城市土壤污染问题及修复技术研究

马 俊

（靖江市天诚环保事务所有限公司 江苏靖江 214523）

引言

工业化和城市化建设大大加快了城市化进程，使土地需求量逐年增大，土壤污染问题也成为了城市化进程中一大顽疾，对于城市人们而言，城市土壤是其从事各项活动的基础，是不可或缺的，如果土壤被污染而不加以治理，会影响到整个城市的生态系统，从而给人们的生活空间和可持续发展带来不良影响。针对这一问题，必须要对其进行修复，采用先进的土壤修复技术尽量还原土壤。

1 城市土壤污染问题概述

1.1 城市土壤污染现状

城市土壤污染情况总体比较复杂，特别是重金属污染的比重相当高。在过去的一段时间里，我国工业生产模式比较粗犷，这给城市土壤带来了严重的问题。相关研究数据表明，城市土壤中重金属污染物的含量比乡村地区要高得多。以往的城市发展对于大型工厂的依赖度非常高，因此有部分矿产加工企业、塑料制造企业会将工厂选址定在城市周边，甚至有部分工厂就位于城市内，但缺乏生态环境保护意识，同时治理技术也不先进，一些工厂产生的废渣便以掩埋的方式进行处理，使土壤遭受污染。随着城市中汽车数量的越来越多，汽车尾气排放所造成的的污染也会以多种形式进入到土壤中，同样也形成了不可逆的土壤污染。

1.2 城市土壤污染的特点

城市土壤污染与其他污染差异明显，有着较强的潜伏性、隐蔽性和累积性特点[1]，治理的难度非常大。城市土壤污染的成因导致在对其进行治理时必须要采取有针对性的策略。在过去很长一段时间里，人们对于城市建设抱有非常高的热情，对于环境综合治理则缺乏关注，这也就使得污染物得以在城市土壤中长时间留存，造成的破坏也在累加，治理难度不断提升。针对一些快速城市化的地区，居民生产生活水平虽得到快速提升，但发展过程中却存在着在原有厂矿基础上兴建生产生活措施的情况，并且在工程项目建设前未对该区域的土壤质量情况进行深入的分析和了解。城市化的加快使得建筑结构的数量大量增加，而部分建筑会对土壤自净能力造成影响，加之部分建筑带有有害物质，因此会进一步加剧该区域的土壤污染，这种恶性循环并非个例，在某些城市是现实存在的，给后续的土壤修复和治理工作带来了巨大的难题。

2 城市污染土壤修复技术分析

2.1 按处置场所分类

根据处置场所对土壤修复技术进行分类，可分为以下两种：原位修复技术和异位修复技术。土壤的原位修复技术是指通过人为干预的方式对已经污染的土壤进行修复，而异位修复技术是指对污染土壤进行转移，将其运至其他地方进行修复。其具体特点如表1。

表1 土壤原位修复与异位修复技术比较

2.2 按处理原理分类

根据处理对土壤修复技术进行分类，可分为以下三种：即生物修复、物理修复、化学修复。

2.2.1 生物修复技术

当前，生物修复技术主要有两种，即植物修复技术和微生物修复技术，特别是近些年来随着研究力度的不断深入，生物修复技术得到了快速的发展，在城市污染土壤修复过程中发挥了重要的作用。

（1）植物修复技术。这一技术主要是利用植物的净化功能来修复被污染的土地，包括吸取修复、稳定修复、降解修复、挥发修复以及过滤修复主要内容[2]。合理应用植物修复技术，能够有效的处理土壤中存在的重金属、有机污染物以及石油等污染，特别是使用植物修复手段处理重金属污染土壤的相关研究，取得了较为显著的进步。采用该技术进行污染土壤修复时，主要选择使用产量高、去污效果好的植物，了解该植物在土壤及生态环境下的适应性。我国针对植物吸取修复技术的研究处于世界先进水平，除了对土壤中污染物具有一定作用外，在人工湿地建设、生物栖息地建设方面也取得了不错的成效。随着研究的不断的深入，植物稳定技术的优势被进一步凸显，被认为是一种更易被大众接受，能够大范围应用的先进技术，已经成为多污染物符合或混合污染土壤处理的一项重要手段。

（2）微生物修复技术。采用微生物对有机污染物进行处理，是当前一项较为常见的土壤污染修复技术，这一技术在实际土壤修复过程中应用较为广泛。在采用这一技术时，需筛选和驯化特异性高效降解微生物菌株，提高其在土壤中种群与数量的稳定性，实现对养分、温度、湿度等各项指标进行调控，进而提升污染土壤的修复。当前形势下，相关专家和学者正在致力于微生物修复技术与其他现场修复工程的联合研究工作，加大力度研发操作简便、工作效率高的微生物修复设备，以全面推广。修复过程如图1 所示。

图1 微生物修复技术修复过程

2.2.2 物理修复技术

物理修复简单来说就是通过物理手段将土壤中的污染物去除或分离，主要有以下两种技术方法。

（1）热脱附技术。热脱附技术是通过热交换的手段对土壤中的有机污染物进行加热，待加热到一定的温度后，污染物会产生蒸发，进而与土壤介质分离。该技术有着处理范围广、灵活方便及修复后土壤能够再利用等优势，受到从业人员的关注。当前形势下，部分发达国家通过这一技术已修复了大量高污染场地，但由于该技术对设备要求高，存在着处理成本高及消耗时间长等缺点，因此在我国城市污染土壤的修复过程中并未得到大面积推广，但该技术为污染土壤修复提供了新的思路和方法，加强工艺技术及自动化成套设备的研发工作成为该技术的主要研究方向。

（2）蒸汽浸提技术。此技术主要是对土壤中挥发性有机物进行清除的一种方法，将清洁空气注入到污染土壤中，利用真空泵产生负压，将具有挥发性的有机化合物抽取出来，再采用活性炭吸附或生物处理法对其进行净化[3]。这一技术造价低，具有一定的可操作性，安全性高，对土壤破坏较小，未来研究应当将重点放在提升气体流量和流速精确度、降低净化成本以及提高净化效率方面。

2.2.3 化学修复技术

采用化学修复技术处理城市污染土壤的起步比较早，技术相对比较成熟，主要包括土壤固化技术、氧化还原技术以及电动修复等[4]。此技术效率较高，方便处理各种污染物。然而，这一技术也存在一定缺点，比如容易破坏掉土壤结构，使土壤养分流失。

（1）固化技术。土壤固话技术简单来说就是将污染物固定在介质中，使其长期保持在一个稳定的状态，这是当前城市土壤重金属污染工作中常用的快速修复方法，在处理多种贵金属符合污染方面有着较大的优势[5]。此外，该技术有着费用低廉的优势，在非敏感区域使用可大幅降低土壤污染修复成本。在实际的工作中，以水泥作为固化稳定剂的情况最为常见，在未来的发展过程中，工作重点应放在固化技术研究以及新型稳定性好的修复材料的研制方面。

（2）氧化还原技术。氧化还原技术是向土壤中投入氧化剂或还原剂，使其与污染物发生化学反应，以此来实现土壤修复。通常情况下，当土壤和地下水同时被污染时，采取氧化法能够起到较好的修复效果，而还原法通常作用于敏感的有机污染物。从现实情况来看，采用这一技术还存在氧化剂钝化、聚合失效等问题，需要做好新型氧化剂开发及表面激活的相关研究。

（3）电动修复。电动修复是在电动化学和电动力学的联合作用下，将污染物驱动到电极区，进而对其集中处理或分离[5]。这一技术优点为效率高，且造价较低，在小范围的粘质土中得到了很好的应用，对于多种重金属污染的土壤以及可溶性有机物土壤的修复工作有着较好的效果，但在对不溶性有机物进行处理时，需要采取化学增容的方式，容易导致二次污染。

3 土壤修复技术选择

3.1 修复方式选择

从风险控制来考虑，从“污染物—暴露途径—受体”来思考使用何种方式。通常，采用中断暴露途径的方式花费金额较少，所花费时间也短，在技术方面没什么难度，而采用修复技术则具有一定难度，花费时间也较长，且成本较高，如因外界条件不利于直接阻断会选择使用修复技术的方法。然而，考虑当前政策、法规、规划、环境等方面，大多会选择针对污染物的修复技术。

3.2 处置地点确定

从处置地点来看，可分为原位修复技术和异位修复技术两种[6]。在选择使用何种技术方式时，需认真考虑以下方面：（1）具体地质环境；（2）污染程度；（3）是否能在规定时间内完成修复；（4）和工程相关的设施是否完备。

3.3 修复技术选取

选择何种技术直接关系到是否能够顺利修复工程，且能直接影响修复时间和修复金额。在充分考虑土壤修复技术的同时，还要密切结合具体项目的社会经济状况和修复技术的可行性，才能将污染土壤项目方案做到细致入微，有效避免二次污染的发生。结合具体土质的不同，选择适合的土壤修复技术，因此，使用何种修复技术，需从实施效果，是否具有可操作性，是否被大众所接受等几点来思考，以取得最大的经济效益和社会效益。

（1）技术有效性。技术有效性主要是指采用这一技术能有效解决土壤污染问题，包括污染物毒性、迁移性、浓度/量的降低或减弱。然而，在对土壤进行治理时，其有效性除了和技术条件有一定影响外，也和具体环境有一定关系，因此，在选择使用何种修复技术时需充分考虑以下因素：污染土壤环境条件、污染物的源头和危害性、土壤的金属离子浓度、土壤的化学和物理性质、受污染土质的有效期等等，密切结合污染因素成因和污染物组成制定符合项目实际的修复方案。

（2）修复工程周期。修复工程周期也是影响选择何种修复技术的一个原因，如果各方面投入相同，应利用工期较短的修复技术来进行，以缩短受体在外面的暴露时间。而一旦修复时间比较长，则极有可能会造成污染物转移，污染范围进一步扩展，使污染情况更加严重，以至于影响到修复效果。

结语

城市土壤污染不仅是一项技术问题，同时也是一项社会问题，保障社会发展质量，使人与自然能够和谐相处，已经成为了社会发展的共识。然而，在一些城市，因城市的加速建设带来的土壤污染问题依然严峻。因此，城市在发展过程中一定要转变思路，重视对于土壤污染修复技术的研究，全面提升土壤利用效率，为人类生产和生活创造良好的环境。