我國(guó)土壤污染問(wèn)題日益凸顯，土壤修復(fù)政策頻頻出臺(tái)，國(guó)家重金支持試點(diǎn)項(xiàng)目，“土十條”已出臺(tái)，一系列的利好舉措，將推動(dòng)著我國(guó)土壤修復(fù)市場(chǎng)快速發(fā)展，當(dāng)前，如何進(jìn)行污染土壤的修復(fù)是我國(guó)面臨的重要問(wèn)題，本文重點(diǎn)分析了目前土壤污染的主要來(lái)源，特點(diǎn)，介紹了污染土壤的修復(fù)技術(shù)，并對(duì)各技術(shù)的修復(fù)機(jī)理及其運(yùn)用局限進(jìn)行了闡述，初步提出今后我國(guó)土壤污染修復(fù)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展方向。

近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，“退二進(jìn)三”、“退城進(jìn)園”政策的進(jìn)一步落實(shí)，大批污染企業(yè)被迫搬遷，改造或關(guān)閉停產(chǎn)，導(dǎo)致城市及其周邊地區(qū)出現(xiàn)大量遺留地，據(jù)國(guó)家環(huán)保部不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)面積大于1萬(wàn)m2的污染場(chǎng)地超過(guò)50萬(wàn)塊。土壤污染通常被稱作“隱形殺手”，潛伏期長(zhǎng)，遷移性差，修復(fù)難度大，其危害不亞于空氣和水污染。面對(duì)土壤污染的嚴(yán)峻形勢(shì)，如何治理土壤污染已成為當(dāng)今生態(tài)與環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，為了實(shí)現(xiàn)土地的可持續(xù)利用及保障人類的健康，迫切需要研究并提出經(jīng)濟(jì)、高效、可行的土壤污染修復(fù)技術(shù)。本文從土壤污染源出發(fā)，著重介紹國(guó)內(nèi)外在修復(fù)技術(shù)上的研究進(jìn)展，初步提出今后我國(guó)土壤污染修復(fù)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展方向。

土壤污染物的來(lái)源

土壤污染是指進(jìn)入土壤中的有害、有毒物質(zhì)超出土壤的自凈能力，導(dǎo)致土壤的物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，降低農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，并對(duì)人體健康造成危害。土壤污染物主要來(lái)源：

(1)生活性污染源，主要是人、畜的糞尿，生活污水和垃圾等。

(2)生產(chǎn)性污染源，主要是工業(yè)生產(chǎn)中排放的“三廢”、交通運(yùn)輸工具排放的廢棄物、農(nóng)田施用的農(nóng)藥和過(guò)量的化肥。

(3)放射性污染源，主要是工業(yè)、科研和醫(yī)療機(jī)構(gòu)排放的液體或固體放射性廢棄物。

在土壤環(huán)境化學(xué)研究中，最早受到關(guān)注的化學(xué)污染物有Hg和Cd等有毒重金屬以及滴滴涕、六六六、氯丹和甲氧滴滴涕等有機(jī)氯農(nóng)藥，以及三氯乙醛等有機(jī)中間體。進(jìn)入80年代以來(lái)，有關(guān)土壤重金屬污染被進(jìn)一步擴(kuò)展到Pb、Cu、Zn、Ni、Sn和Al等其它重金屬元素，As、Se和F等非金屬元素氰化物以及甲基汞、四乙基鉛、丁基錫等等有機(jī)金屬化合物;有機(jī)污染物也進(jìn)一步擴(kuò)展到苯酚類化合物，以及艾氏劑、狄氏劑、敵敵畏、硫丹、2,4-D和五氯苯酚等其它化學(xué)農(nóng)藥。80年代末，90年代初以來(lái)，由于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展以及大氣污染、水體富營(yíng)養(yǎng)化的惡化，關(guān)注的土壤無(wú)機(jī)污染物轉(zhuǎn)變到過(guò)量的N和P等植物營(yíng)養(yǎng)元素，以及氧化物和硫化物，包括SO2和NO等有害氣體經(jīng)過(guò)反應(yīng)形成的酸雨和金屬氧化物粉塵等降水和降塵進(jìn)入土壤。

土壤污染修復(fù)技術(shù)

土壤污染具有隱蔽性、長(zhǎng)期性、累積性、不可逆性及難治理性的特點(diǎn)。土壤污染可根據(jù)污染情況采用物理工程措施、化學(xué)修復(fù)措施、生物措施、農(nóng)業(yè)生態(tài)措施或幾種措施聯(lián)合使用的方法進(jìn)行治理。

物理修復(fù)技術(shù)

最早運(yùn)用的土壤污染修復(fù)技術(shù)是物理技術(shù)，這種技術(shù)主要包括：客土、翻土、換土、去表土法;電化學(xué)法;淋洗法;熱處理法等。

(1)客土、翻土、換土、去表土法，最早運(yùn)用在英、美等國(guó)家，主要是用清潔土壤將受污染土壤全部或部分換掉，或者是在重金屬污染土壤上覆蓋上一層清潔土，但這種方法要求更換或去掉土層大于耕作層20cm，從而在其土壤上種植作物可以有效降低作物中的污染物含量，它具有徹低，穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，但這種方法主要弊端在于不僅需要花費(fèi)大量的人力、物力和財(cái)力，同時(shí)破壞土壤結(jié)構(gòu)及占用一定量的土地。

(2)電化學(xué)法原理主要是在水分飽和的土壤中插入電極，然后通上低強(qiáng)度的直流電，在直流電場(chǎng)所的作用下游離的金屬離子定向移動(dòng)，在電極上析出，從而清除重金屬。電化學(xué)法治理土壤重金屬污染技術(shù)是美國(guó)路易斯安那州立大學(xué)的研究成果，主要用來(lái)原位去除土壤中的重金屬，但由于金屬電極在水分飽和的土壤中極易被腐蝕，引起二次污染且費(fèi)用高。

(3)淋洗法是用清潔水或含有能提高重金屬可溶性試劑的溶液來(lái)淋洗重金屬污染的土壤，使吸附在土壤顆粒表面的重金屬直接溶解出來(lái)或形成絡(luò)合物而溶解出來(lái)，并收集淋洗液通過(guò)一些方法回收重金屬使用其循環(huán)利用的方法。淋洗方法適用于重金屬含量高，污染面積小、砂土的土壤治理中，但淋洗容易導(dǎo)致土壤中大量營(yíng)養(yǎng)元素流失和沉淀。

(4)熱處理法技術(shù)適用于易揮發(fā)的有機(jī)及重金屬污染土壤的治理中，但這種方法不足之處在于加熱會(huì)破壞土壤有機(jī)質(zhì)，且消耗大量的能量。

化學(xué)修復(fù)技術(shù)

化學(xué)修復(fù)就是向土壤中施加改良劑，通過(guò)對(duì)重金屬的吸附、氧化還原，拮抗或沉淀作用，以降低重金屬的生物有效性。該技術(shù)的關(guān)鍵在于選擇經(jīng)濟(jì)有效的改良劑，常用的改良劑主要有碳酸鈣(包括：石灰石、碳酸鈣鎂)、磷酸鹽(包括：磷酸、羥基磷灰石、氟磷灰石、磷酸二氫鈣、磷酸氫鈣、磷酸氫二氨、重過(guò)磷酸鈣、過(guò)磷酸鈣、鈣鎂磷肥及含磷污泥等)、硅酸鹽(包括：硅酸鈉、硅酸鈣、硅肥、含硅污泥、硅酸鹽類粘土礦物：沸石、海泡石、坡婁石、膨潤(rùn)土)和促進(jìn)還原作用的有機(jī)物質(zhì)，不同改良劑對(duì)重金屬的作用機(jī)理不同。

生物可利用性一般是指環(huán)境元素被生物體可能吸收積累或致毒的潛力，即生物受體暴露于土壤或底泥中污染物的限度，是反映土壤中重金屬對(duì)生物影響的重要參數(shù)，鈍化修復(fù)土壤中重金屬的機(jī)理主要是通過(guò)吸附、絡(luò)合、沉淀和離子交換來(lái)降低重金屬的遷移性和生物可利用性。土壤中重金屬的固定可能不是通過(guò)一種機(jī)制來(lái)完成的，往往是幾種固定機(jī)理的結(jié)合。

生物修復(fù)技術(shù)

生物修復(fù)技術(shù)主要包括植物修復(fù)和微生物修復(fù)。植物修復(fù)是指利用植物忍耐和超量積累某種或某些化學(xué)元素的特性，或利用植物及其根系微生物與環(huán)境之間的相互作用，對(duì)污染物進(jìn)行吸附、吸收、轉(zhuǎn)移、降解、揮發(fā)，將有毒有害的污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)毒無(wú)害的物質(zhì)，最終使土壤功能得到恢復(fù)。植物修復(fù)主要包括：植物提取修復(fù)、植物揮發(fā)修復(fù)、植物穩(wěn)定修復(fù)。植物修復(fù)具有修復(fù)周期長(zhǎng)的特點(diǎn)。

微生物在修復(fù)重金屬污染土壤中也起著不可忽視的作用，其主要的作用原理：微生物可以改變根際微環(huán)境，從而提高植物對(duì)重金屬的吸收，揮發(fā)或固定效率。如動(dòng)膠菌、藍(lán)細(xì)菌、硫酸還原菌種及某些藻類，能夠產(chǎn)生胞外聚合物與重金屬離子形成絡(luò)合物。利用微生物修復(fù)污染土壤技術(shù)的核心是借助于高效降解菌對(duì)污染物的降解作用。目前用于修復(fù)污染土壤的降解菌主要分為土著菌、外來(lái)菌和基因工程菌等游離菌。由于降解過(guò)程中污染物成分更復(fù)雜，一些次生代謝物和中間降解產(chǎn)物的毒性更大，游離微生物表現(xiàn)出單位體積內(nèi)有效降菌濃度低，與土著菌競(jìng)爭(zhēng)處于弱勢(shì)、抗毒性侵害能力差等特點(diǎn)。因此，可以通過(guò)微生物固定化技術(shù)對(duì)微生物細(xì)胞進(jìn)行固定，避免破壞生物酶的活性和生化反應(yīng)的穩(wěn)定性，固定化后的微生物能夠長(zhǎng)期保持活性，有利于屏蔽土著菌、噬菌體和毒性物質(zhì)對(duì)微生物體的惡性競(jìng)爭(zhēng)使其在復(fù)雜環(huán)境中高效發(fā)揮。同時(shí)，微生物修復(fù)污染物主要依靠微生物的新陳代謝來(lái)完成，為取得較好的修復(fù)效果，需盡可能創(chuàng)造適宜微生物生長(zhǎng)的環(huán)境條件。

農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)措施

農(nóng)業(yè)生態(tài)措施主要包括兩個(gè)方面：一是，農(nóng)藝修復(fù)措施，包括改變耕作制度，調(diào)整作物品種，種植和不進(jìn)入食物鏈的植物，選擇能降低土壤重金屬污染的化肥，或增施能夠固定重金屬的有機(jī)肥等措施，來(lái)降低土壤重金屬污染。二是，因地制宜地控制土壤水分，調(diào)節(jié)土壤氧化還原電位。土壤重金屬活性受土壤氧化還原狀態(tài)影響較大，土壤水分是控制土壤氧化還原狀態(tài)的主要因子，通過(guò)控制土壤水分可以起到降低重金屬危害的目的。還原狀態(tài)下土壤中大部分重金屬容易形成硫化物沉淀，從而降低重金屬的移動(dòng)性和生物有效性。但此方法修復(fù)周期長(zhǎng)，效果不顯著。

建議

(1)目前，我國(guó)土壤修復(fù)蘊(yùn)含巨大的市場(chǎng)需求，然而，針對(duì)污染土壤的修復(fù)技術(shù)，工程化應(yīng)用和設(shè)備的研發(fā)起步較晚，現(xiàn)階段無(wú)論是引進(jìn)國(guó)際上的先進(jìn)技術(shù)，還是自主研發(fā)都需要理性思考。目前土壤污染修復(fù)技術(shù)很多，但是沒(méi)有一種修復(fù)技術(shù)可以針對(duì)所有的污染土壤，相似的污染狀況不同的土壤性質(zhì)，不同的修復(fù)要求，也會(huì)限制一些修復(fù)技術(shù)的使用。另外，大多數(shù)修復(fù)技術(shù)對(duì)土壤或多或少的會(huì)帶來(lái)一些副作用，因此，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，綜合運(yùn)用相關(guān)修復(fù)技術(shù)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，以達(dá)到修復(fù)目的。

(2)依據(jù)安全、高效、經(jīng)濟(jì)的原則，開展用于混合污染的土壤-地下水一體化修復(fù)技術(shù)，關(guān)注多技術(shù)集成的聯(lián)合修復(fù)技術(shù)與裝備的研發(fā)，推進(jìn)工程的示范與應(yīng)用。

(3)以生態(tài)學(xué)的角度，重視生物學(xué)與基因工程技術(shù)的研發(fā)，因地制宜誘導(dǎo)和培育本地兼具高生物量和高富集能力的植物，是植物修復(fù)技術(shù)的一個(gè)重要研究方向。同時(shí)加強(qiáng)植物-微生物聯(lián)合修復(fù)的研究，通過(guò)篩選優(yōu)良菌種并在植物修復(fù)中應(yīng)用也是今后微生物修復(fù)發(fā)展的方向。