土壤污染修復(fù)技術(shù)盤點(diǎn)

近年來(lái)，順應(yīng)土壤環(huán)境保護(hù)的現(xiàn)實(shí)需求和土壤環(huán)境科學(xué)技術(shù)的發(fā)展需求，科學(xué)技術(shù)部、國(guó)家自然科學(xué)基金委、中國(guó)科學(xué)院、環(huán)境保護(hù)部等部門有計(jì)劃地部署了一些土壤修復(fù)研究項(xiàng)目和專題，有力地促進(jìn)和帶動(dòng)了全國(guó)范圍的土壤污染控制與修復(fù)科學(xué)技術(shù)的研究與發(fā)展工作。

《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》指出，目前我國(guó)土壤修復(fù)工作的關(guān)鍵在于摸清情況，試點(diǎn)示范先進(jìn)適用技術(shù)，為規(guī)?；_展修復(fù)工作提供依據(jù)。目前我國(guó)大量土壤修復(fù)技術(shù)研究成果還處在從實(shí)驗(yàn)室開發(fā)向規(guī)?；瘜?shí)用的過(guò)度階段，多數(shù)修復(fù)工作面臨體系不完善，技術(shù)水準(zhǔn)低，處理效果不理想，適用標(biāo)準(zhǔn)缺乏等問(wèn)題，在中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)重金屬污染防治與土壤修復(fù)專業(yè)委員會(huì)成立大會(huì)上，北京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院劉陽(yáng)生教授對(duì)我國(guó)土壤污染修復(fù)技術(shù)進(jìn)行了盤點(diǎn)。

劉陽(yáng)生介紹說(shuō)，“適用性的土壤修復(fù)技術(shù)，一般要經(jīng)歷從實(shí)驗(yàn)室概念設(shè)計(jì)、問(wèn)題識(shí)別、模擬性控制實(shí)驗(yàn)，小規(guī)模場(chǎng)地實(shí)驗(yàn)，到技術(shù)示范，積累工程經(jīng)驗(yàn)，最后形成實(shí)用性技術(shù)的管理等幾個(gè)階段”。目前我國(guó)重金屬污染土壤治理技術(shù)主要有：

客土置換法，是將污染土壤挖走，對(duì)其進(jìn)行固化穩(wěn)定化處置和揮發(fā)性重金屬熱氣化，治理干凈的土壤可用于回填。劉陽(yáng)生指出，一方面用于置換的干凈土壤數(shù)量有限，另一方對(duì)于完全采用客土置換的修復(fù)方式，需要將移走的污染土壤需要填埋場(chǎng)地，所以該法一般適用于嚴(yán)重污染的小規(guī)模場(chǎng)地修復(fù)。對(duì)于采用客土稀釋方式進(jìn)行修復(fù)的場(chǎng)地，需要控制重金屬的下滲，防治對(duì)地下水的污染。

電動(dòng)力學(xué)修復(fù)，是將污染物濃縮在陰極或者陽(yáng)極附近，通過(guò)泵將污染水體抽出，經(jīng)過(guò)處理后再補(bǔ)充地下水，土壤中污染物便通過(guò)這種方式被洗滌出來(lái)。該技術(shù)只能處理溶解在水中的重金屬離子;而對(duì)土壤中眾多不溶解的重金屬，則需通過(guò)調(diào)整土壤pH呈酸性或者加入大量的有機(jī)螯合劑以使重金屬離子溶解進(jìn)入水溶液。劉陽(yáng)生介紹，該修復(fù)法由于技術(shù)復(fù)雜、受土壤環(huán)境影響評(píng)價(jià)較大，成本也相對(duì)較高，目前尚處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。

重金屬熱解法，該技術(shù)適于汞和砷等揮發(fā)性強(qiáng)的重金屬污染工業(yè)場(chǎng)地土壤的修復(fù)，但要注意重金屬回收和廢水的處理。經(jīng)過(guò)熱處理的土壤，其含有的微生物和有機(jī)物被分解，導(dǎo)致土壤基本功能的喪失和沙化，因此不適合于農(nóng)田土壤的修復(fù)。

土壤淋洗法是將污染土壤挖掘后篩分洗滌，清潔生產(chǎn)審核后土壤再回填，這一過(guò)程產(chǎn)生的廢水、污泥要進(jìn)行處理。該技術(shù)對(duì)水溶性重金屬去除效率很高，可快速修復(fù)污染土壤;其適合于低污染土壤，通過(guò)化學(xué)淋洗可以使土壤重金屬濃度接近或達(dá)到土壤的使用標(biāo)準(zhǔn)要求;尤其適用于小面積污染場(chǎng)地(輕質(zhì)土或砂質(zhì)土)。但是這種方式對(duì)淋洗劑的要求較高，要選擇環(huán)境友好性洗滌劑;另外，除了水溶性重金屬外，對(duì)其它形態(tài)的重金屬去除效率較低。因此尚不能大規(guī)模應(yīng)用于重金屬污染土壤的修復(fù)。

萃取分離法包括一級(jí)萃取、二級(jí)萃取和離心分離等，此方法萃取劑的選擇、分離和土壤特性的保護(hù)非常重要。污染土壤經(jīng)過(guò)萃取和離心分離后，重金屬通過(guò)沉淀得到去除，干凈土壤可進(jìn)行原位回填。該技術(shù)能夠快速修復(fù)重金屬污染的土壤，但關(guān)鍵在于找到環(huán)境友好的萃取劑，既移除土壤中重金屬，又有不污染土壤，可以應(yīng)用于工業(yè)場(chǎng)地和農(nóng)田土壤的修復(fù)。

原位化學(xué)穩(wěn)定化修復(fù)是目前應(yīng)用最廣的一項(xiàng)修復(fù)技術(shù)，在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用比較成熟，工程實(shí)施比較容易，成本可以接受。該法主要通過(guò)在土壤中施加改性藥劑，經(jīng)氧化還原反應(yīng)、礦化作用和沉淀反應(yīng)將不穩(wěn)定重金屬形態(tài)轉(zhuǎn)化為重金屬的單質(zhì)、硅鋁酸鹽、硅酸鹽和磷礦石等，將其穩(wěn)定在自然環(huán)境中，不再被雨水浸出和治污根系所吸收。

植物修復(fù)法是利用某些植物能忍耐和超量積累某種重金屬的特性來(lái)清除土壤中的重金屬，主要有植物提取、植物揮發(fā)和植物固定三種修復(fù)方式。但是由于超富集植物個(gè)體矮小，生長(zhǎng)緩慢，富集量小，所以修復(fù)周期很長(zhǎng);并對(duì)重金屬具有較強(qiáng)的選擇性和拮抗性;加之富集植物需要播種、培育和收割，廢棄物要妥善處置;目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的重金屬超富集植物多屬于野生植物，異地引種將對(duì)當(dāng)?shù)氐纳锒鄻有詷?gòu)成潛在威脅。該方法一般很少用于農(nóng)田土壤修復(fù)。

微生物修復(fù)法是利用土壤中的某些微生物對(duì)一種或多種重金屬具有吸收、沉淀、氧化和還原等作用來(lái)降低土壤重金屬的毒性或者通過(guò)微生物來(lái)促進(jìn)植物對(duì)重金屬的吸收。主要包括生物固定技術(shù)和生物氧化還原技術(shù)。該修復(fù)方式具有成本低、工程量小的優(yōu)點(diǎn);但是微生物修復(fù)的專一性強(qiáng)，其活性與溫度、水分、氧氣、pH值等土壤環(huán)境條件緊密相關(guān)，因此，很難同時(shí)修復(fù)多種復(fù)合重金屬污染土壤;此外，這種方法應(yīng)用難度大，目前尚未獲得突破性進(jìn)展，仍停留在實(shí)驗(yàn)室研究階段。

“在以上幾種技術(shù)的基礎(chǔ)上衍生出了一系列新的方法新型組合技術(shù)”，劉陽(yáng)生介紹道，如化學(xué)改性增溶——植物提取法、微生物改性增溶——植物提取法、化學(xué)氧化——萃取法等等。

整體而言，劉陽(yáng)生指出，重金屬原位化學(xué)穩(wěn)定化在國(guó)內(nèi)外已有許多成功的應(yīng)用案例。修復(fù)速度快，可大規(guī)模采用?；瘜W(xué)改性增溶植物提取法以及微生物增溶植物提取法可以降低土壤重金屬濃度，關(guān)鍵在于如何大幅縮短修復(fù)時(shí)間以及增強(qiáng)植物對(duì)多種重金屬的同時(shí)富集能力?；瘜W(xué)氧化——萃取法可以快速降低土壤重金屬濃度。如果能有效控制土壤修復(fù)成本，則具有非常好的應(yīng)用前景。

基于這些技術(shù)研究成果，目前一些國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)也在逐漸進(jìn)入引進(jìn)、消化和吸收階段，加強(qiáng)技術(shù)突破和工程示范，將成為今后土壤修復(fù)工作的關(guān)鍵，使污染修復(fù)成為我國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要機(jī)遇。

轉(zhuǎn)自：土木在線論壇