非常規(guī)土壤修復(fù)技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用

環(huán)境修復(fù)網(wǎng)訊:摘要：隨著經(jīng)濟(jì)社會不斷發(fā)展，城市擴(kuò)展，種植業(yè)及養(yǎng)殖業(yè)對土地要求提高，我國面臨的 土壤污染問題日益嚴(yán)峻。在分析了我國土壤污染現(xiàn)狀和常規(guī)土壤污染修復(fù)技術(shù)的基礎(chǔ)上，主 要對幾種新興的非常規(guī)土壤修復(fù)技術(shù)進(jìn)行介紹，包括微波修復(fù)、超聲波修復(fù)、電動修復(fù)、光 催化降解以及滲透反應(yīng)墻技術(shù)，并概述了各種方法的基本原理、修復(fù)效果以及國內(nèi)外研究進(jìn) 展、發(fā)展趨勢等。

關(guān)鍵詞：土壤污染；修復(fù)技術(shù)；非常規(guī)修復(fù)技術(shù)；微波修復(fù)

引 言 隨著我國城市化工業(yè)化進(jìn)程的加速，土壤環(huán)境 問題也隨之凸顯?；どa(chǎn)、金屬冶煉、垃圾不合 理填埋、農(nóng)藥過度使以及礦產(chǎn)資源過度開采等造成 土壤污染的不斷加劇，已經(jīng)成為突出的問題，如何 合理、有效地處置、修復(fù)被污染土壤已成為亟待解 決的問題。 “十三五”以來，我國出臺了多個有關(guān)土壤保 護(hù)的法律法規(guī)，其中《土壤污染防治行動計(jì)劃最受關(guān)注?！巴潦畻l”為我國土壤治理工作提出了 目標(biāo)與要求：到 2020 年，全國土壤污染加重趨勢 得到初步遏制，土壤環(huán)境質(zhì)量總體保持穩(wěn)定，農(nóng)用 地和建設(shè)用地土壤環(huán)境安全得到基本保障，土壤環(huán) 境風(fēng)險(xiǎn)得到基本管控。到 2030 年，全國土壤環(huán)境 質(zhì)量穩(wěn)中向好，農(nóng)用地和建設(shè)用地土壤環(huán)境安全得 到有效保障，土壤環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)得到全面管控。到 21 世紀(jì)中葉，土壤環(huán)境質(zhì)量全面改善，生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 良性循環(huán)。 目前現(xiàn)有的常規(guī)土壤修復(fù)技術(shù)包括傳統(tǒng)的物理、化學(xué)、生物修復(fù)技術(shù)，這些技術(shù)研究歷程較 長，且較為成熟，其中一部分已經(jīng)過工程驗(yàn)證進(jìn)入 市場化運(yùn)行階段，基本可用于對污染場地的修復(fù)。 但常規(guī)修復(fù)技術(shù)存在修復(fù)效率較低、成本較高、產(chǎn) 生二次污染等問題不能滿足我國對土壤修復(fù)工作的 新要求，故一系列環(huán)境友好、經(jīng)濟(jì)友好的新型非常 規(guī)技術(shù)亟待開發(fā)。

1 我國土壤污染現(xiàn)狀

我國現(xiàn)階段土壤環(huán)境狀況總體不容樂觀。全國 第一次土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)顯示部分地區(qū)土壤污 染較重，耕地土壤環(huán)境質(zhì)量堪憂，工礦業(yè)廢棄地土 壤環(huán)境問題突出，全國土壤總超標(biāo)率為 16.1%。受 鎘、砷、鉻、鉛等重金屬污染的耕地面積近 2 000 萬 hm2，約占總耕地面積的 1/5；其中工業(yè)“三廢” 污染耕地 1000 萬 hm2，污水灌溉的農(nóng)田面積已達(dá) 330 多萬 hm2。 我國土壤污染類型多樣，呈現(xiàn)出新老污染物并 存、無機(jī)有機(jī)復(fù)合污染的局面，既有重金屬、農(nóng) 藥、抗生素和持久性有機(jī)物等污染，又有放射性、 病原菌等污染類型，給我國土壤污染修復(fù)帶來困 難。其中，重金屬污染和有機(jī)物污染是目前我國土壤污染的主要類型。 我國土壤污染類別見表 1。

土壤重金屬污染有人為原因和自然原因 2 種， 人類活動是土壤重金屬污染的主要原因。土壤重金屬污染的自然來源主要是巖石風(fēng)化和火山噴發(fā)等自 然地質(zhì)活動，土壤重金屬污染的人為來源主要為礦 產(chǎn)開采、金屬冶煉、化工、煤燃燒。 有毒重金屬在土壤污染的過程中具有隱蔽性、 長期性、不可降解和不可逆轉(zhuǎn)性的特點(diǎn)，不僅導(dǎo)致 土壤的肥力與作物產(chǎn)量、品質(zhì)下降，還易引發(fā)地下 水污染，并通過食物鏈途徑在植物、動物和人體內(nèi) 累積。土壤中有機(jī)污染物的來源包括石油庫和化學(xué)品 庫泄露，工業(yè)泄露和溢出，農(nóng)藥濫用，清潔劑、油、防凍液隨意處置，生活垃圾不當(dāng)處置，垃圾填 埋場和垃圾堆場等。 每年有大量的有機(jī)物釋放到土壤環(huán)境中，包括 芳香化合物、多氯代有機(jī)物、農(nóng)藥、石油等，其中 大部分的污染物是難溶的、有毒的、致突變的，甚 至是致癌的，對人類的健康和生態(tài)系統(tǒng)有著巨大的 危害。針對我國土壤污染現(xiàn)狀，目前市場上的修復(fù)方 法存在的不足可能導(dǎo)致其較難滿足現(xiàn)有需求。例如 土壤汽提存在處理效率較低、可能存有殘留的問 題；土壤淋洗技術(shù)存在用水量較大、可能產(chǎn)生二次 污染的問題；而生物修復(fù)則具有修復(fù)周期長、修復(fù) 條件難以控制的通病。因此滿足我國土壤修復(fù)要求 的新技術(shù)開發(fā)迫在眉睫。

2 非常規(guī)土壤修復(fù)技術(shù)

土壤本來是各類廢棄物的天然收容所和凈化處 理場所，土壤接納污染物，并不表示土壤受到污 染，只有土壤中收容的各類污染物過多，影響和超 過了土壤的自凈能力，才表明土壤受到了污染。土 壤修復(fù)正是針對這類土壤，利用物理、化學(xué)和生物 的方法轉(zhuǎn)移、吸收、降解和轉(zhuǎn)化土壤中的污染物， 使其濃度降低到可接受水平，或?qū)⒂卸居泻Φ奈廴?物轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)。

從根本上說，污染土壤修復(fù)的技術(shù)原理包括如 下 2 個方面：①改變污染物在土壤中的存在形態(tài)或 同土壤的結(jié)合方式，降低其在環(huán)境中的可遷移性與 生物可利用性；②降低土壤中有害物質(zhì)的濃度。 經(jīng)過近年來的研究與應(yīng)用，一些土壤修復(fù)技術(shù) 已有技術(shù)研究成熟并投入工業(yè)應(yīng)用中，在積累污染 場地土壤工程修復(fù)技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，也發(fā)現(xiàn)了 其技術(shù)存在的問題。

2.1 傳統(tǒng)修復(fù)技術(shù)

目前針對污染場地的治理技術(shù)按技術(shù)類型可分 為物理方法、化學(xué)方法和生物方法。 物理修復(fù)技術(shù)是指將污染物隔離、富集以及轉(zhuǎn) 移，主要包括換土法、挖掘填埋法、土壤汽提、熱 脫附等。化學(xué)修復(fù)主要原理是氧化分解，主要包括固定 / 穩(wěn)定化技術(shù)、化學(xué)淋洗法、氧氧化還原法等。 生物修復(fù)是指利用特定的生物 （植物、微生 物或原生動物） 吸收、轉(zhuǎn)化、清除或降解環(huán)境污 染物，實(shí)現(xiàn)環(huán)境凈化、生態(tài)效應(yīng)恢復(fù)的生物措施。 各種土壤修復(fù)技術(shù)特點(diǎn)見表 2。

2.2 非常規(guī)土壤修復(fù)技術(shù)

2.2.1 微波修復(fù)

微波輻照技術(shù)用于廢水治理已不再陌生，卻鮮有用于土壤修復(fù)的研究。與其他修復(fù)方法相比，微 波修復(fù)具有快速、高效和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，已引起 越來越多學(xué)者的關(guān)注。 微波修復(fù)屬于熱修復(fù)技術(shù)范疇，原理是通過微 波對被污染土壤進(jìn)行加熱，可以快速、有效地使土 壤中的污染物通過揮發(fā)、分解、固定化的手段被收 集、破壞或固定，從而達(dá)到去除目的。

相對于傳統(tǒng)的熱修復(fù)技術(shù)，微波加熱有自己獨(dú) 有的特點(diǎn)。傳統(tǒng)加熱方式熱量通過熱傳導(dǎo)或?qū)α鞯?方式在土壤中進(jìn)行傳播，依靠物料表面將熱介質(zhì)熱 量逐層傳入物料內(nèi)部使之升溫，這種方法需要時(shí)間 較長且熱損失較大，距熱源較遠(yuǎn)的土壤較難達(dá)到所 需溫度，對去除時(shí)間與效率會有一定影響。而微波 加熱依靠微波透入物料內(nèi)，與物料的極性分子間相 互作用轉(zhuǎn)化為熱能，使物料內(nèi)各部分都在同一瞬間 獲得熱量而升溫， 能量損失小，加熱速度快。