胡 現(xiàn)

（湖南恒凱環(huán)?？萍纪顿Y有限公司，湖南 長沙 410205）

0 前言

在生態(tài)環(huán)境保護理念普及的背景下，污染土壤修復技術(shù)的研究更為深入，在解決土壤污染問題時，需要注重綠色性與環(huán)保性，防止土壤出現(xiàn)二次污染，實現(xiàn)生態(tài)修復。明確污染土壤修復技術(shù)的研究現(xiàn)狀與研究趨勢，可為污染土壤修復技術(shù)的深入研究提供支持，推動技術(shù)創(chuàng)新升級。

1 污染土壤修復技術(shù)研究現(xiàn)狀

1.1 生物角度的污染土壤修復技術(shù)

從生物角度實施的污染土壤修復技術(shù)包括3 類，分別是植物修復技術(shù)、微生物修復技術(shù)及動物修復技術(shù)，具有成本偏低、保護周邊環(huán)境、操作便捷與無二次污染等，但污染土壤的生物修復周期長，且受外界因素的影響較大，需規(guī)范技術(shù)落實措施。污染土壤的生物修復原理在于通過生物促進污染土壤有害物質(zhì)的固定或降解，降低有害物質(zhì)對環(huán)境的危害。該節(jié)主要以應用最廣泛的植物修復技術(shù)為例，闡述污染土壤的生物修復技術(shù)研究現(xiàn)狀。植物修復技術(shù)主要通過植物的提取、穩(wěn)定化或根際降解等作用，修復污染土壤，不同植物，適用的污染土壤不同。

1.1.1 植物提取作用

植物提取作用是指吸收并富集土壤污染物的同時，對其進行集中處理，可用于提取重金屬、硼及放射性核素等污染物，最早由英國洛桑試驗站的研究人員將其用于重金屬污染土壤修復中。但這類修復技術(shù)的修復力度薄弱，僅適用于污染程度較小的土壤，常用作其他修復技術(shù)的補充或輔助。

1.1.2 植物穩(wěn)定化作用

植物穩(wěn)定化作用是指利用植物根系的吸收、富集或沉淀等作用，固定有害物質(zhì)，避免其分散于土壤中，適用于重金屬污染土壤或石油污染土壤。例如，在重金屬污染土壤中，中科院南京土壤研究所將鋅鎘污染土壤為研究對象，研究發(fā)現(xiàn)伴礦景天對這類污染土壤有顯著的修復作用；在石油污染土壤中，研究學者選擇堿蓬、蘆葦及補血草等鹽生植物，開展石油污染鹽漬化土壤的修復工作，研究結(jié)果表明，鹽生植物對土壤中石油烴的降解率高達96.5%。

1.1.3 植物根際降解作用

植物根際降解作用是通過植物輔助并促進污染物的降解，其適用于農(nóng)藥污染土壤及有害化學物質(zhì)積聚的土壤。例如，有研究學者指出，紅樹植物可有效修復多環(huán)芳烴污染土壤，這類植物產(chǎn)生的根基效應，可有效地降解多環(huán)芳烴，恢復土壤生態(tài)[1]。

1.2 化學角度的污染土壤修復技術(shù)

從化學角度實現(xiàn)污染土壤的修復原理為：利用化學修復劑和土壤污染物間的化學反應，例如氧化還原反應、絡合反應或吸附沉淀等，將有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o毒無害的物質(zhì)或沉淀處理。這類修復技術(shù)的出現(xiàn)時間最長，技術(shù)相對成熟，具有修復時間短的優(yōu)勢。目前常用的污染土壤化學修復技術(shù)有以下3 種。

1.2.1 固化/穩(wěn)定化技術(shù)

固化/穩(wěn)定化技術(shù)是指在污染土壤中應用黏結(jié)劑，通過其固定作用使污染土壤保持穩(wěn)定的技術(shù)。有研究學者對含汞廢棄物的土壤進行對比試驗，試驗結(jié)果表明，在污染土壤中摻入沸石，可將固化體浸出的汞控制在國家標準內(nèi)，和未處理土壤相比，含汞污染物減少約50%。

1.2.2 氧化還原修復技術(shù)

氧化還原修復技術(shù)是指通過氧化劑或還原劑與污染物的化學反應，降低分解為毒性更小的物質(zhì)。例如，有研究學者將硫化氫作為還原劑，用于修復含有六價鉻的污染土壤，試驗結(jié)果表明，硫化氫可將土壤中90%的六價鉻失活，有害物質(zhì)的處理效果顯著。

1.2.3 電動力學修復技術(shù)

電動力學修復技術(shù)是指通過電化學與電動力學的配合應用，使土壤中形成電場梯度，使土壤中的污染物通過電泳或電遷移等方式，富集于電極部位，對其進行集中處理。有研究學者對菲和五氯酚等有機物質(zhì)積聚的污染土壤進行電動力學修復，表現(xiàn)出無環(huán)境影響、修復周期短與成本偏低等優(yōu)勢，但該修復技術(shù)并不適用于非極性有機污染物積聚的土壤，因為這類污染物不會受電場的作用[2]。

1.3 物理角度的污染土壤修復技術(shù)

從物理角度修復污染土壤的技術(shù)是指通過分離、熱力學修復與蒸汽浸提等物理手段，處理土壤中的污染物。該技術(shù)可滿足土壤修復的不同要求，但工藝流程相對復雜，且部分技術(shù)會降低土壤的肥力，需合理選用。

1.3.1 物理分離技術(shù)

物理分離技術(shù)是指通過物理手段將污染物與土壤分離，是污染土壤修復中的基礎措施，可減少污染物在土壤中的體積，為后續(xù)細化修復奠定基礎。目前常用的物理分離技術(shù)包括粒徑分離、水動力學篩分、磁分離或重力分離等，不同分離手段應用的設備不同，修復人員可根據(jù)污染土壤現(xiàn)狀與成本等要素，選擇最佳分離手段。

1.3.2 熱力學修復技術(shù)

熱力學修復技術(shù)是指通過熱傳導、輻射的加熱作用使土壤中的污染物揮發(fā)，實現(xiàn)污染土壤的修復，適用于水銀、油或農(nóng)藥等污染物質(zhì)聚集的土壤。有研究學者指出，熱力學修復常用的技術(shù)包括低溫原位加熱與高溫原值加熱兩項工藝。其中，低溫原位加熱工藝適用于揮發(fā)性有機物或非溶性的高濃度液態(tài)物質(zhì)等；高溫原值加熱工藝適用于含有半揮發(fā)性有機物的污染土壤，例如多氯聯(lián)苯或高密度的非水液體有機物。

1.3.3 蒸汽浸提技術(shù)

蒸汽浸提技術(shù)是指通過物理手段降低土壤的空氣蒸氣壓，使污染物以蒸汽形式脫離土壤，技術(shù)工藝包括異位土壤蒸汽浸提、多相浸提與原位蒸汽浸提等。大量實踐研究表明，蒸汽浸提技術(shù)在高揮發(fā)性化學污染土壤中的修復作用顯著，例如四氯乙烯、苯等污染物積聚的土壤[3]。

2 污染土壤修復技術(shù)研究趨勢

通過上述分析可知，目前我國污染土壤修復技術(shù)相對豐富，且部分修復技術(shù)已成熟。但是在節(jié)能環(huán)保政策的號召下，污染土壤的修復工作要求更高，修復人員需確保污染土壤修復技術(shù)不會對周邊環(huán)境造成影響，且不會引發(fā)二次污染等問題。就此，對于污染土壤修復技術(shù)的應用，還需要深入研究，該節(jié)主要提出以下4 類研究趨勢，為研究學者提供研究方向。

2.1 原位土壤修復趨勢

在部分地區(qū)的污染土壤修復中，為了提高修復效率，會將污染土壤轉(zhuǎn)移到其他地區(qū)，引入無污染的土壤，但這類修復技術(shù)僅能夠清理表面的土壤污染物，深層土壤與地下水的污染物并不能得到有效處理，極易引發(fā)二次污染。同時，在物理修復技術(shù)中，蒸汽浸提中的異位土壤蒸汽浸提使用效率較高，也會出現(xiàn)二次污染現(xiàn)象。針對該問題，研究學者需要加強原位土壤修復技術(shù)的研究，在消除土壤污染物的同時，保護周邊的生態(tài)環(huán)境，防止二次污染的出現(xiàn)。

2.2 聯(lián)合土壤綜合修復趨勢

在工業(yè)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新的過程中，工業(yè)生產(chǎn)排放的污染物與農(nóng)藥污染物種類均有所增加，污染土壤的復雜性有顯著提升，加大了污染土壤的污染程度。同時，土壤中的污染物在成分、性質(zhì)與危害方面有所不同，單一的修復技術(shù)難以有效清理污染土壤中的污染物。因此，在未來的污染土壤修復技術(shù)研究中，研究學者需開展聯(lián)合土壤綜合修復技術(shù)的研究，整合污染土壤生物、化學與物理修復技術(shù)，通過多種技術(shù)的配合應用，強化污染土壤的修復效果，實現(xiàn)保護生態(tài)環(huán)境的目標。例如，在污染土壤的生物修復技術(shù)中，修復人員可以在污染土壤中種植多種植物或在土壤中投放不同的微生物，降解不同的污染物；在污染土壤的物理修復中，修復人員可將物理分離與蒸汽浸提技術(shù)配合應用。

2.3 環(huán)境友好發(fā)展趨勢

在構(gòu)建環(huán)境友好型社會的發(fā)展趨勢下，研究人員以無公害為目標研發(fā)污染土壤修復技術(shù)，避免污染土壤修復技術(shù)在處理土壤污染物時，對生態(tài)環(huán)境造成破壞，顧此失彼?；诃h(huán)境友好發(fā)展的目標，研究人員可從現(xiàn)有修復技術(shù)的優(yōu)化與新修復技術(shù)的研發(fā)2 個方面入手。

在現(xiàn)有修復技術(shù)的優(yōu)化過程中，研究學者需要根據(jù)修復技術(shù)的原理，分析其適用的污染土壤，實現(xiàn)污染土壤與修復技術(shù)的有效對應，避免其他有害物質(zhì)的出現(xiàn)，實現(xiàn)無公害污染土壤處理；在新修復技術(shù)的研發(fā)中，技術(shù)人員可引入太陽能或生物工程技術(shù)。例如，通過太陽能集熱裝置，進行太陽能的收集，將其作為熱源，實施熱力學修復技術(shù)，處理污染土壤中的苯系物或石油等污染物質(zhì)；通過黏土或生物炭等材料，進行新型納米材料的研發(fā)，將其用于污染土壤中，可有效固定污染土壤中的鹽基陽離子，提升污染土壤的pH 值，使其轉(zhuǎn)變?yōu)榭筛鞯霓r(nóng)田，推動農(nóng)業(yè)發(fā)展。

2.4 研發(fā)目的多元化趨勢

在以往的技術(shù)研究中，污染土壤修復技術(shù)最初研發(fā)的目的在于解決土壤污染問題，例如減少土壤中污染物的含量、固定土壤污染物、避免土壤污染物轉(zhuǎn)移到生態(tài)系統(tǒng)的其他區(qū)域等。隨著技術(shù)的發(fā)展與農(nóng)業(yè)用地的減少，污染土壤修復技術(shù)的研發(fā)不再局限于土壤污染問題，需要進行深化，使處理后的污染土壤可用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，實現(xiàn)土壤修復與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的同步進行，保護生態(tài)環(huán)境的同時，推動當?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展。

另外，研究學者可以將污染土壤修復技術(shù)與其他先進技術(shù)配合應用，在修復污染土壤的同時，為當?shù)鼐用裉峁└鼉?yōu)質(zhì)的生活生產(chǎn)服務。例如，在2017 年，廣東省仁化縣成功建成首個土壤修復與光伏發(fā)電綜合項目，為污染土壤修復技術(shù)與先進技術(shù)的配合應用提供成功經(jīng)驗參考。該綜合項目位于鉛鋅礦附近，土壤重金屬污染現(xiàn)象嚴重，陽光電源企業(yè)在現(xiàn)場考核后，經(jīng)過一年多的研究與分析，決定在該地區(qū)建設光伏發(fā)電組件，并在組件下方大面積種植喜陰超富集植物，用于吸收土壤中的重金屬。綜合項目投產(chǎn)后，可處理近3 000 畝的重金屬污染土地，將其逐步轉(zhuǎn)化為可耕地土壤，并為周邊居民提供近1.5 億kW ·h 的電力[4]。

3 結(jié)論

綜上所述，我國污染土壤修復技術(shù)已經(jīng)取得了初步成效，需要在未來研究中強化修復成效。通過該文的分析可知，未來的污染土壤修復技術(shù)表現(xiàn)出原位土壤修復、聯(lián)合土壤綜合修復、環(huán)境友好發(fā)展及研究目的多元化等趨勢，研究學者可借鑒這4 個方向，開展污染土壤修復技術(shù)的深入研究，強化其保護生態(tài)環(huán)境、推動農(nóng)業(yè)發(fā)展的作用。