尤溪县谢坑矿区农田土壤修复试点土壤污染修复技术对比

詹明生

（三明市尤溪环境监测站，福建 三明 365100）

1 引言

详细地了解修复试点区域污染情况是对修复效果进行评价的基础，为使后期修复工作顺利开展，将该区域原有30多块小块农田合并整理成15块面积较大的农田，总面积约2000 m2，具体地块划分见图1，由第三方检测机构：江苏省华东南工地质技术研究有限公司对已确定的拟修复区域土壤重金属总量和有效量进行检测，测试数据见表1和表2。本文土壤修复技术对比为微生物法和化学固化法，见图1中的1～5号区、11号区、13～15号区。

图1 修复区域地块分布图

表1 拟修复区域污染重金属总量表（mg/kg）

表2 修复试点区域各采样点重金属有效量（mg/kg）

由表1和表2可知，本区域耕地土壤偏酸性，土壤中的铅和镉的总量和有效量超标，而铜、锌和砷基本不超标。

本次土壤修复试点介质为农田土壤，根据福建省农产品产地土壤重金属污染分级指标，修复区域超标严重的重金属主要为铅和镉。因此，本次修复主要以铅和镉的有效量变化进行评价，具体修复目标值见表3。

表3 修复目标值（mg/kg）

2 土壤修复技术对比

本次以试点中采用的微生物固化技术与化学固化技术进行对比。

表4 微生物固化技术与化学固化技术工艺参数

表5 修复技术实施后土壤中重金属有效量分析数据

2.1 修复效果评估

2.1.1 微生物固化修复效果评估

本次微生物修复地块有11、13、14、15地块，修复后数据见表5。

2.1.2 修复后土壤中重金属有效量Pb的含量分析

图2 土壤中重金属有效量Pb的含量

微生物修复实施后，检测2 d、30 d、60 d时Pb有效量的含量，由图2可知，随着时间的延长，Pb有效量的含量逐渐降低且趋于稳定，四幅地块修复60 d的Pb有效量平均含量分别为 23.65 mg/kg、18.72 mg/kg、32.14 mg/kg、15.72 mg/kg，固化率分别为57.23%、81.91%、73.35%、87.04%，且土壤中有效量Pb含量低于《农产品产地土壤重金属污染程度的分级》（DB35/T 859—2016）中的限制值 35 mg/kg。

2.1.3 修复后土壤中重金属有效量Cd的含量分析

图3 土壤中重金属有效量Cd的含量

在微生物修复实施后，检测2d、30d、60d时Cd有效量的含量，由图3可知，随着时间的延长，Cd有效量的含量相差不多且趋于稳定，四幅地块修复60d的Cd有效量平均含量分别为 0.29 mg/kg、0.26 mg/kg、0.27 mg/kg、0.25 mg/kg，固化率分别为29.27%、55.17%、54.24%、61.54%，且土壤中有效量Cd含量低于《农产品产地土壤重金属污染程度的分级》（DB35/T 859—2016）中的限制值0.3 mg/kg。有些地块固化率偏低可能是因为菌液喷洒不均匀或菌液没有渗透进污染土壤所致。

表6 微生物修复成本核算表

2.2 化学固化修复效果评估

本次化学固化修复地块1～5号采用最佳配比固化剂实施重金属固化修复。选用生物炭与碱性材料复配比例4%生物炭：2%碱性材料（按土壤耕作层重量计）对1号到5号地块土壤施加固化剂并混匀后，养护10天，取样化验分析（见表7）。

表7 修复工程后土壤中有效量含量分析数据

2.2.1 土壤中重金属Pb有效量含量分析

由图4可知，农田土壤经过固化处理后，1号到5号地块土壤中重金属Pb有效量含量分别由40.45 mg/kg、44.15 mg/kg、43.05 mg/kg、59.15 mg/kg、54.90 mg/kg 降低到 7.73 mg/kg、9.21 mg/kg、19.40 mg/kg、21.24 mg/kg、29.46 mg/kg，固化率分别为80.89%、79.13%、54.92%、64.10%、46.34%。化学固化修复后土壤中的重金属Pb有效量含量低于《农产品产地土壤重金属污染程度的分级》（DB35/T 859—2016）中限制值35 mg/kg。其中4号和5号地的修复数据不如其他地块效果好，可能是因为在后期工作中固化剂和污染土壤没有充分混匀导致的。

图4 土壤中重金属有效量Pb的含量修复前后对比图

2.2.2 土壤中重金属Cd有效量含量分析

图5 土壤中重金属有效量Cd的含量修复前后对比图

由图5可知，农田土壤经过固化剂处理后，1号到5号地块土壤中重金属Cd有效量含量分别由0.91 mg/kg、0.78 mg/kg、0.76 mg/kg、0.65 mg/kg、0.60 mg/kg 降低到 0.30 mg/kg、0.24 mg/kg、0.28 mg/kg、0.27 mg/kg、0.28 mg/kg，固化率分别为 66.53%、68.92%、62.65%、58.09%、53.83%。化学固化修复后土壤中的重金属Cd有效量含量低于《农产品产地土壤重金属污染程度的分级》（DB35/T 859—2016）中限制值0.3 mg/kg。

2.2.3 化学固化修复成本核算

表8 化学固化修复成本核算表

2.3 两种土壤污染修复技术成效对比

从两种土壤污染修复效果分析可知，微生物固化、化学固化修复技术应用于尤溪县重金属污染农田土壤，均可有效降低农田的重金属有效量含量，使之低于《农产品产地土壤重金属污染程度的分级》（DB35/T 859—2016）中的限制值，从而降低土壤中重金属的环境风险，修复后的土壤达到修复验收标准，修复工程实施效果较好，且工艺简单易操作，适合推广（见表9），微生物固化对土壤中Pb固化效果较好，修复成本较低。化学固化对土壤中Cd固化效果较好。

表9 土壤污染修复技术成效对比表