)實(shí)情況來(lái)看，我國(guó)對(duì)于修復(fù)后污染土壤的資源化利用重視程度不足，通常情況下就是采用將修復(fù)后污染土壤送到消納場(chǎng)處理的方式?？紤]到當(dāng)今時(shí)代背景下土壤資源日趨緊張，如果沒(méi)有采取合理的方式對(duì)修復(fù)后污染土壤進(jìn)行合理化利用，會(huì)在一定程度上造成資源浪費(fèi)的情況，因此有關(guān)部門需要堅(jiān)持安全可行的原則對(duì)修復(fù)后的污染土壤進(jìn)行重復(fù)利用，以貫徹落實(shí)黨和國(guó)家提倡的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

1.污染土壤修復(fù)后合理化利用的現(xiàn)狀分析

黨中央在2016年制定了《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》，并且要求各級(jí)政府將土壤治理的重點(diǎn)放在污染土壤一次性修復(fù)達(dá)標(biāo)上，但是我國(guó)對(duì)于污染土壤修復(fù)的合理化利用工作還處于初期階段，利用效率比較低。從全國(guó)土壤修復(fù)再利用的情況來(lái)看，污染土壤修復(fù)后利用現(xiàn)狀不容樂(lè)觀，在合理化利用方面還存在一些問(wèn)題。主要表現(xiàn)在污染土壤修復(fù)后合理化利用的手段比較單一，基本上最常見(jiàn)的利用方式就是將其制作成水泥，很少會(huì)根據(jù)實(shí)際情況將其制成多元化產(chǎn)品；對(duì)于污染土壤修復(fù)后合理化利用機(jī)制建設(shè)不完善，缺乏專業(yè)人才。這些問(wèn)題對(duì)于修復(fù)后土壤再利用效果產(chǎn)生一定的負(fù)面影響，如果無(wú)法有效解決這些情況就無(wú)法有效提升污染土壤修復(fù)后合理化利用的效率和質(zhì)量。目前我國(guó)正在積極推進(jìn)污染土壤修復(fù)后合理化利用技術(shù)的發(fā)展，并且鼓勵(lì)各級(jí)政府積極推廣使用，綜合各方面因素制定修復(fù)后再利用的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，從而降低污染土壤修復(fù)后合理化利用的難度，有效提升土壤資源利用效率。

2.污染土壤的修復(fù)和利用方式

2.1 污染土壤修復(fù)方式

2.1.1 物理修復(fù)技術(shù)

污染土壤的物理修復(fù)技術(shù)是指利用物理手段將污染物從污染土壤中分離，比較常用的就是熱處理技術(shù)。一般情況下物理修復(fù)技術(shù)常用于場(chǎng)地土壤有機(jī)物污染處理等工作，除了熱處理之外，也會(huì)采用土壤蒸汽浸提、微波加熱、熱脫附技術(shù)等。從現(xiàn)實(shí)效果來(lái)看，物理修復(fù)技術(shù)性價(jià)比比較高，技術(shù)手段比較簡(jiǎn)單，因此受到相關(guān)技術(shù)人員的青睞。其中熱脫附技術(shù)具備處理范圍廣、設(shè)備可移動(dòng)、修復(fù)后土壤再利用相對(duì)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，因此該技術(shù)在污染土壤處理中使用頻率比較高，一些歐美國(guó)家已經(jīng)實(shí)現(xiàn)熱脫附技術(shù)的工程化處理，并將其高效應(yīng)用于高濃度污染場(chǎng)地的有機(jī)物污染土壤修復(fù)等工作中，不過(guò)熱脫附技術(shù)需要一些昂貴的處理設(shè)備，因此處理成本相對(duì)較高。另外，技術(shù)人員比較常用的就是土壤蒸汽浸提法，這種方法使用成本比較低而且操作性比較強(qiáng)，使用的設(shè)備比起熱脫附技術(shù)使用的設(shè)備來(lái)說(shuō)成本更低，而且能夠處理的污染物質(zhì)種類比較多，可以不破壞土壤結(jié)構(gòu)也不會(huì)造成二次污染，正是因?yàn)樵摷夹g(shù)具備較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)因此土壤蒸汽浸提法成為比較常用的方式。

2.1.2 化學(xué)修復(fù)技術(shù)

化學(xué)修復(fù)技術(shù)在污染土壤修復(fù)和再利用方面應(yīng)用也比較廣泛，其中包含很多技術(shù)種類，從綜合性價(jià)比的角度上看土壤固定/穩(wěn)定技術(shù)是比較受到技術(shù)人員青睞的技術(shù)種類之一。土壤固定/穩(wěn)定技術(shù)主要是利用污染手段將污染物固定在土壤中，使其處于穩(wěn)定狀態(tài)，從而降低有害物質(zhì)的污染影響，一般來(lái)說(shuō)使用該技術(shù)需要利用一些特殊的添加劑與污染土壤混合，利用化學(xué)原理降低污染土壤的活性指數(shù)，以此保證修復(fù)效果。這種方式性價(jià)比比較高，對(duì)于一般的土壤問(wèn)題可以起到很好的處理效果，在日常修復(fù)中比較常用的穩(wěn)定劑就是水泥。另外，土壤固定/穩(wěn)定技術(shù)還可以處理一些復(fù)雜的金屬?gòu)U棄物，利用這種方式可以降低固體污染物的毒性，因其使用成本比較低、穩(wěn)定性強(qiáng)因此深受技術(shù)人員的喜愛(ài)，但是這種方式需要較多儀器設(shè)備的支持，因此對(duì)技術(shù)人員專業(yè)能力要求比較高。此外，這項(xiàng)技術(shù)對(duì)于污染物埋藏深度、土壤pH 值、有機(jī)質(zhì)含量等因素有一定的要求，如果影響因素比較多就會(huì)影響該技術(shù)的有效性。

2.1.3 生物修復(fù)技術(shù)

生物修復(fù)技術(shù)在污染土壤修復(fù)方面的應(yīng)用研究開(kāi)始于1980年左右，直到1990年左右得到實(shí)踐應(yīng)用的機(jī)會(huì)。一般來(lái)說(shuō)，污染土壤生物修復(fù)技術(shù)是指利用土壤中的微生物來(lái)降解吸收土壤中的污染物質(zhì)，將土壤中的污染物質(zhì)控制到合理的范圍之內(nèi)，并且將土壤中包含的有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒物質(zhì)。技術(shù)人員在使用生物修復(fù)技術(shù)時(shí)，根據(jù)修復(fù)主體的不同可以將其分為微生物修復(fù)、植物修復(fù)以及動(dòng)物修復(fù)三種模式，其中比較常用的是微生物和植物修復(fù)技術(shù)?？紤]到生物修復(fù)技術(shù)具備一些物理和化學(xué)修復(fù)方式不具有的優(yōu)勢(shì)而且越不容易產(chǎn)生二次污染，因此比較適合大面積的土壤修復(fù)工程，加之生物修復(fù)技術(shù)高效安全，符合綠色生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的理念，因此生物修復(fù)技術(shù)成為土壤污染修復(fù)領(lǐng)域的發(fā)展方向之一。

2.1.4 聯(lián)合修復(fù)技術(shù)

聯(lián)合修復(fù)技術(shù)就是指利用兩種或者是兩種以上的方式開(kāi)展土壤修復(fù)工作，通過(guò)這樣的方式強(qiáng)化土壤修復(fù)的效率和質(zhì)量，突破單方式修復(fù)技術(shù)的局限，因此比較適合復(fù)雜情況下的土壤修復(fù)工作。首先，比較常用的是物理-化學(xué)聯(lián)合修復(fù)技術(shù)。物理-化學(xué)修復(fù)技術(shù)是利用環(huán)己烷和乙醇提取土壤中的污染物質(zhì)，然后利用光催化的方式對(duì)其進(jìn)行降解，在此基礎(chǔ)上利用催化-熱脫附聯(lián)合技術(shù)對(duì)污染土壤進(jìn)行修復(fù)。其次，微生物/動(dòng)物-植物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)也是比較常用的方式之一。技術(shù)人員經(jīng)常會(huì)使用這種方式對(duì)污染土壤進(jìn)行修復(fù)，例如使用紫花苜蓿和土壤中的微生物相互作用以此降低土壤中的污染物含量，在此基礎(chǔ)上利用根瘤菌和菌根真菌的雙重作用也能有效增強(qiáng)上述修復(fù)方式，強(qiáng)化修復(fù)作用；另外，技術(shù)人員也會(huì)使用接種食細(xì)菌線蟲(chóng)處理污染土壤中含有的撲草凈成分。

2.2 污染土壤合理化利用方式

2.2.1 原位利用

技術(shù)人員比較常用的修復(fù)后污染土壤合理化利用方式之一就是原位利用法。使用這種方式的前提是根據(jù)地區(qū)生態(tài)環(huán)境情況以及當(dāng)?shù)鼐用竦慕】碉L(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)制定科學(xué)合理的評(píng)估指標(biāo)，根據(jù)評(píng)估指標(biāo)開(kāi)展修復(fù)后污染土壤的合理性利用工作，在這個(gè)過(guò)程中技術(shù)人員需要注意保持評(píng)估指標(biāo)和修復(fù)再利用要求的一致性，另外技術(shù)人員開(kāi)展修復(fù)再利用工作需要保證土壤指標(biāo)和修復(fù)方案的合理性調(diào)整，防止產(chǎn)生二次污染情況，同時(shí)降低污染土壤修復(fù)再利用的風(fēng)險(xiǎn)。

2.2.2 異位利用

異位利用是指將修復(fù)過(guò)后的污染土壤轉(zhuǎn)移到其他地方進(jìn)行二次利用?？紤]到一些污染土壤即使經(jīng)過(guò)修復(fù)也不能直接在原地使用，因此技術(shù)人員需要將其轉(zhuǎn)移到其他的地方進(jìn)行二次利用，借此保證污染土壤的二次利用效果。不過(guò)從實(shí)際效果來(lái)看，異位利用法無(wú)法保證對(duì)修復(fù)的污染土壤進(jìn)行完全利用，在使用時(shí)也會(huì)產(chǎn)生一定的風(fēng)險(xiǎn)，因此技術(shù)人員在使用這種方式時(shí)需要提前做好準(zhǔn)備工作，綜合各方面信息進(jìn)行采樣分析，做好信息調(diào)查工作，為之后二次利用工作提供參考，避免產(chǎn)生二次污染現(xiàn)象以及一些其他風(fēng)險(xiǎn)。

3.污染土壤修復(fù)后合理化利用的實(shí)例

現(xiàn)以重金屬污染土壤修復(fù)后資源化利用制備陶粒為例進(jìn)行分析和研究，首先根據(jù)重金屬污染土壤的特性進(jìn)行分析，然后根據(jù)重金屬污染土壤的特征開(kāi)展制備陶粒的試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試重金屬土壤修復(fù)和合理化利用的可操作性，為污染土壤修復(fù)后合理化利用提供參考。

3.1 重金屬污染土壤性質(zhì)和成分分析

重金屬污染土壤主要包含礦物質(zhì)和有機(jī)物質(zhì)等污染物質(zhì)，這些成分和陶粒的成本基本一致。從污染土壤的成分來(lái)看，重金屬污染土壤中礦物質(zhì)主要是由于巖石的風(fēng)化作用產(chǎn)生，按照礦物質(zhì)的成分可以分為原生礦物質(zhì)和次生礦物質(zhì)兩種，具體來(lái)說(shuō)包含碳酸鹽類礦物質(zhì)、氧化物類礦物質(zhì)以及硫化物等，這些物質(zhì)對(duì)于土壤塑性有很好的作用，因此可以成為陶粒的骨架。另外，土壤中包含的有機(jī)物質(zhì)主要來(lái)源于動(dòng)植物殘骸以及一些腐殖酸和富里酸，這些都可以為陶粒提供發(fā)泡物質(zhì)。

針對(duì)某金屬污染土壤地塊的成分進(jìn)行分析，從化學(xué)元素、物理性能以及浸出毒性等角度對(duì)污染土壤進(jìn)行取樣分析，在該地塊中取三個(gè)樣本A、B、C，對(duì)其進(jìn)行分析，檢測(cè)到其中的成分分布如下圖所示：

圖1 某重金屬污染土壤地塊取樣化學(xué)成分分析

由上圖可見(jiàn)，某重金屬污染土壤中包含的各種化學(xué)成分基本上符合燒制陶粒的化學(xué)成分需求區(qū)間，可見(jiàn)修復(fù)之后的重金屬污染土壤可以進(jìn)行陶粒加工制作。除了對(duì)重金屬污染土壤的化學(xué)成分進(jìn)行研究和分析之外，也需要對(duì)其物理性能和浸出毒物進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)下圖物理性能和浸出毒物檢測(cè)結(jié)果顯示，土樣A 和土樣B 經(jīng)過(guò)生石灰修復(fù)之后其土壤的物理性能和正常的土壤性能并沒(méi)有很大的區(qū)別；土樣C 經(jīng)過(guò)異位修復(fù)利用之后自身所含的礦物質(zhì)產(chǎn)生大量流失，因此其可塑性較低，制作陶粒時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的影響。經(jīng)過(guò)修復(fù)之后的重金屬污染土壤已經(jīng)不具備危險(xiǎn)性，可以進(jìn)行合理性利用。

圖2 某重金屬污染土壤地塊取樣物理性能分析

圖3 某重金屬污染土壤地塊取樣浸出毒物檢測(cè)

3.2 修復(fù)后重金屬污染土壤資源化利用制作陶粒實(shí)驗(yàn)

首先，技術(shù)人員需要對(duì)修復(fù)后的重金屬污染土壤進(jìn)行預(yù)處理，對(duì)其進(jìn)行自然風(fēng)干工作，然后經(jīng)過(guò)篩濾將直徑大于10 毫米的雜質(zhì)剔除，然后將剩下的土壤依次加入5 毫米、2.5 毫米、1.25 毫米、0.63 毫米的篩網(wǎng)中，將其中包含的一些其他物質(zhì)篩除，將經(jīng)過(guò)0.63 毫米篩網(wǎng)的土壤進(jìn)行研磨處理，重復(fù)篩濾得到細(xì)料。完成上述工作流程之后，取10 組樣本按照不同的比例加入其他添加物質(zhì)和水將其制成直徑12 毫米的球狀體。之后，技術(shù)人員將球狀體放入干燥箱中風(fēng)干，設(shè)定干燥箱溫度為105 度，將球狀體放在干燥箱中六小時(shí)，待干燥完成之后放入電爐焙燒，然后快速冷卻。

其次，得到最終成品之后對(duì)陶粒的性能進(jìn)行測(cè)試，針對(duì)發(fā)泡倍數(shù)、筒壓強(qiáng)度、堆積密度的性能進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，樣本A 和樣本B 制成陶粒之后因其自身所含的物質(zhì)和物理性能比較好，因此生成的陶粒堆積密度和發(fā)泡情況比較好，但是樣本C 受到自身因素的影響出現(xiàn)干裂情況，容易出現(xiàn)裂紋，可見(jiàn)污染土壤中的成分會(huì)影響自身的可塑性，最終直接影響陶粒的質(zhì)量。

4.污染土壤修復(fù)后合理化利用的有效措施

4.1 采用多元化利用方式提升污染土壤的利用效率

為了貫徹落實(shí)黨和國(guó)家提出的綠色生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的理念，各級(jí)政府都在積極推進(jìn)修復(fù)后污染土壤的合理性利用工作，不僅有效提升了對(duì)修復(fù)后污染土壤合理性利用的重視程度，也在采用多元化手段提升污染土壤的利用效率。首先，有關(guān)部門將修復(fù)后的污染土壤合理應(yīng)用于道路建設(shè)活動(dòng)中，確保污染土壤可以發(fā)揮自身的二次利用價(jià)值，但是采用這種方式需要注意遠(yuǎn)離水源保護(hù)區(qū)，避免污染土壤中的污染物質(zhì)對(duì)水源質(zhì)量造成負(fù)面影響，同時(shí)使用污染土壤建設(shè)道路基礎(chǔ)設(shè)施時(shí)需要注意保護(hù)其中的管線，避免土壤中包含的有機(jī)物和酸性物質(zhì)對(duì)管線造成影響，避免發(fā)生腐蝕管線的情況。其次，有關(guān)部門可以將污染土壤應(yīng)用于農(nóng)用地表層土攤鋪中，提升農(nóng)用地的土層厚度。如果使用這種方式有關(guān)部門需要聘請(qǐng)專業(yè)團(tuán)隊(duì)和工作人員對(duì)污染土壤進(jìn)行生物修復(fù)，避免污染土壤中包含的有害物質(zhì)對(duì)農(nóng)作物和其他生物造成影響。為了保證污染土壤修復(fù)后合理化利用的效果，有關(guān)部門需要綜合各方面因素制定統(tǒng)一、合理的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)不同的污染土壤類型制定針對(duì)性修復(fù)后合理化利用方案，科學(xué)采用不同的利用方案實(shí)現(xiàn)二次利用的目的。一般來(lái)說(shuō)，修復(fù)后的污染土壤經(jīng)常會(huì)被用于城市綠化、建筑工地回填、道路路基填充等領(lǐng)域，借此提升資源利用效率，落實(shí)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。再者，有關(guān)部門可以和一些環(huán)保企業(yè)合作，將修復(fù)后的污染土壤用作其他產(chǎn)品的制作，根據(jù)修復(fù)后污染土壤的化學(xué)成分、物理性能等因素合理策劃環(huán)保產(chǎn)品，例如上文所說(shuō)的將修復(fù)后的重金屬污染土壤制成陶粒等。通過(guò)環(huán)保加工和二次利用提升修復(fù)后污染土壤的價(jià)值，在滿足環(huán)保目標(biāo)的基礎(chǔ)上提升經(jīng)濟(jì)效益。

4.2 強(qiáng)化修復(fù)后污染土壤合理化利用的監(jiān)管力度

實(shí)施修復(fù)后污染土壤合理化利用工作之后需要強(qiáng)化監(jiān)管效力，借此保證合理化利用的效果。首先，有關(guān)部門需要加強(qiáng)人才隊(duì)伍建設(shè)力度，抽調(diào)專業(yè)人才組成專業(yè)管理團(tuán)隊(duì)，利用人才開(kāi)發(fā)和培訓(xùn)提升其專業(yè)水平，幫助專業(yè)人才接觸更多先進(jìn)的環(huán)保知識(shí)以及污染土壤再利用的技巧，并且加強(qiáng)對(duì)相關(guān)利用原則的宣傳力度，確保工作人員可以找到更多合理化利用的思路和方法，根據(jù)修復(fù)后污染土壤合理化利用的要點(diǎn)和標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展工作，提升合理化利用的發(fā)展進(jìn)程。其次，有關(guān)部門需要綜合各方面因素完善修復(fù)后污染土壤合理化利用的管理機(jī)制，強(qiáng)化責(zé)任制度建設(shè)，利用獎(jiǎng)懲機(jī)制和考核機(jī)制強(qiáng)化監(jiān)管力度，確保各個(gè)部門和工作人員可以明確自身的職責(zé)和義務(wù)。一旦發(fā)生任何問(wèn)題，有關(guān)部門可以憑借監(jiān)管機(jī)制第一時(shí)間找到責(zé)任人，借助相關(guān)的責(zé)任機(jī)制督促工作人員合法合理開(kāi)展再利用工作。另外，有關(guān)部門也可以根據(jù)工作人員的表現(xiàn)，給予那些有創(chuàng)意性想法的工作人員一定獎(jiǎng)勵(lì)，借此激勵(lì)工作人員積極創(chuàng)新修復(fù)后污染土壤合理化利用的方案，尋找更適合的方式提升資源利用效率。

4.3 合理調(diào)整再利用的限制范圍，構(gòu)建科學(xué)合理的程序機(jī)制

有關(guān)部門需要強(qiáng)化修復(fù)后污染土壤合理化利用的宣傳力度，確保社會(huì)大眾對(duì)于修復(fù)后污染土壤合理化利用有正確的認(rèn)識(shí)，并且積極推廣合理化利用的方式和技術(shù)，尤其是在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域加強(qiáng)推廣力度，最大限度提升再利用的效率，在不影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量和安全性的前提下為修復(fù)后污染土壤的合理化再利用提供新的思路和途徑。另外，國(guó)家和各級(jí)政府可以設(shè)立基金或者是制定相應(yīng)的補(bǔ)貼政策，給予那些研究修復(fù)后污染土壤合理化利用的企業(yè)一定的補(bǔ)助，增強(qiáng)其研究實(shí)力，確保合理化利用技術(shù)的發(fā)展，并且為其提供人才和資源支持加速技術(shù)創(chuàng)新，進(jìn)而降低修復(fù)后污染土壤合理化利用的限制，提升利用合理性。在此基礎(chǔ)上有關(guān)部門還需要加強(qiáng)對(duì)污染土壤修復(fù)利用的監(jiān)管力度，利用實(shí)時(shí)跟蹤的方式全面掌握再利用的情況，全面評(píng)估各種資料保證污染土壤修復(fù)利用的安全性。對(duì)此，有關(guān)部門需要完善污染土壤的修復(fù)方式和利用方式并且做好調(diào)查分析工作，對(duì)再利用效果進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，確保修復(fù)后污染土壤合理化利用不會(huì)對(duì)周邊生態(tài)和居民造成負(fù)面影響，借此完善污染土壤修復(fù)利用的程序機(jī)制。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著時(shí)代的發(fā)展變化以及國(guó)民環(huán)保理念的提升，國(guó)家對(duì)于修復(fù)后污染土壤的合理化利用工作保持高度重視?？紤]到如今我國(guó)土壤資源比較緊張，因此秉持可持續(xù)發(fā)展理念開(kāi)展土壤修復(fù)利用工作意義重大。加強(qiáng)對(duì)這方面的研究不僅可以尋找到更先進(jìn)高效的利用方案，也可以進(jìn)一步提升污染土壤的利用效率，為其尋找適合的二次利用渠道，確保污染土壤經(jīng)過(guò)修復(fù)之后可以在此發(fā)揮自身的價(jià)值，為人民群眾提供新的產(chǎn)品，在保證使用安全性的前提下提升污染土壤的價(jià)值和效用，全面推進(jìn)我國(guó)環(huán)境治理的效果和生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量，貫徹落實(shí)黨中央提出的綠色生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的理念，推動(dòng)污染土壤修復(fù)利用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。