污染土壤修复技术选择及策略思考

文|周 静 中科院南京土壤所研究员 编辑|杨 阳

污染土壤修复技术选择及策略思考

文|周 静 中科院南京土壤所研究员 编辑|杨 阳

周静

土壤污染修复的过程中，要与综合治理、土地增效、资源优化配置相结合。污染土壤的修复不仅要达到综合治理的目的，而且要利用修复工作的展开适时调整当地的产业，促进当地经济发展，与此同时，只有技术、政府、市场与群众各方配合得当、营造良好社会环境，污染土壤的修复工作才能顺利展开。

土壤是人类农业生产的重要基础，土壤健康成为粮食安全与生态环境安全的前提。我国人均耕地面积只有世界水平的40%左右，土壤污染情况不容乐观。土壤污染物超标点位数19.4%，其中重金属等无机物占82.8%（ 2014.4.17，环保部/国土部）年直接经济损失超200亿元（2011年）。土壤污染问题已经是影响我国农业发展、人民食品安全的重大问题。

为了加快我国土壤污染的治理，推进我国农业现代化发展，我国中央一号文件连续三年聚焦土壤污染问题。不断重视土壤污染治理工作的展开，将土壤污染治理上升到了国家安全战略级的层次。

土壤重金属污染修复技术

土壤重金属污染是土壤污染中的主要问题。土壤重金属污染的修复技术主要有物理修复技术、化学修复技术和生物修复技术这三种。

物理修复技术主要有改土法和固化两种。改土法不受土壤条件限制，是利用物理手段将土壤进行更改的一种方法，直接将污染土壤深埋、将未污染土壤覆盖。固化适用危险废物处置，受特别重污染的土壤。

化学修复技术有淋洗、钝化/稳定化和有机质改良。淋洗适用于重度污染的场地土壤或是轻质地的土壤，往往土壤处置量比较大，技术成本受土壤物理性质显著影响。钝化/稳定化技术简单、成本较低，适用于中轻度污染耕地土壤。有机质改良技术能暂时稳定土壤中重金属活性，是土壤重金属污染修复的方向之一。有机质改良技术方便经济，适用于轻度污染耕地土壤。

生物修复技术主要有植物修复和微生物修复两种。植物修复技术主要用于矿区污染土壤的修复，该技术对环境友好、成本低、操作简单，一般修复周期长，由于植物的特性，该技术受气候和地理因素限制。微生物修复手段利用土壤中微生物，达到重金属具有富集和抑制毒性的作用。微生物修复手段修复能力有限，只能修复小范围的土壤。

同一位置，修复前后的照片对比。图为一种能去除土壤中重金属镉的超富集植物-东南景天。许志平 摄

单一利用物理修复技术、化学修复技术或是生物修复技术往往具有局限性，修复效果也不明显。目前，耕地土壤重金属污染修复治理技术主要方向是物/化-生物修复综合技术。即通过植物或微生物技术与物理/化学技术相结合，实现有效降低土壤中污染物有效性的方法。

污染农地修复技术选择

在修复污染农业土壤时，要依据当地概况与污染成因，确定主要治理目标。以贵冶周边土壤污染修复为例，在修复前先对当地土壤、地下水、稻米进行调查检验，发现当地土壤、地下水和生产的稻米中重金属镉的分别超标100%、40%、100%；砷在地下水和土壤分别超标80%、28%。另外，当地土壤中还有铜（超标100%）、铅（超标23%）、锌（超标16%）等元素。

在充分了解当地概况和土壤、水环境以后，采取分级制订的方式，确定主要修复目标。根据土壤受污染的程度不同，划分为重度污染土壤、中度污染土壤和轻度污染土壤，分别制定修复目标：

（1）重度污染土壤修复后，重金属铜/镉的有效态降低50%；植被逐步恢复，覆盖不低于85%；区域景观得到显著改善和美化，生态效益显著；

（2）中度污染土壤修复后，能够生长纤维、能源、观赏或经济林木等植物，具有一定的经济效益（500元/亩/年）；

（3）轻度污染土壤修复后能够选种水稻等粮食作物或纤维、能源等经济植物，且粮食作物可食用部分达到食用标准，经济效益显著（400公斤稻谷/亩/季）。

确定好主要的修复目标之后，根据目标的要求选择适合的治理技术方案。由于污染土壤的复杂性，修复要分区（地理位置和空间单元）、分类（单元区内主要重金属类型）、分级（污染程度（轻/中/重度））、分段（先易后难、关键是广谱技术），利用物理+化学—生物/农艺一体化集合技术对污染土壤进行修复。

针对污染土壤的修复思路是先调理、再消减、后恢复，最后达到增效的目标。这次针对贵治污染土壤修复技术总体思路也是如此：

（1）调理：用物理调节+化学改良，调理被污染土壤中重金属介质环境；

（2）消减：用物理化学-植物/生物联合的方法，降低污染土壤重金属总量或有效态含量；

（3）恢复：在调理污染土壤介质环境、降低土壤重金属毒性基础上，联合植物及农艺管理技术，建立植被，逐次恢复污染土壤生态功能；

（4）增效：增加污染修复区土地的生态效益、经济效益和社会效益。

在贵冶周边土壤污染修复工作实施以来，当地受污染农田得到极大的改善。不仅改变修复单元区土壤有效态铜、镉含量超标的问题，更使得当地的地下水、稻米中重金属超标问题得以解决。同时，土壤修复工作的展开，使区内整体环境得到治理，当地农民的土壤保护意识、土壤污染的重视意识得到提升，相关治理知识得到普及。

土地污染修复治理策略思考

污染土壤修复尤其是污染农田修复是一项极其复杂、艰难的工作。贵溪污染土壤修复工作是规模连片土地修复能顺利实施的优秀范例。这与当地政府、土壤修复科研人员和当地农民的支持配合离不开，也为今后全国各地展开污染土壤修复工作提供了经验。

土壤修复治理要民生优先

将污染修复与综合治理相结合：污染土壤的修复不只是简单的修复，而是要达到综合治理的目的。在污染土壤修复中要保证粮食安全、建设生态文明，而不是单纯的修复污染的土壤。

将土壤修复与土地增效相结合：污染土壤修复的最终目是使土地增效，在修复过程中要利用修复工作的展开适时调整当地产业，促进当地经济发展。

将技术-政府-市场-群众相结合，污染土壤修复，特别是污染农田修复需要当地政府的积极配合，更需要农民即土地经营者的积极支持。只有各方配合得当、营造良好社会环境，污染土壤的修复工作才能顺利展开。

污染土壤修复要绿色优先

在污染土壤修复过程中，要始终考虑工作展开对环境、经济、社会的影响。

环境效益定信心：污染土壤修复工作不能只注重污染土地的修复，还要顾及当地的生态环境。在修复工作中选择的生长植物不能对当地环境造成影响（如生物入侵），要切实保证修复工作中各类试剂、植物等安全可用。

经济效益驻活力：修复的目标是增产，是为了获得经济效益。没有经济效益，污染土壤修复的意义就不大。在选择修复植物是可以选择一些花卉苗木、巨菌草生物质等盈利性植物，保证修复过程中的经济效益。

社会效益安人心：在污染土壤修复工作展开时往往使当地农民担忧。他们担心这是“一锤子”工作，在开展几年后便没有后话，给当地人造成损失。建设专业合作社、劳务增效、赔偿/补偿等方式，让农民放心，会使修复工作顺利展开。

世界可持续农业协会主席JP Madden说：“只有健康的土壤才能生产健康的作物，进而造就健康的人群和健康的社会。”土壤污染修复是一项需要长期推广展开的工作。保证粮食安全、保障食品安全，从保护土壤安全开始。