建設(shè)工程廢棄土的生態(tài)性能改良修復(fù)

王 丹，張玉蘋

(西南科技大學(xué)城市學(xué)院，四川 綿陽 621000)

0 前 言

我國正處于大規(guī)模的工程建設(shè)發(fā)展過程中，當(dāng)工程的開挖量和回填量不同時(shí)，會(huì)造成大量的工程廢棄土的產(chǎn)生，我國工程廢棄土缺乏適宜性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的處理方法，加之過度的開采，使我國環(huán)境、生態(tài)正處在水土流失和農(nóng)田減少等的嚴(yán)重危害中。建設(shè)過程中對(duì)于廢棄土的處理一般有采取堆放和投棄兩種處理方法，該方法只是將污染物進(jìn)行了轉(zhuǎn)移，本質(zhì)上并不能達(dá)到清除污染物的目的。對(duì)于工程性能良好的廢棄土可以簡(jiǎn)單處理后到其他工程中加以利用。過程中主要涉及成本、運(yùn)距、場(chǎng)地等系列非技術(shù)性問題。但是性質(zhì)較差的工程廢棄土，如疏浚泥土、淤泥質(zhì)土多采取投棄的方法。工程廢棄土方量大，外運(yùn)棄置成本巨大同時(shí)易造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。因此，利用土壤的生態(tài)性能改良修復(fù)技術(shù)使工程廢棄土能夠有效地轉(zhuǎn)化為再生資源進(jìn)行利用也是保證我國工程建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。本文提出利用生態(tài)性能改良修復(fù)技術(shù)讓廢棄土恢復(fù)其生態(tài)價(jià)值。

1 工程建設(shè)廢棄物的現(xiàn)狀

1.1 廢棄物隨意堆放、違規(guī)傾倒

隨著城市建設(shè)化腳步，發(fā)展的同時(shí)廢棄物的產(chǎn)生在所難免，建筑廢棄物不僅無處放置，而且廢棄物的產(chǎn)生和排出數(shù)量正在快速增長。其次，我國建筑廢棄物處理的違法成本較低，沒有適宜的消耗處理方法，缺少相關(guān)部門的有力監(jiān)管，導(dǎo)致違規(guī)處理現(xiàn)象普遍，據(jù)相關(guān)法律規(guī)定，單位隨意傾倒、拋撒或者堆放建筑廢棄土的，視情節(jié)輕重，給予警告或者處以罰款，但并不會(huì)追究其他的法律責(zé)任。加之由于對(duì)廢棄土沒有設(shè)置專門的儲(chǔ)運(yùn)場(chǎng)進(jìn)行統(tǒng)一管理和處理，造成某些建設(shè)單位為節(jié)約成本，違法將工程廢棄土傾倒在近郊區(qū)和山區(qū)，運(yùn)輸渣土的車輛大都選擇在夜間作業(yè)，此時(shí)有關(guān)部門對(duì)于違章車輛的查處力度降低[1]。據(jù)調(diào)查顯示，建筑廢棄物約占垃圾總量的30%～40%，若發(fā)展產(chǎn)生的建筑廢棄物得不到有效的處理，會(huì)很大程度上降低城市環(huán)境質(zhì)量，造成危害性影響。廢棄物中工程廢棄土埋填易造成水資源的污染，使土壤生態(tài)性能和生物多樣性遭到破壞，因此，如何處理和利用越來越多的建筑廢棄土是新時(shí)代土壤修復(fù)行業(yè)面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)[2]。

1.2 棄土數(shù)量巨大，管理缺失

我國每年開采砂石約為15億t，廢棄土的處理過于簡(jiǎn)單化、無序化，工程廢棄土循環(huán)利用率偏低，具體表現(xiàn)如下：一方面是一些城市缺乏長遠(yuǎn)規(guī)劃，建筑業(yè)的設(shè)計(jì)、施工與拆除行為仍采用傳統(tǒng)的粗放型生產(chǎn)方式，另一方面對(duì)產(chǎn)生的建筑垃圾未實(shí)施分類回收和消納管理。因此，建筑垃圾的資源化處理進(jìn)程嚴(yán)重滯后，目前建筑垃圾資源化利用率不足5%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于日本(97%)和歐盟(90%)等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)。建筑垃圾的資源化利用事關(guān)城市經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境的相互協(xié)調(diào)發(fā)展，建筑垃圾的有效處理和綜合利用已刻不容緩[3]。

1.3 行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈不完善

土壤修復(fù)行業(yè)面臨的是一系列的綜合性的環(huán)境問題且土壤污染具有較強(qiáng)的不可逆性，污染累計(jì)起來會(huì)造成嚴(yán)重的后果，雖然修復(fù)技術(shù)正在努力完善，但在我國行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈難以形成，因?yàn)槲覈磳?duì)企業(yè)規(guī)定回收建筑廢棄物的義務(wù)，建筑垃圾企業(yè)再生行業(yè)缺乏建筑垃圾原材料而處于停產(chǎn)和虧損狀態(tài)。

1.4 土壤污染現(xiàn)狀

目前，我國土壤污染現(xiàn)狀十分嚴(yán)峻，造成土壤污染的原因很多，具體有：①農(nóng)藥與化工產(chǎn)品生產(chǎn)期間排放的化學(xué)污染；②重金屬污染；③土壤酸化；④工業(yè)三廢污染；⑤水土流失嚴(yán)重等

1.5 土壤修復(fù)行業(yè)發(fā)展面臨問題

1)沒有完善的法律制度和資金投融資機(jī)制。相比國外修復(fù)技術(shù)優(yōu)先、修復(fù)機(jī)制、修復(fù)政策完善，我國土壤修復(fù)起步較晚，沒有完整的一套土壤修復(fù)系統(tǒng)，但修復(fù)行業(yè)一般需要較高的修復(fù)費(fèi)用。

2)土壤修復(fù)專業(yè)人才缺乏，修復(fù)技術(shù)有待提高。土壤修復(fù)不同于其他環(huán)保類產(chǎn)業(yè)，我國土壤修復(fù)技術(shù)一般借鑒國外修復(fù)技術(shù)，自主核心修復(fù)技術(shù)相對(duì)缺乏。土壤修復(fù)一般具有隱藏性、修復(fù)周期長、水土耦合等特點(diǎn)，因此也加大了土壤修復(fù)難度。

3)大眾環(huán)保意識(shí)薄弱。由于宣傳力度不夠，防治工作不透明，導(dǎo)致大眾環(huán)保意識(shí)不夠，缺乏土壤保護(hù)動(dòng)力。

2 工程土壤改良修復(fù)技術(shù)

本文對(duì)于工程廢棄土的改良修復(fù)側(cè)重于減少廢棄物中的重金屬和有機(jī)物，恢復(fù)廢棄土的生態(tài)性能，加強(qiáng)生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展。工程廢棄土在建設(shè)中產(chǎn)生的重金屬和有機(jī)物的污染物，主要包括Cd、Pb、As、Cr、Zn、Hg、Cu等和石油烴、多環(huán)芳烴、柴油、多氯聯(lián)苯，其次還有放射性物質(zhì)鈾。工程土壤修復(fù)常用技術(shù)如下。

2.1 換土、翻土、客土法

國際上對(duì)于工程廢棄土的修復(fù)一般有換土法、翻土法、客土法。換土法即把不可用的土壤與可使用的土壤進(jìn)行置換。翻土法又稱去表法，把上層污染的土壤移除用下層性能好的土壤。客土法把污染的土壤和性能好的土壤進(jìn)行混合達(dá)到中和。這些方法理論上可以實(shí)現(xiàn)良好的土壤修復(fù)，但實(shí)際上需要耗費(fèi)巨大的財(cái)力、物力、人力。對(duì)于受重金屬污染的土壤，翻土等做法可能會(huì)加劇土壤重金屬的揮發(fā)。綜上，此種修復(fù)方法雖然使短時(shí)間的工程處理得到解決，從長遠(yuǎn)角度來看只是治標(biāo)不治本，沒有從根本上解決問題[4]。

2.2 化學(xué)修復(fù)技術(shù)

是如今常見的一種修復(fù)技術(shù)，針對(duì)于不同的土壤特性，將化學(xué)試劑加入污染的土壤中，利用化學(xué)試劑中的拮抗、氧化還原原理減少金屬離子的活性達(dá)到土壤優(yōu)化。常見的土壤修復(fù)化學(xué)試劑:拮抗劑、吸附劑、抑制劑。但化學(xué)修復(fù)技術(shù)無法使受金屬污染的土壤從根本上消失，且操作途中不好控量，很容易對(duì)周圍的生態(tài)系統(tǒng)造成不可估計(jì)的影響。使用時(shí)應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況考慮，盡量多次少量[5]。

2.3 土壤淋洗技術(shù)

利用淋洗劑等與土壤污染物結(jié)合，使污染物溶解或者分離。其難點(diǎn)在于土壤性質(zhì)、污染性質(zhì)、污染程度、污染物的形態(tài)等不明確，最重要使用時(shí)應(yīng)選擇適宜的淋洗劑，避免對(duì)土壤造成嚴(yán)重的二次污染。

2.4 生態(tài)修復(fù)技術(shù)

我國對(duì)于生態(tài)化處理這個(gè)方向主要多用于水污染方面，在對(duì)于工程廢棄土生態(tài)修復(fù)技術(shù)并不成熟。生態(tài)修復(fù)常見的有微生物修復(fù)、植物修復(fù)和土壤改良劑法。

1)微生物修復(fù)本身含有活潑的電子，通過加速重金屬污染物的代謝和溶解重金屬的沉淀效果來實(shí)現(xiàn)土壤優(yōu)化[4]。

2)植物修復(fù)主要是利用植物根系富集金屬離子，通過自身土壤凈化，通過植物呼吸將污染物分解釋放在大氣中。但此方法不能預(yù)測(cè)植物分解到空氣中是否含有污染物和污染物含量，因此，此方法要謹(jǐn)慎使用。

3)為了減少廢棄土中重金屬和有機(jī)污染物可采用土壤改良劑來改善廢棄土的不良性質(zhì)。土壤改良劑，即改善土壤物理性且對(duì)環(huán)境、土壤不會(huì)造成二次污染破壞的土壤調(diào)理劑。例如使用某些無機(jī)土壤改良劑，在水中電解后產(chǎn)生的OH-和H+中和使土壤的pH發(fā)生改變等。優(yōu)點(diǎn)是具有良好的經(jīng)濟(jì)性、耐久性和良好的重金屬鎖固效果。缺點(diǎn)是無機(jī)改良劑若控量偏差可能會(huì)造成土壤板結(jié)。為規(guī)避不良后果的出現(xiàn)，應(yīng)將有機(jī)和無機(jī)改良劑改良優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，通過修復(fù)改良材料與受污染的土壤混合，將污染物在污染介質(zhì)中固化，使其處于長期穩(wěn)定狀態(tài)，或者將污染物轉(zhuǎn)化成化學(xué)性質(zhì)不活潑的形態(tài)，阻止其在土壤中的遷移和擴(kuò)散[6]。

2.5 聯(lián)合修復(fù)技術(shù)

即結(jié)合不同修復(fù)方法在運(yùn)用實(shí)施時(shí)有不同的優(yōu)缺點(diǎn)和土壤修復(fù)效果，將兩種或三種土壤修復(fù)方法進(jìn)行結(jié)合取其精華，剔其糟粕，從而使其達(dá)到最好的修復(fù)效果[7]。單一的修復(fù)方法雖然都有自己的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，但面臨著不同程度的成本投入、周期管理，且有些修復(fù)方法不好控量、同時(shí)面臨著二次污染和其他不可預(yù)測(cè)的風(fēng)險(xiǎn)。因此，不管使用何種修復(fù)方法均應(yīng)綜合考慮各種情況、各種因素。

3 土壤改良修復(fù)建議

對(duì)于工程廢棄土，沒有明確的污染源，沒有明確污染特性，具有地域性，因而傳統(tǒng)的處理方法不能清除污染物，也不能降低有害物質(zhì)毒性的移動(dòng)性和體積，土壤修復(fù)任重道遠(yuǎn)，有以下幾點(diǎn)建議。

1)推動(dòng)技術(shù)發(fā)展，多從其他國家土壤修復(fù)成功案例中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)共同探討適宜模式，通過多種技術(shù)手段對(duì)污染土壤進(jìn)行分析治理。

2)培養(yǎng)修復(fù)人員，提高人員素質(zhì)，不斷提高治理水平。

3)我國國土面積遼闊，土壤價(jià)值日趨上漲，污染情況不容樂觀應(yīng)盡快發(fā)展產(chǎn)業(yè)鏈。

4)成立相關(guān)部門，加大有關(guān)政府部門管理力度，對(duì)企業(yè)應(yīng)做義務(wù)做出要求，支持鼓勵(lì)土壤修復(fù)企業(yè)的發(fā)展，為建設(shè)工程廢棄土的生態(tài)性能修復(fù)技術(shù)提供大力的政策支持。

5)開展關(guān)于工程廢棄土的資源化利用研究，結(jié)合所在地區(qū)的布局規(guī)劃和國家相關(guān)政策，制定專業(yè)的技術(shù)措施，組織措施，進(jìn)行整體規(guī)劃，完善綜合監(jiān)管和信息管理，建立關(guān)于工程廢棄土的分類標(biāo)準(zhǔn)和資源技術(shù)規(guī)范，合理建設(shè)集中處理，臨時(shí)處置，可利用產(chǎn)品生產(chǎn)等一體的資源處理場(chǎng)所，形成各產(chǎn)業(yè)鏈的運(yùn)轉(zhuǎn)體系，建立良好的市場(chǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制。

6)參考?xì)W洲等發(fā)達(dá)國家處理工程廢棄土的倒金字塔的處置模式，將處置為主，資源回收，再生循環(huán)為輔的處理模式，通過對(duì)工程廢棄土的生態(tài)修復(fù)，變?yōu)閺脑搭^減量、控制廢土產(chǎn)生為主，其他措施為輔的新型處理模式，使城市向“無廢城市”發(fā)展。

7)進(jìn)行土壤修復(fù)前應(yīng)優(yōu)先完善環(huán)境調(diào)查和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，應(yīng)加強(qiáng)修復(fù)材料和新型工藝的制備和研究。

4 結(jié) 語

我國土壤修復(fù)市場(chǎng)總體來說具有規(guī)模小、競(jìng)爭(zhēng)相對(duì)分散、想象空間巨大等特點(diǎn)，現(xiàn)今土壤修復(fù)已經(jīng)成為一個(gè)新興的重大產(chǎn)業(yè)，同時(shí)土地的增值促使污染土壤的修復(fù)得到了一定的推動(dòng)和發(fā)展，我國的土壤修復(fù)工作也得到了國外的關(guān)注，我國在這個(gè)方面也成功引進(jìn)了外資，這使我國土壤修復(fù)處理產(chǎn)業(yè)得到了一定的保障。土壤修復(fù)中間包括土壤污染檢測(cè)技術(shù)、土壤修復(fù)劑和材料技術(shù)、土壤修復(fù)工程裝備制造生產(chǎn)技術(shù)、土壤修復(fù)施工工程技術(shù)、土壤修復(fù)認(rèn)證、監(jiān)理服務(wù)技術(shù)、土壤修復(fù)產(chǎn)業(yè)專業(yè)人才培養(yǎng)等。將工程廢棄土的生態(tài)性能進(jìn)行改良和修復(fù)不僅可以推動(dòng)土壤修復(fù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還可以使生態(tài)環(huán)境可持續(xù)得到優(yōu)化，具有很大的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。基于現(xiàn)代土壤修復(fù)技術(shù)的生態(tài)修復(fù)工程，在未來幾年必將成為巨大的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新機(jī)會(huì)，必將成為一個(gè)全新的創(chuàng)業(yè)和投資的熱點(diǎn)，將提供大量的就業(yè)機(jī)會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

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