工业污染场地土壤修复技术研究

2020-01-12闫雪莲

化工设计通讯 2020年11期

闫雪莲

（甘肃省张掖市民乐县环境监测站，甘肃张掖 34000）

目前，我国土壤污染问题越来越严重，并且大部分的土壤污染是因为工业化的发展造成的。由于工业化进程加快，再加上企业大部分只追求利益，对工厂废料的处理不达标，从而造成污染物直接进入土壤。这些污染场地的存在给国家和社会带来了很多问题，主要体现在环境和健康方面。土壤被污染就说明环境已经受到了损害，而被污染的土壤会进一步污染粮食，从而对人们的健康造成极大的危害，并且由于重金属毒性强、不能降解，使得土壤污染的治理难度更上一层楼。因此，在规范企业的同时，还要对土壤污染修复技术进行深入研究，以期找到能够从根本上解决土壤污染问题的方法。

1 工业污染场地修复技术的危害及重要性

我国的工业污染场所主要有重金属污染、有机污染等类型。重金属污染物在生产过程中以各种形式渗入到土壤中，造成严重污染，严重影响人类的生活环境。例如，一个废弃的小电池可以污染1m2的土壤。据有相关调查研究，每年我国重金属污染造成经济作物减产1 000多万吨，造成相应的经济损失高达200多亿元，严重影响农业作物生产，给农民造成重大经济损失。而有机污染直接影响人体健康，土壤中的有机污染物可以被人体直接吸收，影响人体的新陈代谢、发育和生长，甚至影响人的智力发展，造成神经系统破坏，严重危害人体健康。

2 重金属污染土壤的问题

要想从根本上解决土壤的重金属污染问题，就要深入分析重金属本身的特点，作为工业污染场地土壤修复技术研究的重要参考。研究人员可以通过重金属本身的特点来研究针对性强的相关技术。

3 土壤污染

3.1 土壤重金属污染

土壤的重金属污染是由于人类的行为造成的。人类生产的各种电池中含有重金属，人们所管理的各种工厂也会排放出许多重金属元素，这些行为都会使得土地质量退化，环境变得恶劣，可见土壤重金属污染的危害之大。

3.1.1 土壤重金属污染的特点

（1）重金属本身不可降解，并且含有很多有毒元素；

（2）土壤中的重金属不可以通过焚烧等方法去除；

（3）土壤中的重金属会在一定程度上对植物造成损害，并且土壤重金属污染大多都是复合型污染。因此，土壤重金属污染的时间长、造成的影响大、修复技术高，想要完全的解决土壤重金属污染问题，还需要做出很大的努力。

3.1.2 土壤中重金属的来源

土壤中重金属的来源大多是各种工厂。在工业生产中有许多行业会产生含有重金属的废料，这些行业包括冶炼、电镀、塑料、化工、采矿等。由于化学反应会产生很多重金属离子，因此，在工厂将废料排出时，重金属离子会随着废料进入土壤，从而使得土壤的重金属污染程度增加。

重金属也来源于汽车尾气的排放。随着我国经济的不断发展，汽车已经成了人们主要的代步工具，这就导致汽车尾气排放量迅速增大。由于汽车尾气在排放时也会产生一些重金属物质，所以随着汽车尾气排放量增大，会进一步导致重金属污染程度加深。

重金属还有一个来源是农业方面。在农业生产中，粮食种植都需要用到化肥、农药等，而化肥和农药中会有一些重金属离子，包括铜、镉、砷等。我国是农业生产大国，因此，农药和化肥的使用量非常大，使得土壤中的重金属含量成倍增加，使得土壤重金属污染程度进一步加深。因此想减少重金属的排放量，就需要从工业、农业以及交通这三个方面解决问题，研究出解决这些问题的有效方法。

3.2 土壤重金属污染的修复技术

对于土壤重金属污染进行修复，主要是利用物理、化学和生物的方法对土壤中的重金属进行降解、转移、吸收、处理，尽可能地减少土壤中重金属的含量，保证土壤的质量。但是重金属物质是很难被降解的，因此，目前治理土壤重金属污染主要是通过物理化学以及植物修复法和微生物修复法等。

3.2.1 物理修复法

电动修复法是由美国研究出来的一种对土壤进行净化的原位修复技术，主要是通过低直流电形成电场梯度的方式，使得土壤中的重金属物质在电场的作用下进行电迁移或电泳的土壤重金属污染修复方法。

3.2.2 冰冻土壤修复技术

冰冻土壤修复技术主要是通过在地下以等距离的形式在污染物周围进行适当的管道布置之后，再将处理过的冰冻溶剂放入管道，从而使得土壤被冻结，可以形成一道天然的冻土屏障，这样可以有效地防止污染物在地下的扩散。

3.2.3 化学修复技术

化学修复的前提是对重金属的特点进行充分了解，从而采用合适的化学修复剂，使得重金属离子与化学修复剂发生氧化还原沉淀等可以将重金属离子从土壤中分离出来的反应。

4 土壤中的有机物污染

有机物种类非常多，其中污染土壤的主要来源于工业、农业、交通以及日常生活中的垃圾等。需要知道的是，土壤有机污染和其他类型的土壤污染是不一样的，土壤的有机物污染有着自己的特性，并且土壤的有机物污染对于土壤的危害极大，解决土壤的有机污染是当前亟待解决的问题。土壤的有机物污染不同于重金属污染，有机物是可以通过微生物进行降解的。通过使用特定的微生物对土壤中的有机物进行降解处理，能够有效地解决土壤的有机污染，从而使得土壤中的有机污染物浓度达到国家制定的标准，降低环境风险。

4.1 土壤中有机污染物的概述

在全球方面来看，有机化学品的产量每年都会上涨。土壤中的有机污染物主要包括塑料制品、染料、石油类污染以及农药类污染等。土壤中有着各种塑料制品，如果不对这些塑料制品进行降解处理，那么它们将会在土壤中存留相当长的时间。塑料制品的主要成分为聚氯乙烯、聚丙烯等，会使土壤结构遭到严重的破坏，从而使得土壤质量极大下降，农作物大量减产、品质降低，甚至会破坏农业生态系统。另一方面，由于目前我国对垃圾的处理方式主要是焚烧，而在垃圾中有机物占绝大部分，因此在进行垃圾焚烧时，聚氯乙烯会产生很多毒性强的化合物，这些有机化合物如果散布到土壤中会造成土壤的水土流失，并且这些毒性很强的化合物也会以颗粒物等方式被人体吸收，从而对人类的健康造成非常大的损害。

4.2 土壤中有机物的修复方法

4.2.1 微生物修复法

微生物修复法主要是采取措施将微生物与土壤中的有机污染物进行反应，从而实现降解、去除、转化土壤的作用。采用微生物修复法需要对各种降解菌有着非常详细的了解，要知道哪种降解细菌可以对哪种有机物进行有效降解，使微生物修复法效率进一步提高。以微生物修复法作为基础，可以推出各种新技术。例如土壤堆肥技术，是在污染土壤堆肥的过程当中，大量的微生物会以有机污染物作为自己的营养物质，将这些有机污染物分解成小分子。这种创新技术可以有效地将土壤中的有机污染物分解。

4.2.2 植物修复技术

植物修复技术是通过忍耐性以及承受性足够高的植物来吸收并积累某种化学元素，从而对有机污染物中的相关化学元素进行吸收。植物修复技术有着很多的优势：首先这种方法非常环保，相对于其他的治理修复技术可以在很大程度上减少对于场地的破坏以及环境的干扰；其次，通过这种技术还可以增加土壤中的有机物含量。

4.2.3 热脱附技术

热脱附技术的工作原理是利用热能不断促使污染物挥发，逐步将污染物从被污染的土壤和沉积物中分离出来，同时对这些污染物进行集中处理。与过去的传统处理技术相比，热脱附技术具有显著的优势：热脱附设备移动灵活，可广泛应用于污染物处理方面，经修复的土壤可进行可循环性利用。热脱附技术尤其适合于PCBs 类含氯有机物的处理上，有效防止二噁英的形成。由此可见，热脱附技术在性能上具有非常明显的优势。目前，它已在欧美国家的土壤修复中得到广泛应用，在有机污染土壤的修复方面取得了显著的成果。

4.2.4 清洗法

清洗法实施过程中需要用到一些表面活性剂，表面活性剂有很多种，包括非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂等。利用这些表面活性剂的清洗效果是单纯的水力冲洗的50倍以上，从而达到更好的去污效果。此外，随着生物技术的不断发展，生物表面活性剂的应用也越来越广泛，其去污效果通常比常规的表面活性剂更加具有环境亲和性，更环保，且更加容易降解。对于一些农药污染的土壤，可以使用有机溶剂进行清洗。