論文|污染土壤修復技術及研究前沿與展望

摘要：在我國當前的環境治理工作之中，土壤污染指的是由于人類活動和工業生產中產生的有害物質進入土壤中之后，由于其有害物質的類計量超過了土壤的自我凈化和分解能力，使得土壤的化學成分含量和質量產生惡化，并污染了地下水，造成周邊植物生長受到影響，人民生活健康也受到了維修。土壤污染現象的出現直接影響我國的發展和人民的生活，會導致多種環境問題的出現。我國當前主要研究的土壤修復技術是生物修復技術，其具備處理徹底，不產生二次污染等優點，對我國降低土壤污染影響有著極為重要的價值。

關鍵詞：污染土壤；修復技術；前沿；展望

1我國當前污染土壤處理技術的研究現狀

當前我國在污染土壤處理技術的研究中著重研究生物處理技術，生物處理技術相比與化學處理技術等具備諸多優勢。當前我國土壤污染物的主要形式是無機物污染、有機物污染、復合污染、固體廢物污染和生物污染等幾種形式，無機物污染又包括重金屬污染、非金屬有毒物質污染和放射性物質污染，近年來由于工業的發展，我國許多地區的土壤都或多或少的受到了一定污染，影響了植物生長和人民的生活。同時，由于我國土壤污染處理技術的發展起步較晚，在發生污染時并未進行及時的處理，因此當前的土壤污染程度還在不斷上升。我國土壤污染處理技術研究人員對生物處理修復技術的研究可以分為處理機理的研究和實驗研究等幾個方面，同時為了增強技術的實用效果，當前研究中的大多數都屬于實驗研究，對處理機理的研究較少。就當前研究的主體來講，污染土壤修復技術近年來在我國的發展較快，但是，在實際研究中還存在不足，對處理機理、處理對象等方面的理論研究還存在不足之處。

2污染土壤生物修復技術的研究內容和進展

2.1物理修復

物理修復是指將污染物經過各種物理作用從污染土壤中去除或者分離的技術。當前應用較為廣泛的物理修復主要是熱處理技術，主要包括污染土壤蒸氣浸提、微波/超聲加熱、熱脫附等技術。

2.1.1蒸汽浸提技術

蒸汽浸提技術是一種可以有效去除土壤中揮發性有機污染物（VOCs）的原位修復技術。該技術是經過注射井將新鮮空氣注入污染區域，利用真空泵產生負壓，空氣流經污染區域過程中解吸并夾帶土壤孔隙中的VOCs經過抽取井流返地面；抽取出的氣體經過活性炭吸附法以及生物處理法等凈化處理之后可排放到大氣中或重新注入地下循環使用。該方法有很多優點，如：成本低、可操作性強、可采用標準設備、處理有機物的范圍廣泛、不破壞土壤結構和不引起二次污染等。

2.1.2超聲/微波加熱技術

超聲/微波加熱技術是利用超聲空化現象所產生的機械效應、熱效應和化學效應對污染物進行物理解吸、絮凝沉淀和化學氧化作用，將污染物從粒狀土壤上解吸，并在液相中發生氧化反應降解成CO2和H2O或環境易降解的小分子化合物的一種修復技術。超聲波除了能對土壤有機污染物進行物理解吸，還可以通過氧化作用將有機污染物徹底清除。張文等利用超聲波凈化石油污染土壤，研究結果表明，超聲波技術對石油污染土壤有很好的修復作用。

2.1.3熱脫附技術

熱脫附技術是指通過直接或間接的熱交換，將土壤中有機污染組分加熱到足夠高的溫度，使其從土壤介質相蒸發出來的過程。熱脫附技術具有污染物處理范圍廣、設備可移動、修復后土壤能夠二次利用等優點，而對于PCBs等含氯有機污染物，使用非氧化燃燒的處理方式可以顯著減少二氧化碳的產生。目前土壤熱脫附技術在高濃度污染場地的有機物污染土壤的離位或原位修復過程中被廣泛應用，但因其脫附時間過長、相關設備價格昂貴、處理成本過高等問題在一定程度上沒有解決，所以熱脫附技術在持久性有機物污染土壤修復的應用中受到限制。

2.2化學修復技術

污染土壤的化學修復技術相對于其他修復技術來說是發展最早的，其特點是修復周期短。目前比較成熟的化學修復技術有固化/穩定化修復技術、氧化還原修復技術、淋洗/浸提修復技術、光催化降解技術、電動修復技術等。

2.2.1固化/穩定化技術

固化/穩定化技術是利用某些具有聚結作用的黏結劑與將污染土壤混合，從而實現污染物在污染介質中固定，使其長期處于穩定狀態的修復方法。固化技術是指利用物理化學、熱力學原理將土壤中的污染物（主要是重金屬離子）固定起來或是利用惰性基材將其密封包實，或者通過將污染物質轉化成化學性質較為穩定的形態的方式阻止其在土壤環境中遷移、釋放和擴散過程的發生；而穩定化技術是將污染物轉化為不易溶解、遷移能力更弱或者毒性更小的化學形態來實現無害化的過程，降低對土壤環境的危害。張新艷等研究結果表明：作為摻入固化劑中的沸石能夠促進含汞廢棄物的穩定化過程，當沸石的用量為0.3g/g以上時，固化體浸出汞濃度低于國家標準，與未添加沸石相比，其處理效率增加近一倍。

2.2.2氧化還原修復技術

氧化還原修復技術是指通過向污染土壤中添加化學氧化劑（Fenton試劑、O3、H2O2、K2MnO4等）或還原劑（SO2、FeO、氣態H2S等），使之與重金屬、有機物等污染物發生化學反應，產生毒性更低或易降解的小分子物質，實現土壤凈化的過程。Thomton等以硫化氫原位修復六價鉻土壤污染進行研究，結果表明在以氮氣作為載氣的情況下，當六價鉻濃度為200mg/kg，讓200mg/kg和2000mg/kg的硫化氫流經土壤柱進行反應；最后用去離子水淋洗土壤柱以分析六價鉻的去除效率，結果表明90%的六價鉻失活。大量研究發現：對PCE和TCE而言，用具有強氧化性的1.5%高錳酸鉀可以達到很高的去除效果；試驗中控制臭氧和萘酚的濃度比為5︰1時，目標污染物的去除率可達到80%。

2.2.3淋洗/浸提技術

淋洗/浸提技術的定義為把水或者混著沖洗助劑的水溶液、帶酸性或者堿性的溶液以及表面活性劑等淋劑液與污染土壤混合，從而達到洗脫污染物質的效果。這種離位修復技術被許多國家運用在工業中的存在重金屬污染或者復雜污染物的土壤處理。淋洗/浸提技術的優點在于這種方法能夠凈化解決土壤中的有機污染物，因為本技術方法是水溶液，用水量特別多，所以設置的修復場所盡可能在水源附近。

2.2.4電動力學修復技術

電動力學修復是指利用電化學和電動力學的復合作用驅使污染物富集到電極區，再進行集中處理或分離的過程。就是通過向污染土壤兩側施加直流電壓形成電場梯度，土壤中的污染物質在電場的作用下通過電遷移、電滲流或電泳的方式被富集電極兩端從而實現土壤修復。目前，電動修復技術已進入現場修復應用階段，我國也前后進行了菲和五氯酚等有機污染土壤的電動修復技術的研究。電動修復速率較快、成本低，適宜小范圍的粘質的可溶性有機物污染土壤的修復，且不需要化學藥劑的投入，修復過程中對環境幾乎沒有負面影響，與其他技術相比，電動修復技術也易于被大眾接受。但電動修復技術對電荷缺乏的非極性有機污染物去除效果不好。

3污染土壤修復技術發展展望

在污染土壤的處理和修復過程中，生物修復技術具備環保和經濟的特點，在當前我國的土壤處理工程中得到了極為廣泛的應用，在實際使用中，生物修復技術可以分為植物修復和微生物修復等幾方面，在研究中存在的問題主要包括如下幾方面：第一，研究人員重視實驗分析，對于處理過程的原理沒有太深的研究；第二，當前為能對針對性的修復技術和使用方法等進行系統性的總結研究，抑制了生物修復技術的普及和發展。因此，在未來發展中，研究人員要進一步普及生物修復技術，推進土壤污染處理工作的發展。

結束語

20世紀60年代以來，我國高污染工業企業的不斷建設以及幾十年來與環境極不匹配的經濟發展，從而忽視了土壤安全問題，致使近年來不斷發生因土壤污染而導致的農產品食品安全事件，食物鏈安全也正面臨威脅，因此，解決土壤污染問題已刻不容緩。

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