土壤是經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，關(guān)系人民群眾身體健康，關(guān)系美麗生態(tài)建設(shè)。
不斷增長(zhǎng)農(nóng)業(yè)糧食體系和工業(yè)體系的需求以及日漸龐大的全球人口導(dǎo)致了嚴(yán)重的土壤污染問題，日益加劇的土壤污染和到處擴(kuò)散的廢棄物正在威脅著未來全球的糧食生產(chǎn)以及人類和環(huán)境的健康。污染土壤修復(fù)已成為全球生態(tài)修復(fù)過程中的重要一項(xiàng)。
據(jù)2014年《全土壤染公國(guó)污狀況調(diào)查報(bào)》數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)土壤污染類型以無機(jī)型為主。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。部分地區(qū)土壤污染較重，西南、中南地區(qū)、長(zhǎng)江三角洲、珠江三角洲、東北老工業(yè)基地等部分區(qū)域是土壤修復(fù)的重點(diǎn)區(qū)域。
為保護(hù)好土壤環(huán)境，推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》、《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》、《土壤污染防治法》、《農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)》、《建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)》、《工礦用地土壤環(huán)境管理辦法》相繼頒布實(shí)施。
工礦業(yè)、農(nóng)業(yè)等人為活動(dòng)，土壤環(huán)境背景值高是造成土壤污染或超標(biāo)的主要原因。污染土壤如何修復(fù)呢?
據(jù)了解，土壤污染物的類型主要有化學(xué)、物理、生物和放射性污染物四種類型。針對(duì)土壤污染具體類型，可以采取化學(xué)、物理、生物等多種方式進(jìn)行修復(fù)治理。
其中，物流修復(fù)主要有蒸汽浸提技術(shù)、固化修復(fù)、分離修復(fù)、玻璃化修復(fù)、熱力學(xué)修復(fù)、熱解吸修復(fù)、電動(dòng)力學(xué)修復(fù)、換土法等;化學(xué)修復(fù)主要有原位化學(xué)淋洗、異位化學(xué)淋洗、溶劑浸提技術(shù)、原位化學(xué)氧化、原位化學(xué)還原與還原脫氯、土壤性能改良等;生物修復(fù)主要有植物修復(fù)、原位生物修復(fù)、異位生物修復(fù)等。
一、物理修復(fù)技術(shù)
1.土壤蒸汽提取技術(shù)(真空提取技術(shù))
通過布置在不飽和土壤層中的提取片，真空向土壤導(dǎo)入空氣，空氣流經(jīng)土壤時(shí)，揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機(jī)物隨空氣進(jìn)入真空井而排出土壤，降低土壤污染物濃度。
該技術(shù)屬于一種原味處理技術(shù)，必要時(shí)也可用于異位修復(fù)。適用于揮發(fā)性、半揮發(fā)性有機(jī)污染物，可用于原位生物修復(fù)，如石油輕產(chǎn)品汽油、二氯苯、氯仿等。
技術(shù)特點(diǎn)：可操作性強(qiáng)，設(shè)備簡(jiǎn)單，容易安裝;對(duì)處理地點(diǎn)的破壞很小;處理時(shí)間較短，在理想條件下6-24個(gè)月即可;可與其他技術(shù)結(jié)合使用;可處理固定建筑物下的污染土壤。
缺點(diǎn)：去除率難以達(dá)到90%;在低滲透土壤和有層理土壤上有效性不確定;只能處理不飽和土壤。
2.固化穩(wěn)定化技術(shù)
該技術(shù)主要是通過物理或化學(xué)作用固定污染物。所謂固化是指向土壤添加粘結(jié)劑，如水泥、石灰、瀝青、熱塑塑料等引起石塊狀固體形成;穩(wěn)定化是指通過化學(xué)物質(zhì)與污染物之間的化學(xué)反應(yīng)使污染物轉(zhuǎn)化成不溶態(tài)的過程。
該技術(shù)適用于土壤無機(jī)污染物治理。設(shè)備簡(jiǎn)單，費(fèi)用較低。但它不破壞、不減少污染物，僅僅是限制污染物對(duì)環(huán)境的有效性。隨著時(shí)間推移，被固化的污染物存在被重新釋放的可能，對(duì)環(huán)境造成危害。
這里有必要介紹一下原位、異位，是根據(jù)修復(fù)位置進(jìn)行的劃分。所謂原位，鉆孔注射粘結(jié)劑，大型攪拌裝置混合。處理后凝結(jié)層上覆蓋清潔土壤。不適于有機(jī)污染物，因?yàn)闉樗喙袒瘯r(shí)土壤溫度升高，有機(jī)污染物會(huì)揮發(fā)。
異位是指污染土壤挖掘出來，與粘結(jié)劑結(jié)合，使污染物固化。處理后的土壤可以運(yùn)回原處，也可運(yùn)往別處填埋處置，適用于無機(jī)污染物治理。
3.玻璃化技術(shù)
高溫熔融污染土壤使其形成玻璃體或固結(jié)成團(tuán)。屬于固化技術(shù)。無機(jī)污染物被結(jié)合在玻璃體中，有機(jī)污染物揮發(fā)。
原位玻璃化技術(shù)是指向污染土壤插入電極，對(duì)污染土壤固體組分施加1600-2000℃高溫處理，使有機(jī)污染物和部分無機(jī)污染物如硝酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽等得以揮發(fā)或熱解而從土壤中去除。無機(jī)污染物，如重金屬和放射性物質(zhì)等被包覆在冷卻后形成化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的、不滲水的堅(jiān)硬玻璃體中，熱解產(chǎn)生的水分和產(chǎn)物由氣體收集系統(tǒng)收集后進(jìn)一步處理。
異位玻璃化技術(shù)是指挖出污染土壤，利用等離子體、電流或其他熱源在1600-2000℃高溫下熔化土壤及其污染物，有機(jī)污染物在高溫下被熱解或蒸發(fā)而去除，產(chǎn)生的水汽和熱解產(chǎn)物收集后由尾氣處理系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步處理后排放。熔化物冷卻后形成的玻璃體將無機(jī)污染物包覆起來，使其失去遷移性。
4.熱處理技術(shù)
利用高溫產(chǎn)生的一些物理和化學(xué)作用，如揮發(fā)、燃燒、熱解去除或破壞土壤中的有毒物質(zhì)。該技術(shù)常用于小狐貍有機(jī)污染的土壤，如揮發(fā)性有機(jī)物、半揮發(fā)性有機(jī)物、農(nóng)藥、高沸點(diǎn)氯代化合物;也適用于部分重金屬污染的土壤，如揮發(fā)性金屬汞。
熱解
包括預(yù)處理、解析、固相后處理和氣體后處理等過程。污染物通過揮發(fā)作業(yè)從土壤轉(zhuǎn)移到蒸汽中，以濃縮污染物或高溫破壞污染物的方式處理第一階段產(chǎn)生的廢氣中的污染物。主要適用于處理?yè)]發(fā)和半揮發(fā)有機(jī)污染等，對(duì)除草劑等農(nóng)藥、石棉、非金屬、腐蝕性材料并不適用。
焚燒
800-2500℃高溫下通過熱氧化作用破壞污染物的異位熱處理技術(shù)，不適于非金屬和重金屬。
熱處理
針對(duì)VOCS、水銀、農(nóng)藥、油等高濃度土壤污染，直接加入使污染物揮發(fā)或分解，間接加熱使污染物揮發(fā)。該工藝可以實(shí)現(xiàn)VOCS無害化。
5.電動(dòng)學(xué)修復(fù)技術(shù)(電動(dòng)力學(xué)技術(shù))
向土壤施加直流電場(chǎng)，在電解、電遷移、擴(kuò)散、電滲透、電泳等共同作用下，使土壤溶液中的離子向電極附近富集從而被去除。目標(biāo)污染物包括大部分無機(jī)污染物、放射性物質(zhì)及吸附性較強(qiáng)的有機(jī)物。
技術(shù)特點(diǎn)：適用于任何地點(diǎn)，可在不挖掘條件下處理土壤，最適合黏質(zhì)土，對(duì)飽和不飽和土壤都潛在有效，處理有機(jī)無機(jī)污染物均可，也可以從非均質(zhì)的介質(zhì)中除去污染物，費(fèi)用效益比較好。使用該技術(shù)要添加增強(qiáng)溶液，污染物溶解度高度依賴土壤PH值，土壤含碳酸鹽、巖石時(shí)污染物去除效率下降。
6.稀釋和覆土
稀釋將污染物含量低的清潔土壤混合污染土壤，深層土壤可犁翻與表層土壤混合，降低污染土壤污染物含量。該作用降低土壤污染物濃度，因而可降低作物對(duì)污染物的吸收。
覆土在污染土壤上覆蓋一層清潔土壤，避免污染土層中的污染物進(jìn)入食物鏈。清潔土層要足夠厚，以便植物根系不會(huì)延伸到污染土壤中。
該技術(shù)比較簡(jiǎn)單，容易操作。但不能去除土壤污染物，沒有徹底排出土壤污染物的潛在危害，只能一直土壤污染物對(duì)食物鏈的影響，并不能減少土壤污染物對(duì)地下水等其它環(huán)境部分的危害。
二、化學(xué)修復(fù)技術(shù)
1.土壤淋洗技術(shù)
在淋洗劑(水或酸或堿溶液、螯合劑、還原劑、絡(luò)合劑及表面活性劑溶液)作用下將土壤污染物從土壤顆粒去除。主要分為原位淋洗技術(shù)和異位淋洗技術(shù)。
原位淋洗技術(shù)：在田間直接將淋洗劑加入污染土壤中，經(jīng)過必要混合，使土壤污染物溶解進(jìn)入淋洗溶液經(jīng)滲透或水平排出，最后將含有污染物的淋洗溶液收集再處理。
異位淋洗技術(shù)是指將污染土壤挖局出來，用水或其它化學(xué)溶液進(jìn)行清洗使污染物從土壤中分離處理。該技術(shù)適用于質(zhì)地較強(qiáng)污染土壤處理，不適于黏重土壤。
2.原位化學(xué)氧化技術(shù)
通過混入土壤的氧化劑與污染物發(fā)生氧化反應(yīng)，使污染物降解成低濃度、低移動(dòng)性產(chǎn)物。適用于被油類、有機(jī)溶劑、農(nóng)藥及非水溶性氯化物所污染的土壤。
3.化學(xué)脫鹵技術(shù)(氣相還原技術(shù))
使用特殊還原劑或高溫和還原條件使鹵化有機(jī)污染物還原。該技術(shù)適用于揮發(fā)和半揮發(fā)性有機(jī)污染物、鹵化有機(jī)污染物、多氯聯(lián)苯、呋喃等所污染的土壤，不適用于非金屬鹵化有機(jī)污染物和重金屬、多環(huán)芳經(jīng)、除草劑和農(nóng)藥、石棉、腐蝕性物質(zhì)、非鹵化有機(jī)污染物等。
4.溶劑提取技術(shù)
一種異位修復(fù)技術(shù)，污染物轉(zhuǎn)移進(jìn)入有機(jī)溶劑或超臨界液，而后溶劑被分離以進(jìn)一步處理或棄置。黏質(zhì)土和泥炭土不適于該技術(shù)。
5.農(nóng)業(yè)改良措施
一般農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可操作的技術(shù)措施，以達(dá)到降低土壤重金屬有效性、抑制土壤重金屬向農(nóng)作物遷移的技術(shù)。包括施用改良物料和調(diào)節(jié)土壤氧化還原狀況等方面。
該技術(shù)包括添加石灰等無機(jī)材料、有機(jī)物和還原物質(zhì)(如多留碳酸鹽和硫酸亞鐵等)。改良物料不能去除土樣中的污染物，但卻能夠在一定時(shí)期內(nèi)不同程度地固定土壤污染物，抑制其危害性。
中性化技術(shù)改良酸性土壤歷史悠久，費(fèi)用低、取材方便、見效快、可接受性和可操作性較好;但不能從污染土壤中取出污染物，效果具有一定的時(shí)間性。
有機(jī)改良劑包括各種有機(jī)物料，如植物秸稈、各種有機(jī)肥、泥炭、活性炭等。有機(jī)物料可通過與重金屬的配合作用而改變土壤中重金屬的形態(tài)。
無機(jī)改良劑有石灰、鈣鎂磷肥、沸石、磷肥、膨潤(rùn)土、褐藻土、鐵錳氧化物、鋼渣、粉煤灰、風(fēng)化煤等。
氧化還原技術(shù)，可以通過水分管理來實(shí)現(xiàn)，如鎘污染土壤可采用淹水種稻方式抑制其有效性。
三、植物修復(fù)技術(shù)
利用植物及其根系微生物對(duì)土壤污染物的吸收、揮發(fā)、轉(zhuǎn)化、降解、固定作用而去除土壤中污染物的修復(fù)技術(shù)。該技術(shù)將污染物從土壤中徹底去除、對(duì)環(huán)境擾動(dòng)小、提高土壤肥力、成本低、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。
1.植物提取技術(shù)
植物根系吸收污染物并將污染物富集于植物體內(nèi)，而后將植物體收獲、集中處置。
2.植物降解作用
被吸收的污染物通過植物體內(nèi)代謝過程而降解，污染物在植物產(chǎn)生的化合物作用下在植物外降解。該技術(shù)可出現(xiàn)在生物降解無法處理的土壤條件中。但形成有毒的中間產(chǎn)物或降解產(chǎn)物，較難測(cè)定植物體內(nèi)產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物。
土壤修復(fù)方面還有很多的專業(yè)技術(shù),同土壤修復(fù)一樣,氨法脫硫、VOCS治理、固體廢棄物處理、污水治理等等都是生態(tài)改善和環(huán)境保護(hù)的重要舉措。
