淺析污染土壤的物化修復(fù)治理技術(shù)

環(huán)境修復(fù)網(wǎng)訊:摘 要：我國的土壤資源在使用方面已經(jīng)被占用十分嚴(yán)重，長期的生產(chǎn)活動導(dǎo)致大量污染物進(jìn)入土壤環(huán)境，現(xiàn)代化進(jìn)程中出現(xiàn)化學(xué)污染、工業(yè)污染等對土壤的負(fù)載凈化能力造成了巨大壓力，土壤的生態(tài)面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)。我國政府對土壤污染治理十分重視，為了恢復(fù)土壤生態(tài)環(huán)境，使土壤能夠持續(xù)為人類提供資源，提出了發(fā)展建設(shè)土壤污染防治技術(shù)體系的指導(dǎo)思想，本文在土壤污染防治技術(shù)方面進(jìn)行了探討，希望能對我國的土壤治理提供選擇性參考。

關(guān)鍵詞：土壤污染 治理 物化修復(fù)

1 工程技術(shù)

1.1 工程治理

工程治理土壤污染是一種在重度污染的土壤中加入新土壤，緩解污染程度，使污染土壤重新獲得自我修復(fù)能力，增強(qiáng)土壤抗污染能力，逐漸修復(fù)土壤功能的技術(shù)。更換土壤有很多種方式，深耕翻土以及客土都是換土比較常 見的方式。深耕換土法能夠治理土壤中的重金屬污染，通過翻耕土壤15~25cm，能夠提高耕地耕層厚度，改善土壤耕層結(jié)構(gòu)，降低重金屬活性，從而促進(jìn)耕地質(zhì)量提升。深耕翻法適用于輕度污染的土壤，而對于重度污染的土壤則 更加適合使用換土法和客土法。工程換土在最初提出時對土壤治理起到了十分重大的貢獻(xiàn)，具有對土壤的污染治理比較高效和治理工程不易失敗的特點(diǎn)。但該治理方法需要龐大的施工工程量，而且成本高昂，要對土壤進(jìn)行較大程度的擾動，土壤結(jié)構(gòu)不容易控制，土壤的生產(chǎn)力會降 低，土壤更換下的污染土壤也需要后續(xù)的處理，工程施工換土的方式優(yōu)缺點(diǎn)都很明顯，并不是優(yōu)秀的治理方案。

1.2 玻璃化

玻璃化通過向污染土壤插入電極，對污染土壤固體組進(jìn)行高溫處理，污染中的有機(jī)污染物和化合物，如硝酸鹽、 硫酸鹽、碳酸鹽等揮發(fā)或熱解后從土壤中移除。高溫凝固 廢棄物冷卻后形成玻璃體，被固化。適用于含水量較低、 污染物在土壤表層的污染土壤，處理范圍包括放射性物 質(zhì)、有機(jī)和無機(jī)化合物等。玻璃化技術(shù)的效率極高，輕度 污染的土壤都能進(jìn)行迅速處理。但平均3.8~23.0m3 /d需要 投入650~1350美元的修復(fù)費(fèi)用。高昂的修復(fù)費(fèi)用使得玻 璃化技術(shù)并沒有被大范圍推廣使用。

2 熱處理技術(shù)

2.1 熱修復(fù)

在對污染物進(jìn)行熱處理時兩個部分之間由溫差引起 的熱量傳遞會將污染物進(jìn)行高溫加熱，在達(dá)到一定的溫度后污染物就會與土壤分離并揮發(fā)掉。熱處理對象主要包括含氯有機(jī)物、避免二噁英生成的熱脫附技術(shù)以及用來去除具有揮發(fā)性及半揮發(fā)性有機(jī)物的微波熱修復(fù)技術(shù)。但熱處理對于重金屬污染土壤并不能起到良好的修復(fù)治理效果，具有腐蝕性的有機(jī)物、還原劑和氧化劑都不適用熱處理修復(fù)污染土壤技術(shù)。在此前已經(jīng)有實(shí)驗(yàn)證實(shí)了熱修復(fù)的高效作用，不同的物質(zhì)介電常數(shù)也不同，微波加熱能夠區(qū)別加熱污染物，分離或回收可利用成分。美國曾對油污土壤（含油土壤）進(jìn)行熱處理修復(fù)實(shí)驗(yàn)，在高溫條件下使用熱處理技術(shù)對土壤進(jìn)行加熱，效果十分顯著，經(jīng)測試后發(fā)現(xiàn)石油化合物的濃度平均每千克下降了4000mg，幾乎去除了絕大部分的油類污染物。研究表明，原位熱解技術(shù)能夠通過直接或間接的熱交換加熱土壤中的有機(jī)污染物使99% 的汞分離土壤，熱解吸技術(shù)還可以選擇太陽能來充當(dāng)熱源，減輕能源消耗的負(fù)擔(dān)。

2.2 微波熱修復(fù)

傳統(tǒng)的熱修復(fù)技術(shù)通常都是先加熱外層，外層熱量傳遞到內(nèi)層，土壤外層的易揮發(fā)物質(zhì)和水很容易離開土壤表層進(jìn)而損失掉，土壤外層成分結(jié)構(gòu)也會改變。后來，隨著技術(shù)的發(fā)展出現(xiàn)了微波加熱技術(shù)，微波加熱能使土壤里 層與外層同時受熱，損耗熱量小，加熱速度快，對土質(zhì)結(jié) 構(gòu)的影響很微弱。一些化合物農(nóng)藥對土壤污染危害極大， 如DDT等在土壤中非常難降解，有對化合物農(nóng)藥污染處理 進(jìn)行研究的實(shí)驗(yàn)表明，微波加熱可有效地去除農(nóng)藥中的 揮發(fā)性污染物，去除能力是傳統(tǒng)的熱修復(fù)技術(shù)的兩倍，此外，在低溫、低壓的條件下進(jìn)行熱修復(fù)工作，處理的污染物還會加倍。但目前國外對于熱修復(fù)技術(shù)的研究仍在探索 階段，并沒有給出具體可實(shí)施的系統(tǒng)性應(yīng)用方案。

3 化學(xué)技術(shù)

3.1 光降解

光降解技術(shù)是新興起的土壤污染治理技術(shù)，可以修復(fù) 農(nóng)藥過度使用造成的土壤污染，在光解條件下能夠分解 有機(jī)物，生成無害的二氧化碳、水以及無機(jī)鹽。這一降解 過程耗時短，降解方式易于操作，不需要投入大量成本， 后續(xù)不會產(chǎn)生對環(huán)境有害的化合物。這一方式是一種潛在 著廣泛使用特性的污染處理方式，大多用于化學(xué)農(nóng)藥污染土壤以及石油烴污染土壤（含油土壤）。光降解主要使用在處理土壤 表面污染物方面，降解難溶于水和遇光分解的化合物。土 壤污染物中存在有機(jī)物、粘土礦物、金屬氧化物等可將其 與水進(jìn)行等比例混合，形成懸浮液，加強(qiáng)光后可降解。但 光降解反應(yīng)的影響因素有很多，主要有土壤組成、土壤厚度、光強(qiáng)、污染程度等，使用范圍較為局限。

3.2 化學(xué)淋洗

化學(xué)淋洗將能夠溶解土壤中的污染物溶解或吸附的萃取劑在外力作用下注射進(jìn)污染土壤，使受污染土壤中的 重金屬或有機(jī)化合物脫離土壤，再將化學(xué)溶劑從污染土壤 中抽取出來來處理污染物。這種淋洗方式能解決大面積土壤污染，適用于滲透性強(qiáng)的土壤，如通氣透水的沙壤土 以及土壤顆粒中砂粒含量較高的砂土。 化學(xué)淋洗技術(shù)包括原位化學(xué)淋洗技術(shù)以及異位化學(xué)淋洗技術(shù)，原位化學(xué)淋洗技術(shù)直接向污染土壤中注射化學(xué)液劑，處理過程包括淋洗、抽取注射化學(xué)劑、處理注射化 學(xué)劑。注射化學(xué)劑有很多種方式，包括挖掘溝道，土壤灌溉、噴淋等常見的灌溉方式。依據(jù)土壤的具體情況進(jìn)行選 擇澆灌方式。

4 聯(lián)合修復(fù)技術(shù)

土壤修復(fù)也可同時使用物理修復(fù)技術(shù)和化學(xué)修復(fù)技術(shù)，取二者的優(yōu)點(diǎn)，中和二者的弊端，能夠有效地加快修復(fù) 速度、提高修復(fù)效率以及獲得更好的修復(fù)效果。改變了單 種修復(fù)技術(shù)受土壤質(zhì)量以及污染物的化學(xué)性質(zhì)限制的現(xiàn) 狀，使土壤修復(fù)技術(shù)變得更加靈活。如異位熱脫附+土壤淋 洗技術(shù)，通過直接加熱挖出的污染土壤并加熱至沸點(diǎn)以上， 調(diào)節(jié)加熱溫度使得污染物揮發(fā)而不影響其他物料，后將污 染土壤與淋洗液混合在一起，將高溫加熱過程中未揮發(fā)的 無機(jī)污染物溶解在淋洗液中進(jìn)行處理。電動修復(fù)和滲透性 反應(yīng)墻聯(lián)合修復(fù)技術(shù)，電動修復(fù)技術(shù)是利用金屬特性，外 加電場來吸引污染土壤中的重金屬粒子、大分子膠體，同時 滲透反應(yīng)墻將污染物降解，這種聯(lián)合修復(fù)過程能在去除污 染物的同時大大降低了污染物的毒性。又如植物—微生物修復(fù)法，植物修復(fù)法治理周期長，能夠治理的污染范圍小， 局限性大，但微生物可以與植物修復(fù)法一起使用，微生物依 靠植物根系來吸取營養(yǎng)，同時提升土壤的降解污染物能力， 突破了植物修復(fù)法的局限性，加強(qiáng)了凈化效果。

5 結(jié)語

污染土壤的凈化在環(huán)境工程中一直以來都是一個重點(diǎn)課題，不同的土壤土質(zhì)不同，污染程度不同，污染物的性質(zhì) 也存在差異，因此大面積地改善土壤環(huán)境質(zhì)量是一個有難度的工程，盡管我國的土壤修復(fù)技術(shù)發(fā)展十分迅速，但 一些修復(fù)技術(shù)的局限性仍然有待改善，如玻璃化技術(shù)的使用成本、化學(xué)淋洗的投入成本以及處理成本、熱修復(fù)技術(shù)的系統(tǒng)工程化、光降解的技術(shù)使用環(huán)境范圍等。此外， 污染土壤的治理未建立起修復(fù)程度標(biāo)準(zhǔn)評定體系，因此相 關(guān)技術(shù)和管理部門應(yīng)盡快完善污染土壤治理技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，使土壤治理工作更加的科學(xué)、準(zhǔn)確。

原標(biāo)題:淺析污染土壤的物化修復(fù)治理技術(shù)