污染场地土壤修复技术与修复效果评价

董晋明

(长治市环境监督管理中心，山西 长治 046000)

目前，我国正全面推进净土保卫战，全面实施土壤污染防治行动计划，2020年底前，编制完成耕地土壤环境质量分类清单。由此推断，国家进一步计划可能就是针对清单，全面实行分类地的土壤管理与修复工作。

污染地块土壤修复，指的是通过现代化人工技术手段，开展污染地块土壤调查、评估、风险管控以及效果评估的工作，使土壤得到生态功能改善或者可再次利用的效果，对于暂时不能修复的地块进行风险管控，以保障人体健康和促进土地资源可持续利用。本文归纳了当前不同污染地块的修复技术和评价效果，并针对性地提出了土壤修复工作中目前存有的问题及研究展望。

1 污染土壤修复标准

污染土壤修复标准，指土壤环境中污染物的浓度，经过土壤修复或不同清洁技术，降低到不对人体健康、生态环境系统构成威胁的程度水平。

1.1 土壤修复基准与影响因素

污染土壤修复基准，反映了在严重污染、突发事件状态下，土壤环境系统恢复自然生态功能的过程中，污染物急性、亚急性毒性(环境污染物在一定周期内一次或多次作用，导致人或生物机体损害)的危害与作用，主要制定标准受以下三方面影响[1]：

1) 土壤背景值。一般指在无人类活动影响下土壤的基本状态，背景值会随土壤类型有明显的差异性，是一个相对的背景值。故制定土壤修复标准，应充分考虑各区域背景值不同及特殊情况，尽可能缩减污染土壤修复标准的普遍适用范围。

2) 仪器检测水平。制定污染土壤修复标准，要开发适宜的分析技术、研制标准的分析方法，要根据仪器研发检测水平的发展，适当地进行目标调整，以达到准确鉴别典型污染物，准确测定低污染水平污染物的水平。

3) 修复技术水平。制定污染土壤修复标准，应随技术水平的发展，并基于现有污染土壤修复技术水平，适时地提高标准要求。尽管目前我国污染土壤修复技术日新月异，但仍不能满足人类美好健康生活对生态系统中土壤环境质量的严格要求。

1.2 土壤修复的新规范标准

为保障人类居住环境安全，促进土地资源可持续利用，2018年以前，现行颁布的与土壤污染修复相关的标准(仅国家标准和行业标准)，共63项[2]。2018年至2019年当前，全国人大常委会与生态环境部先后颁布了各类有关防治污染的新标准文件，详见第196页表1。

2 土壤修复技术

土壤污染按污染场地基本可以划分为：农田土壤污染、石油土壤污染、工矿业场地污染3种，主要污染物包括重金属污染物、有机物污染物、病原性污染与放射性污染物4类，而土壤修复技术，可以按修复原理分为物理修复、化学修复、生物修复、联合修复技术4种。

2.1 农田污染土壤修复技术

我国农田土壤污染主要表现在重金属污染(主要受关注污染物为Hg、Cd、As、Pb、Cr等)以及化肥农药施用不当引起的污染(较为严重的有重金属、病原菌、抗生素、激素及其他有机污染物等)[3]。在农田土壤重金属污染修复工程中，主要有工程措施、农艺调控措施、化学措施技术以及植物措施四大类应用较广的修复技术[4-9]，不同技术适用对象与方法不同，详见表2。

表1 土壤修复的技术规范标准

表2 我国农田污染土壤修复主要应用的技术

2.2 石油污染土壤修复技术

石油污染土壤污染物物主要包含碳氢化合物、卤代烃、其他组分(含氧、氮、硫化合物等)，石油污染土壤的特点是范围广、体系复杂、危害性大、治理难度大、治理周期长等。在土壤石油污染修复工程中，较为成熟的技术包括生物修复、物理修复、化学修复三大类[10-14]，详见表3。

表3 我国土壤石油污染修复主要应用技术

2.3 工矿业场地污染修复技术

我国工矿业场地土壤污染的主要污染物是重金属污染、不同有机污染物的复合污染、重金属与有机污染物的复合污染等。各种污染物之间的相互作用，会造成相关土壤环境与地下水环境发生变化，给工业场地的修复造成了严重的困难。适用于修复工矿业土壤复合类污染技术主要有植物与微生物修复技术，详见表2、表3，物理修复、化学修复[15-18]详见表4。

表4 我国工矿业污染土壤修复主要应用的技术

2.4 其他新型土壤修复技术

1) 微波修复技术。微波加热被污染土壤，通过挥发、分解、固定化的手段使土壤中的污染物收集、破坏或固定，属于热修复技术范畴。较传统热修复技术有能量损失小、加热速度快的优点，但异位修复成本较高，而原位修复时需要不同添加剂作为吸波材料加强修复效果[19]。

2) 阴燃技术。阴燃技术(STAR)属于热修复技术范畴，通过向污染土层中注入空气，在低能状态下点火引起污染物的慢性自持燃烧，然后利用污染物自身的燃烧热能引发周边污染区域的持续燃烧。该技术可以原位或异位处理，但要求土壤必须具有足够的透气性[20]。

3) 纳米材料修复技术。纳米材料修复土壤，主要利用纳米材料的吸附与氧化还原等一系列反应，降解有机物。常用纳米材料主要有金属类纳米材料、纳米光催化剂材料、聚合类纳米材料、碳基纳米材料等[21-23]。但在降解有机污染物的过程中，因纳米材料的高表面活性，导致其发生团聚与钝化现象。具体表现为：在土壤介质中，纳米材料的稳定性、反应活性以及迁移能力发生变化，目前对于原位污染土壤的实施较少。

3 土壤修复效果评价

评定污染土壤修复效果，是土壤修复工程不可缺少的定论环节。目前，我国土壤修复百业待兴，土壤修复标准及评价体系及修复效果评估的研究较少，评价方法主要包括4种：残留污染分析法、风险评估法、生态毒性评价、物理学评价。

1) 残留污染分析法。通过对目标污染物，场地内的残留量监测，分析检测结果，并与修复目标值对比，参考技术标准评价修复效果，其评价结果最为直观。《污染地块风险管控与土壤修复效果评估技术导则》中第7.1.2节明确指出，原位与异位修复后，土壤样品可采用逐一对比法，结合t检验与统计分析法，通过与土壤修复评估标准值对比，评价土壤修复效果。但其缺点是，目标场地复合污染物存在时，污染物间的拮抗、相加等作用，使毒性发生变化，最终可能影响评定结果[24]。

2) 污染场地健康风险评估。通过剖析污染场地中，污染物对人群的主要暴露途径，评估人体健康发生致癌风险或污染物危害水平，分为人体健康风险评估与生态风险评估两类。《生态环境损害鉴定评估技术指南土壤与地下水》规定，根据恢复目标，分别对基本恢复、补偿性恢复、补充性恢复的效果进行评估，恢复效果评估标准参照标准9.1章节。

3) 生物毒性测试法。以土壤中污染物浓度的变化以及生物生长变化，反映污染物对生物的毒性效应效果，来评价土壤修复效果。主要评价方法有生物毒性法、微生物毒性法以及土壤酶水平法[24-26]，详细评价方法见第198页表5。

4) 物理评价法。土体污染后，其工程性状会发生明显改变，可根据污染土体工程性质改变的程度，初步测评污染场地土体，常用的方法有无侧限抗压强度试验与渗透性试验，适用于应用固化/稳定化技术的修复效果评价[27]。

4 讨论与展望

1) 本文结合前人的研究，系统地阐述了土壤修复的标准以及国家最新发布的规范标准，并针对我国污染地块类型不同的分类列举了农田耕地、石油污染土壤、以及工矿业场地土壤污染的修复技术，并评价了不同技术的实用性以及优缺点。同时，本文简要阐释了土壤修复后效果评价方法，最后，针对性地指出了我国土壤修复中存在的问题，提出了部分发展建议。

表5 生物毒性测试技术

2) 土壤污染存在隐蔽性、潜伏性和长期性的特点，结合我国土壤修复发展现状分析，土壤修复中主要存在以下问题：a) 多元化、生态环保化、资源再利用化的修复技术发展迫在眉睫；b) 缺乏生态系统综合管理理念，不同环境要素要协同综合修复，防止二次污染[28]；c) 修复资金的来源和保障机制不明确，致修复工作质量无法得到有效提升；d) 污染地块外运土壤的监督管理，第三方调查、评估机构的监管等缺乏明确规定。

3) 污染土壤修复是一项复杂、耗时、耗资的巨大工程，我国在污染土地修复过程中也越来越重视风险评估[29]，搭建基于大数据、物联网与互联网背景下的土地修复决策支持系统势在必行。同时，我国土壤修复的发展将更趋于开展多元化、经济适用、易推广的绿色修复技术，生物修复技术、基因工程和酶学修复技术、联合修复技术和复合材料修复技术研究也将是解决我国复杂性污染土壤修复的重点研发技术。