論文|污染土壤修復(fù)技術(shù)及研究前沿與展望

環(huán)境修復(fù)網(wǎng)訊:摘要：在我國(guó)當(dāng)前的環(huán)境治理工作之中，土壤污染指的是由于人類活動(dòng)和工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的有害物質(zhì)進(jìn)入土壤中之后，由于其有害物質(zhì)的類計(jì)量超過了土壤的自我凈化和分解能力，使得土壤的化學(xué)成分含量和質(zhì)量產(chǎn)生惡化，并污染了地下水，造成周邊植物生長(zhǎng)受到影響，人民生活健康也受到了維修。土壤污染現(xiàn)象的出現(xiàn)直接影響我國(guó)的發(fā)展和人民的生活，會(huì)導(dǎo)致多種環(huán)境問題的出現(xiàn)。我國(guó)當(dāng)前主要研究的土壤修復(fù)技術(shù)是生物修復(fù)技術(shù)，其具備處理徹底，不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)我國(guó)降低土壤污染影響有著極為重要的價(jià)值。

關(guān)鍵詞：污染土壤；修復(fù)技術(shù)；前沿；展望

1我國(guó)當(dāng)前污染土壤處理技術(shù)的研究現(xiàn)狀

當(dāng)前我國(guó)在污染土壤處理技術(shù)的研究中著重研究生物處理技術(shù)，生物處理技術(shù)相比與化學(xué)處理技術(shù)等具備諸多優(yōu)勢(shì)。當(dāng)前我國(guó)土壤污染物的主要形式是無機(jī)物污染、有機(jī)物污染、復(fù)合污染、固體廢物污染和生物污染等幾種形式，無機(jī)物污染又包括重金屬污染、非金屬有毒物質(zhì)污染和放射性物質(zhì)污染，近年來由于工業(yè)的發(fā)展，我國(guó)許多地區(qū)的土壤都或多或少的受到了一定污染，影響了植物生長(zhǎng)和人民的生活。同時(shí)，由于我國(guó)土壤污染處理技術(shù)的發(fā)展起步較晚，在發(fā)生污染時(shí)并未進(jìn)行及時(shí)的處理，因此當(dāng)前的土壤污染程度還在不斷上升。我國(guó)土壤污染處理技術(shù)研究人員對(duì)生物處理修復(fù)技術(shù)的研究可以分為處理機(jī)理的研究和實(shí)驗(yàn)研究等幾個(gè)方面，同時(shí)為了增強(qiáng)技術(shù)的實(shí)用效果，當(dāng)前研究中的大多數(shù)都屬于實(shí)驗(yàn)研究，對(duì)處理機(jī)理的研究較少。就當(dāng)前研究的主體來講，污染土壤修復(fù)技術(shù)近年來在我國(guó)的發(fā)展較快，但是，在實(shí)際研究中還存在不足，對(duì)處理機(jī)理、處理對(duì)象等方面的理論研究還存在不足之處。

2污染土壤生物修復(fù)技術(shù)的研究?jī)?nèi)容和進(jìn)展

2.1物理修復(fù)

物理修復(fù)是指將污染物經(jīng)過各種物理作用從污染土壤中去除或者分離的技術(shù)。當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的物理修復(fù)主要是熱處理技術(shù)，主要包括污染土壤蒸氣浸提、微波/超聲加熱、熱脫附等技術(shù)。

2.1.1蒸汽浸提技術(shù)

蒸汽浸提技術(shù)是一種可以有效去除土壤中揮發(fā)性有機(jī)污染物（VOCs）的原位修復(fù)技術(shù)。該技術(shù)是經(jīng)過注射井將新鮮空氣注入污染區(qū)域，利用真空泵產(chǎn)生負(fù)壓，空氣流經(jīng)污染區(qū)域過程中解吸并夾帶土壤孔隙中的VOCs經(jīng)過抽取井流返地面；抽取出的氣體經(jīng)過活性炭吸附法以及生物處理法等凈化處理之后可排放到大氣中或重新注入地下循環(huán)使用。該方法有很多優(yōu)點(diǎn)，如：成本低、可操作性強(qiáng)、可采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備、處理有機(jī)物的范圍廣泛、不破壞土壤結(jié)構(gòu)和不引起二次污染等。

2.1.2超聲/微波加熱技術(shù)

超聲/微波加熱技術(shù)是利用超聲空化現(xiàn)象所產(chǎn)生的機(jī)械效應(yīng)、熱效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)對(duì)污染物進(jìn)行物理解吸、絮凝沉淀和化學(xué)氧化作用，將污染物從粒狀土壤上解吸，并在液相中發(fā)生氧化反應(yīng)降解成CO2和H2O或環(huán)境易降解的小分子化合物的一種修復(fù)技術(shù)。超聲波除了能對(duì)土壤有機(jī)污染物進(jìn)行物理解吸，還可以通過氧化作用將有機(jī)污染物徹底清除。張文等利用超聲波凈化石油污染土壤，研究結(jié)果表明，超聲波技術(shù)對(duì)石油污染土壤有很好的修復(fù)作用。

2.1.3熱脫附技術(shù)

熱脫附技術(shù)是指通過直接或間接的熱交換，將土壤中有機(jī)污染組分加熱到足夠高的溫度，使其從土壤介質(zhì)相蒸發(fā)出來的過程。熱脫附技術(shù)具有污染物處理范圍廣、設(shè)備可移動(dòng)、修復(fù)后土壤能夠二次利用等優(yōu)點(diǎn)，而對(duì)于PCBs等含氯有機(jī)污染物，使用非氧化燃燒的處理方式可以顯著減少二氧化碳的產(chǎn)生。目前土壤熱脫附技術(shù)在高濃度污染場(chǎng)地的有機(jī)物污染土壤的離位或原位修復(fù)過程中被廣泛應(yīng)用，但因其脫附時(shí)間過長(zhǎng)、相關(guān)設(shè)備價(jià)格昂貴、處理成本過高等問題在一定程度上沒有解決，所以熱脫附技術(shù)在持久性有機(jī)物污染土壤修復(fù)的應(yīng)用中受到限制。

2.2化學(xué)修復(fù)技術(shù)

污染土壤的化學(xué)修復(fù)技術(shù)相對(duì)于其他修復(fù)技術(shù)來說是發(fā)展最早的，其特點(diǎn)是修復(fù)周期短。目前比較成熟的化學(xué)修復(fù)技術(shù)有固化/穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)、氧化還原修復(fù)技術(shù)、淋洗/浸提修復(fù)技術(shù)、光催化降解技術(shù)、電動(dòng)修復(fù)技術(shù)等。

2.2.1固化/穩(wěn)定化技術(shù)

固化/穩(wěn)定化技術(shù)是利用某些具有聚結(jié)作用的黏結(jié)劑與將污染土壤混合，從而實(shí)現(xiàn)污染物在污染介質(zhì)中固定，使其長(zhǎng)期處于穩(wěn)定狀態(tài)的修復(fù)方法。固化技術(shù)是指利用物理化學(xué)、熱力學(xué)原理將土壤中的污染物（主要是重金屬離子）固定起來或是利用惰性基材將其密封包實(shí)，或者通過將污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化成化學(xué)性質(zhì)較為穩(wěn)定的形態(tài)的方式阻止其在土壤環(huán)境中遷移、釋放和擴(kuò)散過程的發(fā)生；而穩(wěn)定化技術(shù)是將污染物轉(zhuǎn)化為不易溶解、遷移能力更弱或者毒性更小的化學(xué)形態(tài)來實(shí)現(xiàn)無害化的過程，降低對(duì)土壤環(huán)境的危害。張新艷等研究結(jié)果表明：作為摻入固化劑中的沸石能夠促進(jìn)含汞廢棄物的穩(wěn)定化過程，當(dāng)沸石的用量為0.3g/g以上時(shí)，固化體浸出汞濃度低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，與未添加沸石相比，其處理效率增加近一倍。

2.2.2氧化還原修復(fù)技術(shù)

氧化還原修復(fù)技術(shù)是指通過向污染土壤中添加化學(xué)氧化劑（Fenton試劑、O3、H2O2、K2MnO4等）或還原劑（SO2、FeO、氣態(tài)H2S等），使之與重金屬、有機(jī)物等污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生毒性更低或易降解的小分子物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)土壤凈化的過程。Thomton等以硫化氫原位修復(fù)六價(jià)鉻土壤污染進(jìn)行研究，結(jié)果表明在以氮?dú)庾鳛檩d氣的情況下，當(dāng)六價(jià)鉻濃度為200mg/kg，讓200mg/kg和2000mg/kg的硫化氫流經(jīng)土壤柱進(jìn)行反應(yīng)；最后用去離子水淋洗土壤柱以分析六價(jià)鉻的去除效率，結(jié)果表明90%的六價(jià)鉻失活。大量研究發(fā)現(xiàn)：對(duì)PCE和TCE而言，用具有強(qiáng)氧化性的1.5%高錳酸鉀可以達(dá)到很高的去除效果；試驗(yàn)中控制臭氧和萘酚的濃度比為5︰1時(shí)，目標(biāo)污染物的去除率可達(dá)到80%。

2.2.3淋洗/浸提技術(shù)

淋洗/浸提技術(shù)的定義為把水或者混著沖洗助劑的水溶液、帶酸性或者堿性的溶液以及表面活性劑等淋劑液與污染土壤混合，從而達(dá)到洗脫污染物質(zhì)的效果。這種離位修復(fù)技術(shù)被許多國(guó)家運(yùn)用在工業(yè)中的存在重金屬污染或者復(fù)雜污染物的土壤處理。淋洗/浸提技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于這種方法能夠凈化解決土壤中的有機(jī)污染物，因?yàn)楸炯夹g(shù)方法是水溶液，用水量特別多，所以設(shè)置的修復(fù)場(chǎng)所盡可能在水源附近。

2.2.4電動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)

電動(dòng)力學(xué)修復(fù)是指利用電化學(xué)和電動(dòng)力學(xué)的復(fù)合作用驅(qū)使污染物富集到電極區(qū)，再進(jìn)行集中處理或分離的過程。就是通過向污染土壤兩側(cè)施加直流電壓形成電場(chǎng)梯度，土壤中的污染物質(zhì)在電場(chǎng)的作用下通過電遷移、電滲流或電泳的方式被富集電極兩端從而實(shí)現(xiàn)土壤修復(fù)。目前，電動(dòng)修復(fù)技術(shù)已進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)應(yīng)用階段，我國(guó)也前后進(jìn)行了菲和五氯酚等有機(jī)污染土壤的電動(dòng)修復(fù)技術(shù)的研究。電動(dòng)修復(fù)速率較快、成本低，適宜小范圍的粘質(zhì)的可溶性有機(jī)物污染土壤的修復(fù)，且不需要化學(xué)藥劑的投入，修復(fù)過程中對(duì)環(huán)境幾乎沒有負(fù)面影響，與其他技術(shù)相比，電動(dòng)修復(fù)技術(shù)也易于被大眾接受。但電動(dòng)修復(fù)技術(shù)對(duì)電荷缺乏的非極性有機(jī)污染物去除效果不好。

3污染土壤修復(fù)技術(shù)發(fā)展展望

在污染土壤的處理和修復(fù)過程中，生物修復(fù)技術(shù)具備環(huán)保和經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，在當(dāng)前我國(guó)的土壤處理工程中得到了極為廣泛的應(yīng)用，在實(shí)際使用中，生物修復(fù)技術(shù)可以分為植物修復(fù)和微生物修復(fù)等幾方面，在研究中存在的問題主要包括如下幾方面：第一，研究人員重視實(shí)驗(yàn)分析，對(duì)于處理過程的原理沒有太深的研究；第二，當(dāng)前為能對(duì)針對(duì)性的修復(fù)技術(shù)和使用方法等進(jìn)行系統(tǒng)性的總結(jié)研究，抑制了生物修復(fù)技術(shù)的普及和發(fā)展。因此，在未來發(fā)展中，研究人員要進(jìn)一步普及生物修復(fù)技術(shù)，推進(jìn)土壤污染處理工作的發(fā)展。

結(jié)束語

20世紀(jì)60年代以來，我國(guó)高污染工業(yè)企業(yè)的不斷建設(shè)以及幾十年來與環(huán)境極不匹配的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，從而忽視了土壤安全問題，致使近年來不斷發(fā)生因土壤污染而導(dǎo)致的農(nóng)產(chǎn)品食品安全事件，食物鏈安全也正面臨威脅，因此，解決土壤污染問題已刻不容緩。

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原標(biāo)題:污染土壤修復(fù)技術(shù)及研究前沿與展望