土壤是組成大自然環(huán)境中非常重要的一部分，它能為耕作農作物提供機械支撐能力，還可以為農作物提供所需要的水、肥、氣、熱等要素。一旦土壤受到污染，可降低農作物產量和質量，污染地下水等間接影響人類的健康。

1土壤的污染來源

在國內隨著經濟的發(fā)展和資源的利用。土壤受到污染也日益加重。特別是在重工業(yè)密集區(qū)、石油開采區(qū)，農藥化肥播撒區(qū)等都是污染土壤高危區(qū)。隨著城市布局的調整，一些重工業(yè)企業(yè)如冶煉、化工、電鍍、電子等從城市中搬遷到遠郊。在此遺留在城市中企業(yè)原場地的土壤受到企業(yè)產生的廢水、廢氣、廢渣的污染。其土壤中可能含Cr，Hg，Pb，Zn，Sn，Cu等重金屬和其它的污染物[1.2]。例如：位于沈陽張士灌區(qū)長期用含工業(yè)廢水對其灌溉[3]，導致其灌區(qū)土壤重金屬污染和該區(qū)水稻中重金屬Cr含量超標。Cr含量過量會造成植物根系對水分和養(yǎng)分的吸收減少，植物的生長受阻。

重金屬污染物在土壤中可移動性差、存留時間長、發(fā)生隱蔽、污染緩效性和不可逆性等特點[4.5]，而它不能完全被自然界的生物及微生物自然降解[6.7]。

給接下來土地的在開發(fā)利用造成了麻煩。防治土壤污染和處理一直是國內外的焦點研究課題，而嚴重的土壤污染已經成為阻礙城市可持續(xù)發(fā)展再利用的因素，急需對污染的土壤進行修復處理。

2目前的土壤修復技術

污染土壤修復與治理技術的研究起步于20世紀70年代后期，但是我國對土壤的修復治理的研究起步較晚，與歐、美、澳、荷、日等國家存在著相當大的差距。而我國多以生物修復技術、換土修復技術、固化修復技術等為主要的修復技術路線。

2.1生物修復技術

生物修復技術是指利用植物或微生物的生命代謝來吸收并降解污染物[8.9]?？梢愿淖冎亟饘僭谕寥乐械拇嬖谛螒B(tài)，達到對重金屬在土壤中的凈化、減少、積累固定的作用。

生物修復技術在我國為主要修復技術。如廣西是種植甘蔗最多的地區(qū)，根據(jù)甘蔗本身的植物特性，對其研究實踐后發(fā)現(xiàn)甘蔗能有效對重金屬污染的土壤進行修復處理[10]。在湖南湘西利用野菊花、五節(jié)芒等植物對鉛鋅礦區(qū)進行修復處理[11]。生物修復見圖1。

2.1換土修復技術

換土修復技術一般分為客土、換土、深層翻土等方法。

(1)客土是把未經污染的土壤加入到污染的土壤中，使表面土層的污染物含量降低來處理污染土壤的方法，減少對人類及自然界的危害。

(2)換土是將污染場地的土壤運輸?shù)狡渌胤?，在移走的污染土壤場地上換上未污染的土壤。

(3)深層翻土就是將受污染的土壤場地，用機械挖掘設備將深層的未被污染的土壤或是污染較輕的壤，翻至場地表面，覆蓋其污染的土壤，見圖2。

2.2固化修復技術

固化修復方法是把一種土壤固化劑加入污染的土壤中[12]，常用固化劑有硅酸鹽、磷酸鹽、石灰、沸石[13]等來改變土壤的化學性質，從而對重金屬其它污染物進行吸附和沉淀來降低土壤中的污染物含量。如沈陽張氏灌區(qū)的試驗表明每hm2土壤施用1500~1875kg石灰，籽實中Cd質量分數(shù)下降50%。固化修復一般實施方法見圖3。

2.3幾種修復技術特點的對比

3種修復技術特點的對比見表1。

上述幾種修復方法在實際應用過程中都能達到一定的生態(tài)效益和環(huán)境效益，但也存在著一些缺點。在國內急需一種投資少、效益高、消耗少及處理人員無需直接接觸污染土壤，且具有技術流程簡單的處理技術。

3污染土壤淋洗修復技術的發(fā)展

3.1土壤淋洗定義

土壤淋洗技術從廣義上是利用流體淋洗出土壤中的污染物，這種流體可能是含有化學成分的淋洗劑或是清水[15]。通過淋洗劑與土壤中污染物產生化學反應，以相互的離子交換、吸附、沉淀、螯合等去除污染物。在這過程中淋洗劑分為有機淋洗劑、無機淋洗劑、螯合劑和表面活性劑。這種淋洗方法可以去除土壤中大量的重金屬污染物，有著廣泛的修復應用，同時限制了有害物污染物的擴散范圍。

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3.2土壤淋洗的分類

污染土壤淋洗修復技術在近幾年也得到了一定的實際應用，它按照處理污染土壤的位置可分為原位土壤淋洗和異位土壤淋洗2種淋洗[16]方式。

(1)原位土壤淋洗技術是通過在污染的場地使用注射井向土壤中注入淋洗劑，它主要是根據(jù)污染物分布的深淺，通過讓淋洗劑的自身重力或是外界力使淋洗劑向下滲透與污染物發(fā)生化學反應。在此過程中含有污染物的溶劑可以通過提取井的方式回收，經處理達標后排放。

(2)異位土壤淋洗修復技術通常采用5個步驟。

第1步:將受到污染的土壤進行挖掘。

第2步:把挖掘出來的污染土壤運輸?shù)街付ǖ奈廴就寥捞幚韽S。

第3步:在處理廠對污染土壤和淋洗液按照一定的固液比混合，然后放入淋洗反應器或是反應池中，通過攪拌等外力的輔助作用下讓污染土壤和淋洗液發(fā)生化學反應作用。

第4步:經過一定時間待土壤中的污染物由固相轉移到液相的時候，可將液體通過自然蒸發(fā)或液體重力滲透分離。

第5步:處理后的土壤在運回到受到污染的原場地進行回填，而含有污染物的淋洗液則經過處理達標后排放或回收。

通過對原位和異位土壤淋洗修復技術的分析，它們都存在一些待改善的問題，見表2。

3.3國內外土壤淋洗技術現(xiàn)況

國外普遍應用于土壤異位淋洗。在異位淋洗的過程中無需考慮污染場地問題，就可以去除土壤中含有的大量污染物，其中包括重金屬、放射性物質和有機污染物等。特別在美國、荷蘭等歐美國家廣泛使用，其已在實際污染土壤修復中應用。

上個世紀80年代在荷蘭已經開始研究污染土壤淋洗技術，從1983年至2001年已有一定數(shù)量的淋洗工廠開始運作，在這10多年中荷蘭平均每年淋洗污染土壤855萬t。隨著重金屬污染土壤受到人們的重視和技術的不斷成熟，其他國家也先后開展土壤淋洗修復技術。

在德國第1個固定式土壤異位淋洗工廠于1991年開始正式運行，之后的幾年里土壤異位淋洗修復工廠數(shù)量迅速擴大，到20世紀末德國的土壤異位修復工廠開始進入商業(yè)化進程。

由于淋洗工藝的快速發(fā)展，20世紀90年代中期，美國開始采用土壤淋洗的技術來修復電池制造業(yè)場地的重金屬污染，美國環(huán)保局認為采用化學淋洗技術對重金屬污染會有更廣泛的發(fā)展前景。

國內的土壤淋洗修復主要還是在淋洗劑的研究，對土壤進行淋洗主要是以采樣為主，通過選取淋洗劑在實驗室進行淋洗。分析淋洗結果是否能去除重金屬污染物。例如：浙江某化工廠曾生產鉻鹽10余年，對其污染的土壤選取不同的淋洗劑分別進行實驗[17]，對比重金屬去除率。及南京某電鍍廠廢棄地對其污染的土壤進行淋洗，實驗結果表明重金屬去除率幾乎都能滿足要求[18]。

以上實驗說明目前我國在污染土壤淋洗劑方面的研究已經達到相應的水平，淋洗技術具有一定的實用性，我國存在一部分地區(qū)土壤受到重金屬污染，需要急需處理，但是它也具有一定的局限性，在應用到實際實踐中進行異位淋洗時，需要一套中小型土壤異位淋洗設備來滿足不受污染場地限制可以到需要的場地隨時隨地的組裝、拆卸及進行靈活的改裝來進行淋洗作業(yè)。

3.4淋洗技術與植物、換土、固化技術的對比通過對淋洗修復技術定義的了解和原位淋洗修復技術與異位淋洗修復技術的區(qū)別[19]。根據(jù)淋洗技術現(xiàn)在它本生的發(fā)展及應用的情況，具有較好的發(fā)展前途。淋洗技術它價格較低實施方便與之前提到的植物、換土、固化修復技術相比有一定的優(yōu)勢，見表3。

由此可見淋洗修復技術更適合于現(xiàn)代污染土壤修復的技術推廣。

4移動式異位淋洗技術

4.1移動式異位淋洗工藝流程

根據(jù)國內和國外的淋洗污染土壤修復處理技術的應用經驗，在異位淋洗修復技術不能滿足淋洗裝置移動問題的基礎上，研制出移動式污染土壤淋洗修復技術，它通過7個工藝流程[21]構成一套完整的異位淋洗修復技術。工藝流程見圖4。

圖4中7個工藝流程實現(xiàn)了土壤淋洗修復的自動化，人為的控制化，實現(xiàn)小型的工業(yè)化污染土壤處理。避免了污染土壤的移動，減少的人力、物力、財力等的投入，在處理污染土壤的時間和效率上比原有的異位土壤淋洗明顯提高了，克服了原有的污染土壤異位淋洗只能在污染土壤淋洗廠進行修復處理。從而可以到需要處理污染土壤的場地進行快速現(xiàn)場處理。

4.2移動式異位淋洗裝置的組成

移動式異位淋洗技術見圖5。主要由土壤破碎篩選裝置、淋洗攪拌反應裝置、固液分離裝置、污水凈化裝置、系統(tǒng)自動控制柜5大部分組成。其各裝置屬于獨立操作單元，有組裝、拆卸、改裝等特點，可組成一套完整的淋洗設備，它可安裝在可移動的平臺上進行移動，具有移動性其適用范圍廣，此異位淋洗設備有利于技術推廣。

(1)土壤破碎篩選裝置是將挖掘出來的污染土壤破碎經過過濾器，振動篩選出預得到的顆粒與此同時去除含有垃圾、石頭等粗雜物。

(2)淋洗攪拌反應裝置是將破碎篩選好的污染土壤輸送到反應器中，采用以電機和攪拌漿的組成方式進行機械攪拌，攪拌時由系統(tǒng)自動控制柜進行控制，并同時輸入淋洗劑和淋洗液，實現(xiàn)淋洗劑、淋洗液、污染土壤3者充分融合反應。淋洗劑的選擇是由污染物的種類和土壤的性質決定的。不同的淋洗劑的pH值、濃度及與土壤的固液比，淋洗時間和攪拌強度都對污染物的去除有很大的差異。

(3)固液分離裝置是采用臥式圓柱滾筒離心裝置，變速電機帶動圓柱滾筒轉動，由于離心力的強度遠遠大于重力，在產生離心力的作用下把泥漿甩到圓柱滾筒外壁上進行固液分離。圓柱滾筒外壁是由工業(yè)濾布構成，從而實現(xiàn)把泥漿與污水分離出來。根據(jù)土壤破碎篩選裝置篩分出來的污染土壤的顆粒密度范圍、粒徑大小、形狀情況來選擇不同的目數(shù)的濾布，以便更好的實現(xiàn)固液分離。與其他裝置相比具有消耗能量底，分離效率高的優(yōu)點，可實現(xiàn)小型的工業(yè)化污染土壤處理。

(4)污水凈化裝置把分離出來的含有污染物的廢水通過閉路循環(huán)污水凈化裝置，處理達標后方可排放或是再利用。

(5)系統(tǒng)自動控制柜是由PLC系統(tǒng)完成控制路線，實現(xiàn)了系統(tǒng)的自動化。組成了一套完整的移動式污染土壤淋洗系統(tǒng)。

4.3移動式異位淋洗技術的特點

移動式異位淋洗是采用7個工藝流程和5個獨立的裝置組成的修復污染土壤的技術。具有以下特點。

(1)它可安裝在可移動的平臺上進行移動，具有移動性且適用范圍廣，克服了原有的污染土壤異位淋洗只能在污染土壤淋洗廠進行修復處理。

(2)實現(xiàn)了土壤淋洗修復的自動化，人為的控制化，避免了污染土壤的長距離移動減少的人力、物力、財力等的投入。

(3)在污染場地可實現(xiàn)快速處理，具有消耗能量底，分離效率高的優(yōu)點，可實現(xiàn)小型工業(yè)化。

但是它也存在一定的缺點移動式異位淋洗裝置不適合大面積的污染場地，且工程量大、費用高等，不易于實現(xiàn)。

5結論

當前土壤污染的危害越來越得到人們的重視，對此修復也在著一定的困難。移動式淋洗設備系統(tǒng)對比本文中闡述的幾種污染土壤修復技術，它具有可移動性，可以對污染的土壤進行現(xiàn)場異位的自動化土壤淋洗，無需對污染的土壤進行長距離的運輸。具有較好淋洗效率，可實現(xiàn)小規(guī)模工業(yè)化應用。也為將來研究人員提供高效的便于移動的化學淋洗實驗設備系統(tǒng)。