污染土壤修复技术研究现状与趋势分析

胡 现

（湖南恒凯环保科技投资有限公司，湖南 长沙 410205）

0 前言

在生态环境保护理念普及的背景下，污染土壤修复技术的研究更为深入，在解决土壤污染问题时，需要注重绿色性与环保性，防止土壤出现二次污染，实现生态修复。明确污染土壤修复技术的研究现状与研究趋势，可为污染土壤修复技术的深入研究提供支持，推动技术创新升级。

1 污染土壤修复技术研究现状

1.1 生物角度的污染土壤修复技术

从生物角度实施的污染土壤修复技术包括3 类，分别是植物修复技术、微生物修复技术及动物修复技术，具有成本偏低、保护周边环境、操作便捷与无二次污染等，但污染土壤的生物修复周期长，且受外界因素的影响较大，需规范技术落实措施。污染土壤的生物修复原理在于通过生物促进污染土壤有害物质的固定或降解，降低有害物质对环境的危害。该节主要以应用最广泛的植物修复技术为例，阐述污染土壤的生物修复技术研究现状。植物修复技术主要通过植物的提取、稳定化或根际降解等作用，修复污染土壤，不同植物，适用的污染土壤不同。

1.1.1 植物提取作用

植物提取作用是指吸收并富集土壤污染物的同时，对其进行集中处理，可用于提取重金属、硼及放射性核素等污染物，最早由英国洛桑试验站的研究人员将其用于重金属污染土壤修复中。但这类修复技术的修复力度薄弱，仅适用于污染程度较小的土壤，常用作其他修复技术的补充或辅助。

1.1.2 植物稳定化作用

植物稳定化作用是指利用植物根系的吸收、富集或沉淀等作用，固定有害物质，避免其分散于土壤中，适用于重金属污染土壤或石油污染土壤。例如，在重金属污染土壤中，中科院南京土壤研究所将锌镉污染土壤为研究对象，研究发现伴矿景天对这类污染土壤有显著的修复作用；在石油污染土壤中，研究学者选择碱蓬、芦苇及补血草等盐生植物，开展石油污染盐渍化土壤的修复工作，研究结果表明，盐生植物对土壤中石油烃的降解率高达96.5%。

1.1.3 植物根际降解作用

植物根际降解作用是通过植物辅助并促进污染物的降解，其适用于农药污染土壤及有害化学物质积聚的土壤。例如，有研究学者指出，红树植物可有效修复多环芳烃污染土壤，这类植物产生的根基效应，可有效地降解多环芳烃，恢复土壤生态[1]。

1.2 化学角度的污染土壤修复技术

从化学角度实现污染土壤的修复原理为：利用化学修复剂和土壤污染物间的化学反应，例如氧化还原反应、络合反应或吸附沉淀等，将有害物质转变为无毒无害的物质或沉淀处理。这类修复技术的出现时间最长，技术相对成熟，具有修复时间短的优势。目前常用的污染土壤化学修复技术有以下3 种。

1.2.1 固化/稳定化技术

固化/稳定化技术是指在污染土壤中应用黏结剂，通过其固定作用使污染土壤保持稳定的技术。有研究学者对含汞废弃物的土壤进行对比试验，试验结果表明，在污染土壤中掺入沸石，可将固化体浸出的汞控制在国家标准内，和未处理土壤相比，含汞污染物减少约50%。

1.2.2 氧化还原修复技术

氧化还原修复技术是指通过氧化剂或还原剂与污染物的化学反应，降低分解为毒性更小的物质。例如，有研究学者将硫化氢作为还原剂，用于修复含有六价铬的污染土壤，试验结果表明，硫化氢可将土壤中90%的六价铬失活，有害物质的处理效果显著。

1.2.3 电动力学修复技术

电动力学修复技术是指通过电化学与电动力学的配合应用，使土壤中形成电场梯度，使土壤中的污染物通过电泳或电迁移等方式，富集于电极部位，对其进行集中处理。有研究学者对菲和五氯酚等有机物质积聚的污染土壤进行电动力学修复，表现出无环境影响、修复周期短与成本偏低等优势，但该修复技术并不适用于非极性有机污染物积聚的土壤，因为这类污染物不会受电场的作用[2]。

1.3 物理角度的污染土壤修复技术

从物理角度修复污染土壤的技术是指通过分离、热力学修复与蒸汽浸提等物理手段，处理土壤中的污染物。该技术可满足土壤修复的不同要求，但工艺流程相对复杂，且部分技术会降低土壤的肥力，需合理选用。

1.3.1 物理分离技术

物理分离技术是指通过物理手段将污染物与土壤分离，是污染土壤修复中的基础措施，可减少污染物在土壤中的体积，为后续细化修复奠定基础。目前常用的物理分离技术包括粒径分离、水动力学筛分、磁分离或重力分离等，不同分离手段应用的设备不同，修复人员可根据污染土壤现状与成本等要素，选择最佳分离手段。

1.3.2 热力学修复技术

热力学修复技术是指通过热传导、辐射的加热作用使土壤中的污染物挥发，实现污染土壤的修复，适用于水银、油或农药等污染物质聚集的土壤。有研究学者指出，热力学修复常用的技术包括低温原位加热与高温原值加热两项工艺。其中，低温原位加热工艺适用于挥发性有机物或非溶性的高浓度液态物质等；高温原值加热工艺适用于含有半挥发性有机物的污染土壤，例如多氯联苯或高密度的非水液体有机物。

1.3.3 蒸汽浸提技术

蒸汽浸提技术是指通过物理手段降低土壤的空气蒸气压，使污染物以蒸汽形式脱离土壤，技术工艺包括异位土壤蒸汽浸提、多相浸提与原位蒸汽浸提等。大量实践研究表明，蒸汽浸提技术在高挥发性化学污染土壤中的修复作用显著，例如四氯乙烯、苯等污染物积聚的土壤[3]。

2 污染土壤修复技术研究趋势

通过上述分析可知，目前我国污染土壤修复技术相对丰富，且部分修复技术已成熟。但是在节能环保政策的号召下，污染土壤的修复工作要求更高，修复人员需确保污染土壤修复技术不会对周边环境造成影响，且不会引发二次污染等问题。就此，对于污染土壤修复技术的应用，还需要深入研究，该节主要提出以下4 类研究趋势，为研究学者提供研究方向。

2.1 原位土壤修复趋势

在部分地区的污染土壤修复中，为了提高修复效率，会将污染土壤转移到其他地区，引入无污染的土壤，但这类修复技术仅能够清理表面的土壤污染物，深层土壤与地下水的污染物并不能得到有效处理，极易引发二次污染。同时，在物理修复技术中，蒸汽浸提中的异位土壤蒸汽浸提使用效率较高，也会出现二次污染现象。针对该问题，研究学者需要加强原位土壤修复技术的研究，在消除土壤污染物的同时，保护周边的生态环境，防止二次污染的出现。

2.2 联合土壤综合修复趋势

在工业与农业生产技术创新的过程中，工业生产排放的污染物与农药污染物种类均有所增加，污染土壤的复杂性有显著提升，加大了污染土壤的污染程度。同时，土壤中的污染物在成分、性质与危害方面有所不同，单一的修复技术难以有效清理污染土壤中的污染物。因此，在未来的污染土壤修复技术研究中，研究学者需开展联合土壤综合修复技术的研究，整合污染土壤生物、化学与物理修复技术，通过多种技术的配合应用，强化污染土壤的修复效果，实现保护生态环境的目标。例如，在污染土壤的生物修复技术中，修复人员可以在污染土壤中种植多种植物或在土壤中投放不同的微生物，降解不同的污染物；在污染土壤的物理修复中，修复人员可将物理分离与蒸汽浸提技术配合应用。

2.3 环境友好发展趋势

在构建环境友好型社会的发展趋势下，研究人员以无公害为目标研发污染土壤修复技术，避免污染土壤修复技术在处理土壤污染物时，对生态环境造成破坏，顾此失彼。基于环境友好发展的目标，研究人员可从现有修复技术的优化与新修复技术的研发2 个方面入手。

在现有修复技术的优化过程中，研究学者需要根据修复技术的原理，分析其适用的污染土壤，实现污染土壤与修复技术的有效对应，避免其他有害物质的出现，实现无公害污染土壤处理；在新修复技术的研发中，技术人员可引入太阳能或生物工程技术。例如，通过太阳能集热装置，进行太阳能的收集，将其作为热源，实施热力学修复技术，处理污染土壤中的苯系物或石油等污染物质；通过黏土或生物炭等材料，进行新型纳米材料的研发，将其用于污染土壤中，可有效固定污染土壤中的盐基阳离子，提升污染土壤的pH 值，使其转变为可耕作的农田，推动农业发展。

2.4 研发目的多元化趋势

在以往的技术研究中，污染土壤修复技术最初研发的目的在于解决土壤污染问题，例如减少土壤中污染物的含量、固定土壤污染物、避免土壤污染物转移到生态系统的其他区域等。随着技术的发展与农业用地的减少，污染土壤修复技术的研发不再局限于土壤污染问题，需要进行深化，使处理后的污染土壤可用于农业生产，实现土壤修复与农业生产的同步进行，保护生态环境的同时，推动当地农业发展。

另外，研究学者可以将污染土壤修复技术与其他先进技术配合应用，在修复污染土壤的同时，为当地居民提供更优质的生活生产服务。例如，在2017 年，广东省仁化县成功建成首个土壤修复与光伏发电综合项目，为污染土壤修复技术与先进技术的配合应用提供成功经验参考。该综合项目位于铅锌矿附近，土壤重金属污染现象严重，阳光电源企业在现场考核后，经过一年多的研究与分析，决定在该地区建设光伏发电组件，并在组件下方大面积种植喜阴超富集植物，用于吸收土壤中的重金属。综合项目投产后，可处理近3 000 亩的重金属污染土地，将其逐步转化为可耕地土壤，并为周边居民提供近1.5 亿kW ·h 的电力[4]。

3 结论

综上所述，我国污染土壤修复技术已经取得了初步成效，需要在未来研究中强化修复成效。通过该文的分析可知，未来的污染土壤修复技术表现出原位土壤修复、联合土壤综合修复、环境友好发展及研究目的多元化等趋势，研究学者可借鉴这4 个方向，开展污染土壤修复技术的深入研究，强化其保护生态环境、推动农业发展的作用。