摘要：從目前的形勢來看，我國的土壤重金屬和有機物的污染情況已經(jīng)非常嚴(yán)重，這已經(jīng)越來越受到國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。文章主要對工業(yè)污染場地土壤修復(fù)技術(shù)進(jìn)行研究分析，希望能夠給相關(guān)人員在實踐工作中提供一定的參考依據(jù)。
1、我國城市工業(yè)污染場地主要類型
1.1重金屬污染
在化學(xué)中，重金屬一般主要是指相對密度在5.0或者5.0以上的金屬元素，但是通常來說對其并沒有嚴(yán)格的定義，其共有45種重金屬元素，包括Zn、Ge、Mn、Cu等，其中因為As的屬性與重金屬元素的屬性相似，所以我們也把As視為重金屬元素，該元素也是目前工業(yè)場地污染中重要的重金屬污染元素之一。相關(guān)的研究表明，工業(yè)場地土壤污染的重金屬元素主要有8種，分別是As、Ni、Hg、Cu、Zn、Cd、Cr、Pb。這8種重金屬主要來源是化學(xué)原料和相關(guān)制品業(yè)、冶煉業(yè)、皮革和相關(guān)制品業(yè)、蓄電池制造業(yè)等。
1.2有機污染物
工業(yè)場地土壤有機污染主要是指能夠?qū)ν寥涝斐晌廴镜挠袡C物進(jìn)入到工業(yè)場地的土壤之中并產(chǎn)生相關(guān)的具有污染性的有機化合物，有機污染物的種類主要包括POPs（持久性有機污染物）、農(nóng)藥、多環(huán)芳烴（PAHs），另外還有石油類污染，這些有機污染物主要來自于石油化工、油漆、農(nóng)藥生產(chǎn)等相關(guān)行業(yè)。
1.3復(fù)合污染
復(fù)合污染主要是指重金屬、有機污染物的復(fù)合污染，這也是工業(yè)場地土壤污染的主要形式，其具體的形式比較多樣化，有不同重金屬之間的復(fù)合污染、不同有機污染物之間的復(fù)合污染、不同重金屬與不同有機污染物之間的復(fù)合污染，在目前我國工業(yè)場地土壤污染中主要的污染物就是重金屬之間的復(fù)合污染、石油類有機污染物之間的復(fù)合污染、重金屬與農(nóng)藥等有機污染物的污染，一旦土壤被這些復(fù)合污染物所污染，由于各種污染物之間存在一定的相互作用，會造成相關(guān)土壤環(huán)境與地下水環(huán)境發(fā)生變化，這也給工業(yè)場地的修復(fù)造成了嚴(yán)重的困難。
2、工業(yè)場地污染危害
2.1重金屬污染的危害
伴隨我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，很多含重金屬污染物慢慢通過各種途徑進(jìn)入到土壤當(dāng)中，這就造成了大面積的土壤中相應(yīng)重金屬元素的富集，影響了人類生存環(huán)境的質(zhì)量。根據(jù)我國的農(nóng)業(yè)部所做出的全國污灌區(qū)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國每年由于重金屬污染所造成的糧食減產(chǎn)超過1000多萬噸，而由于重金屬污染造成的不合格糧食每年多達(dá)1200萬噸，這樣合計出現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)損失至少200億元。由此可見，我國的土壤重金屬污染已經(jīng)慢慢發(fā)展成一個不容忽視的突出環(huán)境問題。
2.2有機物污染的危害
從土壤的污染過程分析，有機污染物主要可以包括兩種，分別是揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機污染物。在我國，土壤的有機污染物主要有石油烴類的有機污染物、鹵代烴類的有機污染物、農(nóng)藥類的有機污染物、多環(huán)芳烴類有機污染物、多氯聯(lián)苯類有機污染物等許多種有機污染物。很多的土壤有機污染物可以直接被人體吸收，甚至?xí)霈F(xiàn)在體內(nèi)積累的現(xiàn)象，這樣會大大影響人體生化和生理反應(yīng)，從而對人體的新陳代謝、發(fā)育功能產(chǎn)生影響，還會對人的智力發(fā)育水平造成一定影響，或者是破壞神經(jīng)系統(tǒng)等。而且人體內(nèi)如果有機污染物含量高，可能會促進(jìn)腫瘤的生長，造成癌癥發(fā)病率增加的情況。
3、工業(yè)場地污染的修復(fù)技術(shù)
目前我國污染土壤修復(fù)技術(shù)體系主要由生物和物化修復(fù)技術(shù)組成，目前國內(nèi)主要的土壤修復(fù)技術(shù)如圖l所示：
3.1植物修復(fù)技術(shù)
在土壤修復(fù)過程，具體的植修復(fù)技術(shù)主要包括植物提取技術(shù)、植物穩(wěn)定技術(shù)、植物揮發(fā)技術(shù)。首先，植物提取技術(shù)主要是指通過種植能夠大量吸收并積累重金屬與有機物的植物來吸收土壤中的重金屬與有機物，從而可以將土壤中的重金屬與有機物含量盡可能地轉(zhuǎn)移植物身上，然后對植物進(jìn)行收割和處理，以達(dá)到降低土壤重金屬與有機物含量和改善土壤的技術(shù)；其次，植物穩(wěn)定技術(shù)主要是指利用植物根際相關(guān)微生物的分泌屬性，將土壤中的重金屬與有機物進(jìn)行有效的沉淀或者螯合，從而預(yù)防重金屬與有機物繼續(xù)往地下滲透而污染地下水或者其他動植物，而間接地降低重金屬與有機物對人類健康的侵害；最后，植物揮發(fā)技術(shù)主要是指通過植物本身能夠進(jìn)行吸收、積累和揮發(fā)的屬性，對土壤中的重金屬與有機物進(jìn)行直接吸收積累與揮發(fā)，從而降低土壤重金屬與有機物的含量。
3.2微生物修復(fù)技術(shù)
對于微生物修復(fù)技術(shù)而言，往往是利用一些微生物的作用進(jìn)行土壤和水體中污染物的清理或是進(jìn)行污染物無害化處理的過程。在城市的土壤中，往往微生物的數(shù)量和種類都相對較大，它們在進(jìn)行重金屬與有機物無害化處理中發(fā)揮的作用是非常不可忽視的。利用微生物進(jìn)行土壤中重金屬與有機物的毒性的降低或者是吸附積累在土壤中的重金屬與有機物，可以慢慢改變根際微環(huán)境，這樣就能增加植物對重金屬與有機物的吸收，揮發(fā)及固定的效率。
3.3熱化法修復(fù)
這種方法就是直接通過加熱，或者是水蒸氣進(jìn)行加熱，紅外線進(jìn)行加熱、微波輻射進(jìn)行加熱，將土壤里的物質(zhì)慢慢加熱到一定的溫度，這樣可以使土壤中的一些可揮發(fā)性的污染物迅速氣化，再對這些可揮發(fā)性污染物進(jìn)行收集工作，就可以有效地降低土壤中污染物的濃度。這種熱化法對于能耗的要求比較高，這樣一般要求土壤具有一定的滲透性，只是針對一些可揮發(fā)性好的土壤污染物。
3.4固化-穩(wěn)定技術(shù)
將污染介質(zhì)中的污染物進(jìn)行固定，讓該污染物處于一個比較穩(wěn)定的狀態(tài)，這種修復(fù)技術(shù)即是固化-穩(wěn)定技術(shù)。該技術(shù)把固的穩(wěn)定劑和已經(jīng)被污染的土壤進(jìn)行混合，通過化學(xué)以及物理的方法來進(jìn)行污染物的物理、化學(xué)溶解程度或在環(huán)境中的活潑程度的降低。這種固化-穩(wěn)定的方法能夠在原位和異位上分別進(jìn)行，對于原位的固化-穩(wěn)定技術(shù)而言，比較適合那些被有機物污染的土壤或者是那些重金屬污染的修復(fù)工作；異位固化-穩(wěn)定化技術(shù)通常適用于處理無機污染物質(zhì)，不適用于半揮發(fā)性有機物和農(nóng)藥殺蟲劑污染土壤的修復(fù)。固化-穩(wěn)定技術(shù)可以處理多種復(fù)雜金屬廢棄物，形成的固體毒性低，穩(wěn)定性強，處置費用也較低，較為普遍應(yīng)用于土壤硬金屬污染的快速控制，對多種重金屬與有機物復(fù)合污染土壤和放射性物質(zhì)污染土壤的無害化處理具有明顯的優(yōu)勢。此外，污染物埋藏深度、土壤pH和有機質(zhì)含量等都會在一定程度上影響該技術(shù)的應(yīng)用以及有效性的發(fā)揮。
3.5清洗法
在進(jìn)行清洗法實施的時候往往需要用到一些表面活性劑，這些表面活性劑包括很多的類型：非離子性的表面活性劑﹑陰離子性的表面活性劑以及陽離子性的表面活性劑等。利用這些表面活性劑在進(jìn)行沖洗的過程中相對于單純的水力沖洗的去污能力可增強50倍以上，這樣就有了一個極佳的去污效果。另外，在當(dāng)今生物技術(shù)不斷發(fā)展的時候，生物表面活性劑也出現(xiàn)了越來越普及的情況，它的去污效果往往比一些常規(guī)的表面活性劑更加的具有環(huán)境親和性，更加易于降解，已經(jīng)漸漸成為一個未來表面活性劑的發(fā)展方向。對于一些農(nóng)藥污染的土壤往往可以采取利用有機溶劑進(jìn)行清洗的方法達(dá)到去污目的。
3.6熱脫附技術(shù)
熱脫附的主要工作原理就是運用熱能來增強污染物的揮發(fā)性，從而將污染物從污染土壤或沉積物中分離出去，并對這部分污染物先行集中處理。通常情況下，熱脫附系統(tǒng)包括熱解吸單元和廢氣處理系統(tǒng)這兩大模塊，其中，熱解吸過程又分為高溫?zé)崦摳胶偷蜏責(zé)崦摳?。相較于傳統(tǒng)技術(shù)，熱脫附技術(shù)的優(yōu)勢明顯，具備超大范圍的污染物處理能力，其設(shè)備可移動、使用靈活，并且經(jīng)其修復(fù)后的土壤可循環(huán)再利用，尤其適用于PCBs這類含氯有機物的分離處理，可以有效避免二惡英的產(chǎn)生。鑒于熱脫附技術(shù)的優(yōu)勢性能，現(xiàn)階段很多歐美國家已將土壤熱脫附技術(shù)工程化，在高度有機污染土壤的離位和恢復(fù)上取得了突破性進(jìn)展。但是，受到相關(guān)設(shè)備價格昂貴、運行成本過高、脫附時間過長等種種因素的限制，熱脫附技術(shù)在持久性有機污染土壤修復(fù)中還未得到廣泛應(yīng)用。
4、工業(yè)場地污染土壤修復(fù)技術(shù)的具體應(yīng)用
4.1工程概況
本工業(yè)場地位于江蘇，原先為化工廠，在化工廠搬遷以后對該場地土壤污染情況進(jìn)行調(diào)研與評估，發(fā)現(xiàn)該場地土壤土層極為復(fù)雜，局部土層出現(xiàn)不連續(xù)的情況，粉砂土層與粉質(zhì)黏土層也存在局部缺失現(xiàn)象。根據(jù)調(diào)查結(jié)果，該工業(yè)場地土壤中存在不同程度的有機物與半揮發(fā)性有機物污染，土壤中的污染物主要是氯苯與1，4-二氯苯，場地的污染區(qū)域比較集中，主要集中在員工也廠房生產(chǎn)裝置區(qū)。經(jīng)過技術(shù)篩選，本場地選擇了低溫?zé)崦摳?活性炭吸收異位修復(fù)技術(shù)和原位修復(fù)技術(shù)，部分土壤采用微生物技術(shù)和植物技術(shù)進(jìn)行修復(fù)。
4.2修復(fù)效果
在綜合使用多種修復(fù)技術(shù)以后，土壤中苯、氯苯、1，4-二氯苯經(jīng)修復(fù)后濃度顯著降低，污染物消除率分別是89.33%、94.95%、86.82%。但是在實際操作中，該工業(yè)場地的局部土壤未達(dá)到修復(fù)目標(biāo)，所以對未達(dá)到修復(fù)目標(biāo)的土壤進(jìn)行補充修復(fù)后取得成效。
5、結(jié)語
眾所周知，土壤是一種人類賴以生存的不可再生的重要自然資源。我們需要本著一個以預(yù)防為主綜合治理的環(huán)保方針，在源頭上對污染源進(jìn)行控制和消除。（本文轉(zhuǎn)自《中國高新技術(shù)企業(yè)》作者：伍秀群 胡宗元等）