污染土壤的修复技术研究进展

陶 鑫

北京建工环境修复股份有限公司，北京 100000

随着现代农业的快速发展，化肥和农药被大量使用，加上工业生产、石油开采、畜牧业养殖以及居民生活等也会排出污染物到土壤中，目前土壤问题已经成为亟需研究和解决的问题之一。土壤污染不仅会和其他环境污染汇合，加剧对人类生存环境的破坏，而且还会对农产品造成严重污染，从而影响人的身体健康。鉴于此，进行污染土壤修复研究工作，可有效降低土壤污染程度，阻止污染物对人体健康造成伤害，同时也可促进社会经济可持续发展。

1 污染土壤的修复技术

污染土壤修复技术是通过化学、物理和生物等手段，以转移、吸收、降解和转化的形式，降低土壤中污染浓度，或将有害污染物转化为无害物质。在过去近40年全球范围内有关污染土壤修复技术的研究和应用，目前化学修复、物理修复和生物修复、联合修复技术体系已经形成，也积累了相关土壤修复工作的经验。虽然我国污染土壤修复的研究起步较晚，研发水平和应用水平和其他国家有一定差距，但是近几年来一些研究活动对污染土壤修复技术的应用具有推动作用，尤其是在国家政策支持下，我国关于污染土壤修复技术的研究和发展取得了一定成果。本文将对化学修复、物理修复、生物修复和联合修复技术的研究进展进行探讨。

1.1 污染土壤化学修复技术

污染土壤化学修复是一种发展最早的修复技术，包括土壤固定/稳定化技术、淋洗技术、氧化还原技术、光催化降解技术和电动力学修复技术。其中，固定/稳定化技术指的是通过将污染物固定在土壤中，避免污染物释放扩散到土壤中，从而减少大面积土壤破坏。该技术具有成本较低、应用相对广泛等特点，尤其是在处理多种复杂金属废弃物土壤中，稳定性强、成本费用低廉，常用的固化剂有石灰、沥青和硅酸盐水泥等，其中水泥应用最为广泛。但是因为该技术所需要的设备较多，操作比较复杂，污染物的埋藏深度和土壤的酸碱值、有机质的含量也会影响该技术应用。其次，淋洗技术是指利用水或其他含冲洗主助剂的水溶液、酸碱溶液等注入到污染土壤中，清除土壤污染物的技术。该技术可以处理复杂的难以去除的有机污染物，已经被广泛应用到重金属污染区或多污染物区域的修复工作中。再次，化学氧化还原技术是在土壤中加入臭氧等氧化剂或二氧化硫等还原剂，使污染物发生化学反应，从而实现对土壤的净化处理。该技术可以对还原作用敏感的污染土壤区域进行修复。此外，光催化降解技术是一种比较新的土壤修复技术，也是通过化学氧化作用，对含有农药的污染土壤进行修复。但是土壤的质地、厚度、水分、酸碱值、氧化铁含量等会对该技术的应用产生一定影响。土壤中氧化铁含量越高，光催化降解的处理可以得到有效控制，土壤黏粒少、污染物迁移的速度快，则光解的速度也快。最后，电动力学修复技术是将电化学和电动力学联合起来，将污染物集中到电极区然后进行集中处理。该技术具有成本低廉、处理速度快等优点，且不需要化学药剂的加入，修复不会对环境造成影响，治理效果较好，不会形成二次污染。

1.2 污染土壤物理修复技术

物理修复制度是通过物理手段将污染土壤中的污染物去除或分离。主要包括热脱附技术、土壤蒸气浸提技术、微波加热技术等。其中，热脱附技术指的是通过热交换处理，将土壤中的污染机组成分提升到一定的温度，从而通过蒸发将污染物和土壤分离开来。其具有污染物处理范围广、设备轻便、操作简单、修复以后的土壤可再利用等优点，目前欧美国家已将土壤热脱附技术应用到高浓度污染场地污染土壤的修复中，不过设备价格较贵、修复时间长、处理成本高，热脱附技术在污染土壤修复中的应用还不广泛。其次，土壤蒸气浸提技术是一种原位修复技术，能有效去除污染土壤中的挥发性有机污染物，主要操作方式是将新鲜空气注入到污染土壤中，再通过吸收土壤中的有机污染物经过抽取井回到地面，抽取出来的气体经过活性炭吸附或生物处理净化处理，可以排放到空气中或者注入到地下使用，该方法具有成本低、操作性强以及处理范围广、不会破坏土壤结构等优点。

1.3 污染土壤生物修复技术

生物修复从广义上来讲，主要指的是利用土壤中的植物、动物和微生物等，对土壤中的污染物进行吸收、降解或转化，将土壤污染程度降低或将有害物质转化为无害物质。从狭义上讲，主要指的是微生物修复，也就是利用土壤中的微生物，将污染物转化为无害物质。根据修复主体的不同，可分成植物修复技术、动物修复技术和微生物修复技术。该技术的优点是低耗能、高效可靠、安全性高。其中，植物修复技术指的是利用土壤中的植物和根系微生物将污染物进行降解或转化，植物会对金属元素、有机污染物和放射性等有害物质进行吸收、过滤和固定，从而达到土壤净化的目的。可以被植物吸收修复的污染物质有金属物质、农药、石油和有机污染物、放射性元素等，与其他修复技术相比，具有技术成本低、环境影响小、稳定性强等优点。微生物修复技术指的是利用土壤中的微生物群，在合适的环境下，发挥其代谢功能，从而有效降低污染物活性，将有害物质降解转化为无害物质。目前，该技术的修复研究工作在于提高微生物在土壤中的生长寿命、活性和安全性，同时基因重组、基因构建工程的研究开展，也能进一步提高微生物对于污染物的降解能力。动物修复技术指的是利用土壤中的动物群，直接吸收、转化和分解土壤中的污染物质，能有效改善土壤环境，提高土壤肥力，同时还能促进植物和微生物群的生长。目前关于土壤中微型动物对污染土壤修复上的研究不多，未来还要进一步展开研究探讨。

1.4 污染土壤联合修复技术

污染土壤联合修复包括物理/化学联合修复、微生物/植物/动物联合修复以及化学/物理/生物联合修复等。可以有效解决单项修复技术修复效率低、成效不高的问题。其中，物理修复和化学修复的结合，主要适用在污染土壤的离位处理中；微生物和动物、植物修复技术的联合是污染土壤生物修复技术研究方面的新方向，研究表明将这几种生物修复技术联合起来，可以提高有机污染物被吸收、代谢和降解的速度，修复效果更好。将化学、物理和生物联合起来，可以将三种修复技术的优势集中利用，是目前研究的重点，也是最具有应用修复潜力的方式，尤其是在对于复杂污染区域的土壤处理中具有明显优势。

2 污染土壤修复治理问题和未来趋向

污染土壤的修复治理是一项系统性的、复杂的工程，单项技术受到众多因素的限制，影响修复处理效果。加上不同污染物本身性质不同、污染土壤周边环境条件不同，不同的修复技术具有不同的适用范围，修复技术互相融合还需要一定时间。所以目前任何一种修复技术还不能完全修复某一种污染，或修复所有种类污染，开发应用通用性的污染土壤修复方法是未来研究方向之一。未来有关污染土壤修复治理方面的总体发展方向包括：第一，向绿色和环境友好的土壤生物修复技术发展，尤其是微生物修复技术的发展和利用，该技术的发展既能达到绿色安全的要求，还能用于大面积污染土壤的修复治理，治理效率高、效果好。第二，从单项技术向联合、杂交土壤综合修复技术发展。随着土壤污染物种类的增加，污染程度的增大，单项修复技术很难实现修复目标，而发展联合综合的土壤修复模式将有效提高土壤污染治理的治理效果。第三，发展多重原位土壤修复技术也是近几年的发展趋势，处理成本低，综合治理效果好。此外，基于设备化的快速场地污染土壤修复、污染土壤修复决策支持系统发展也是未来发展研究的重点。

从修复技术角度来看，植物修复技术将主要从植物生理、栽培和遗传等方面进行重点研究，关键是提高植物对于污染物的吸收能力。分子生物学和基因工程技术的应用，培养转基因植物也是未来一大研究重点。从生态学角度，未来在修复污染土壤的研究中，还要考虑修复工作给环境带来的影响，维护生态系统结构和功能，避免二次污染。此外，在联合修复技术或综合修复技术研究发展方面，主要是发挥各修复手段的优势，综合考虑多种因素，形成一种适合用于所有污染土壤状况的、集多种方式优点于一体的综合型修复技术，从而达到彻底清除土壤污染物，修复土壤的目标。

3 结语

综上所述，对于污染土壤修复技术的研究可以为有效解决农田土壤污染、工业场地土壤污染、敏感区湿地土壤污染问题等提供支持，开发高效、安全、经济的土壤修复技术体系，可以实现对农产品安全和生态安全的保障，满足农业生产、工业生产和人们生活的需求。为了推动我国污染土壤修复技术的应用和产业化发展，需要进一步加强污染土壤修复方面的研发工作，发展我国土壤修复技术和设备，从而保护土壤环境，满足技术产业化需求，使修复产业进入到国际环境修复市场竞争中。