基于生态平衡的污染场地土壤修复措施分析

徐 超

（山西交控生态环境股份有限公司，山西 太原 030006）

引言

众所周知，土壤本身具备良好的自净以及自我修复能力，但这种能力是具有一定极限性，而且其自净和修复都需要一个持续的过程才能实现。一旦在土壤应用过程中，不注重土壤环境的保护，肆意破坏，就会导致土壤自我修复速度无法与破坏速度保持平衡，造成土壤污染问题不断加剧，从而也对食品安全以及人体健康造成了直接影响，鉴于上述情况，国家相关部门必须要予以重视，并要采取科学合理的技术，对土壤污染进行修复，以提高土壤环境质量。

1 形成污染场地土壤的主要原因

第一，随着环境污染的日益严峻，也加剧了土壤污染，这在影响生态平衡的同时，也对人体健康产生了一定的威胁。第二，不合理的工业排放以及污染处理，造成了严重的土壤污染问题。与此同时，由于相关部门疏于管理，从而导致污染场地土壤的形成。第三，缺乏对环境监管工作的重视，导致管理过于随意、缺乏明确目标。第四，资金缺乏也是污染场地土壤形成的重要原因之一，要想对污染场地土壤进行修复，往往需要投入较高的资金。与此同时，由于土壤污染具有滞后性，只有足量的资金支撑，才能确保土壤修复工作的正常开展，但目前很多地区都无法满足这一条件。第五，相关部门未能进行明确规划，土壤数据库当中的资料信息不够完善，导致土壤污染修复工作无据可依，无法进行统一规划，以上都是形成污染土地土壤的主要原因[1]。

2 土壤污染特征

2.1 危害性

在土壤出现污染问题以后，还对经济造成一定的影响，例如，一旦发生重金属污染，就会造成严重的粮食减产现象，尤其是在各种放射性污染、有机污染物以及化学污染等，造成的经济损失往往是难以估量的，由于土壤污染问题的存在，不仅会降低食品质量，同时也会造成蔬菜粮食产量降低。目前，我国很多区域在农作物生产方面都出现了污染物含量超标的情况，这会对人们的身体健康产生极大的威胁。而污染物是不能被机体顺利吸收或排出的，经常会在动植物，乃至人体当中沉积，导致各种疾病甚至是癌症发生概率的不断提高。重金属作为一种常见的化学物质，随着其在土壤当中的不断累积，一旦达到容量上限就会开始释放，从而对动物、人类以及环境等造成严重损害。

2.2 污染来源

能够造成土壤污染问题的原因有很多，如，污水灌溉、空气污染以及各种化学物质的使用等等，来源十分广泛。此外，城市当中的开展的工业生产活动以及日益提升的汽车保有量，也会对周围土壤造成一定的污染问题。通常大气当中的污染物，会通过自然沉积或者是雨雪附着的方式进入土壤。与此同时，在农业生产过程中，化肥、农药等的不合理应用，也会将各种重金属具体如汞、铬、铅等排入土壤，对土壤造成严重危害。目前，我国城市污水主要经过相应方法处理以后用于景观灌溉或者是农田灌溉，但随着现代社会的发展，污染物质的复杂程度也在逐渐提升，很多污染物并不能得到有效的处理，如果其排放到土壤当中，就会加剧土壤污染危害[2]。

3 污染场地土壤修复现状

近年来，随着我国城市化以及工业化进程的日益加快，加之经济发展一直以来都在延续粗放化的道路，虽然在噪音、水、大气等方面都强化了监督与管理，但在污染场地监管方面却不够积极和主动。特别是在新一轮的城市发展规划和布局调整当中，土地应用类型发生改变，由此也暴露出严重的土壤污染问题，大量企业搬迁以及土地应用性质发生变化之后，相关部门在开展土壤污染防治以及监督管理工作的过程中，均缺乏有效措施，加之污染场地土壤修复工作成本高昂、难度较大，且时间跨度较长，若不能及时的跟进日常管理，就会导致在后续的修复工作当中难度重重。

在对污染场地进行修复的过程中，污染土壤检测、评估以及调查等都是至关重要的内容，但就当前实际发展现状来看，还没能够建立起完善的土壤修复技术标准体系，加之我国土地资源辽阔，土壤环境复杂，若相关修复指标不够健全完善，就很难对污染场地土壤修复程度进行精准判断，更无法对污染场地修复效果进行评估和检验，从而对场地土壤污染问题的有效修复造成不利影响[3]。

“谁污染、谁治理”是《新环境保护法》当中的重要内容，主要就是指谁造成的污染，就由谁来对相应费用进行承担，通过这种方式，能够对土壤修复的资金难题进行有效解决。但在具体实践过程中，这一原则却很难得到有效贯彻和落实，究竟根本，主要有以下两方面的原因：第一，未能对修复责任主体进行明确规定，在我国现行的很多法律当中，都没有对场地污染应由谁负责进行明确；第二，土壤场地入驻企业数量较多，在具体实践过程中，很难对具体造成污染的企业进行明确区分，在企业搬迁之后，若未能对土壤污染进行及时调查，会增加责任主体的确认难度，不利于修复工作的有效开展。

场地土壤污染本身具有隐蔽性高、缺乏均匀性的情况，在这一方面与水体污染存在很大差异，很多情况下，虽然某一个点出现污染问题较为严重的情况，但周围区域却比一定会有污染问题，还有一种比较复杂的情况是土壤表层显示达标，但当纵深到一定程度，就会发现土壤被严重污染。在开展土壤污染修复工作的过程中，对污染状况进行调查是一项基础性的工作，但土壤污染状况深度和广度却不同于其他领域的检测，基础性资料和信息的匮乏以及缺乏精准性，也会使土壤污染后期修复工作难度增加[4]。

4 基于生态平衡的污染场地土壤修复措施

4.1 异位固化/稳定化技术

4.1.1 技术介绍

在对异位固化/稳定化技术进行应用的过程中，主要对污染土壤进行稳定剂或固化剂的应用，如，石灰、硅酸盐以及水泥等，利用这些物质的理化作用，能够对土壤中的各种毒害物质加以固定，提高其稳定性，避免其出现扩散和迁移的情况。一般该项技术主要是在放射物质、石棉、重金属、腐蚀性无机物、农药、以及多氯联苯等污染重应用，具有良好的效果，但对于那些挥发性有机物往往不适用。向土壤当中添加多量的稳固剂，将会使土壤产生增容效应带，与此同时，相应的费用和成本也会有所提升。稳定剂、固化剂的成分以及添加量、污染物构成、污染物浓度特征、污染物与土壤结合程度等直接左右着修复的效果，尤其是药剂成分和用量影响最大。当然，在具体应用时，这些都需要通过科学的实验来确定，而目前，国内外对于固化剂的应用，一般会将其添加比例控制在20%以下。例如，某企业在对污染土壤进行处理的过程中，采用石灰、水泥8%（石灰与水泥质量比为1∶2）、固化剂4%的添加量，在经过一段时间之后，土壤铅浓度比修复目标值低，由此可见，科学合理的固化剂添加量，能够产生良好的土壤修复效果。异位固化/稳定化技术的处理周期要结合土壤特性、污染物化学浓度、污染物化学性质以及处理土壤体积等因素来决定。通常情况下，异位固化/稳定化技术的处理周围都在3个～6 个月之间。而对于修复成本，除了要考虑固化剂的种类、用量以外，还要对土壤污染物类型以及污染程度进行考虑，例如，对于一些场地面积较大的对象，其修复成本一般能够达到90 美元/m3～190 美元/m3。

4.1.2 技术实施流程

异位固化/稳定化技术实施流程：第一，结合污染物在场地当中的空间分布信息落实土壤挖掘工作；第二，土壤挖出以后，要根据实际对各项土壤预处理措施进行应用，如水分调节、筛除杂质以及土壤破碎等；第三，对固化/稳定剂进行应用；第四，落实混合搅拌及养护工作；第五，对固化/稳定体进行监测和验收。

4.1.3 技术维护与监测

异位固化/稳定化技术：第一，土壤挖掘期间，要对围栏进行设置，开展封闭式作业，同时还要对警示标志进行设置，对各种地下设施进行规避；第二，现场的施工人员必须要采取完善的劳动保护措施；第三，施工期间，要阻止携带污染物的泥土进入周边环境，以免出现二次污染的情况，包括采取措施防止雨水进入土壤以及防止降雨冲刷土壤，防止尘土飞扬；第四，作好长期监测的准备[5]。

4.2 异位化学氧化/还原技术

4.2.1 技术介绍

在对异位化学氧化/还原技术进行应用的过程中，主要就是将还原剂或者氧化剂加入到污染土壤当中，在氧化还原作用之下，可以对土壤污染物产生一定的转化作用，将其变为无毒物质或者是少毒物质。而常见的氧化剂以及还原剂包括臭氧、过硫酸盐、二价铁等等。在氧化作用之下可以对酚类、苯、甲乙苯、二甲苯、石油烃、农药、多环芳烃、含氯有机溶剂进行处理，通过还原反应，能够对氯代有机物以及重金属类污染物进行有效的处理。但该技术对于重金属污染以及石油烃污染问题的修复效果相对较差。土壤污染程度、土壤污染物类型、氧化还原剂的添加量、土壤性质等将会对异位化学氧化/还原技术应用效果产生直接影响，其中，最关键的因素是氧化还原剂的添加量，与此同时，该因素也会对土壤污染修复成本产生直接影响。某钢铁生产企业在对污染场地进行治理和修复的过程中，将多环芳烃类污染场地土壤与过硫酸盐和专利活化药剂进行充分搅拌，在经过一段时间的修复后达到修复标准，其中，药剂成本占比相对较高，一般能够达到总成本投入的40%～50%。与此同时，该项技术在处理周期方面容易受到污染物性质、反应机理、浓度以及污染污染范围等因素的影响，一般情况下，异位化学氧化/还原技术的处理周期约为3 个～24 个月，与此同时，场地特性、工程规模以及药剂影响效果也会在一定程度上影响治理工作的成本。例如，国外很多国家在土壤环境修复方面的成本花费一般都会达到200 美元/m3～600 美元/m3，而国内治理成本约为500 元/m3～1500 元/m3[6]。

4.2.2 技术实施流程

第一，对污染的土壤清挖；第二，将污染土壤进行破碎处理，之后再进行仔细筛分，将其中的建筑物和垃圾、杂物等筛除；第三，对药剂进行喷洒；第四，进行反复多次的搅拌，使修复药剂能够和污染土壤进行充分的融合，确保修复药剂能够直接、充分接触污染物目标；第五，对土壤反应条件进行调节和监测，直至显示自检结果，即目标污染物浓度与修复目标相符合；第六，对修复过的土壤进行验收，同时还要严格按照设计要求，进行科学合理的处置。

4.2.3 技术维护与监测

异位化学氧化/还原技术维护与监测：第一，在反映实施过程中，相关工作人员必须要对污染物浓度变化进行严格监测，通过这种方式，对反应效果进行获取，通过对含水率、pH 值、氧化还原电位、中间产物、残余药剂含量等参数进行监测，并根据具体的数据变化，能够对反应条件进行判断，同时也能结合实际情况进行调整，以确保良好的反应效果，直到完成修复。第二，异位化学氧化还原技术，无需过多的工程维护，例如，在对碱激活过硫酸盐氧化进行应用时，需要监测并维持一定的pH 值，在对厌氧生物化学还原技术进行应用时，需要维持特定的含水率，并确保系统的厌氧状态，在对氧化剂进行应用的过程中，应结合氧化剂的性质，严格按照规定进行使用和存储，以免发生危险。第三，同样要做好长期监测的准备[7]。

4.3 热脱附技术

热脱附技术在具体应用的过程中，主要就是对污染土壤进行加热处理，在温度达到一定标准之后，通过控制和调整温度，使污染物能够在较短的时间内挥发，将污染物从土壤颗粒当中分离出来，之后再净化气态污染物，将该技术应用于高污染场地有机污染物土壤修复工作中具有十分显著的优势。污染物沸点、污染范围、污染物浓度以及土壤特性、土壤粒径分布、土壤中水分含量、土壤质地等都是至关重要的影响因素，将会影响到热脱附技术的具体应用效果，对于大多数的有机物具体如多环芳烃、含氯有机物等通过原位热脱附技术均可以快速修复，对于游离状态、非水相的、高浓度的重污染土壤区域，均可对原位热脱附技术进行应用，但该技术的规模性应用很有可能会导致投入过高，同时也会增加燃气和电力供应负荷，需要大量的成本和时间，从而也限制了该技术的推广和普及。异位热脱附技术属于非燃烧技术，该技术应用具有诸多优势，具体如设备可移动性强、污染物处理范围广等等，在当前高浓度有机物污染土壤修复工作当中应用十分广泛。关于热脱附技术修复周期，污染土壤体积、污染土壤性质、设备处理能力等都会对其造成影响，一般情况下，其处理力度在3 t/h～160 t/h，关于热脱附技术的应用成本，其一般与污染物性质、土壤性质、燃烧类型以及治理规模等相关联。在国内，热脱附技术治理成本每吨约为600 元～2 000 元，在国外，热脱附技术治理治理小型污染场地成本100 美元/m3～300 美元/m3，对于大型污染场地，热脱附技术治理成本20 美元/m3[8]。

5 结语

首先分析了污染场地土壤形成的主要原因，其次当前的污染场地土壤修复情况进行分析，最后立足于生态平衡视角，研究了污染场地土壤修复措施。从技术原理、适用范围、治理周期以及修复成本等方面入手，详细介绍了污染场地土壤修复技术，其中，异位固化/稳定化技术目前比较常用语重金属污染土壤治理工作，异位化学氧化/还原技术适用于有机污染的水土联合修复；热脱附技术在修复高浓度有机污染土壤方面有显著成效，相关部门和人员可从技术储备、污染场地特性、经济社会发展等多方面入手，结合实际情况合理选择土壤污染修复技术，以保证良好的土壤修复效果，提高我国土壤环境质量。