我国土壤污染修复治理技术研究进展①

傅小丽 曾德升

（1 海南省地质综合勘察院 海南海口 570206；2 昌江黎族自治县生态环境监测站 海南昌江 572700）

土壤污染具有潜伏性、长期性、不可逆性等特点，农田重金属污染不仅会影响土壤的理化性质，还能抑制农作物生产降低农产品的产量和质量，并通过食物链富集到人体中，从而威胁人体健康。大量研究表明，农业土壤污染的主要因素有涉重金属企业“三废”排放、污水灌溉、汽车尾气排放、不合理的农药和肥料使用等。

1 土壤污染现状

2014 年发布的《全国土壤污染状况调查公报》显示，全国土壤超标率为16.1%，1＜污染指数≤2有13.7%、2＜污染指数≤3 有2.8%、污染指数＞3有2.9%。污染类型以无机型为主，有机型次之，复合型污染比重较小。其中，耕地土壤点位超标率为19.4%，主要污染物为镉、镍、铜、砷、汞、铅、滴滴涕和多环芳烃。

宋伟等［1］通过对138个耕地重金属污染研究案例进行分析发现，我国耕地土壤重金属污染发生的概率为16.67%，推测全国受土壤重金属污染的耕地占总耕地的1/6 左右。其中，1＜污染指数≤2 占14.49%、2＜污染指数≤3 占1.45%，污染指数＞3占0.72%，Cd 污染的概率最高，Ni、Hg、As、Pb次之。总体上我国土壤污染不容乐观。

2 土壤修复治理技术

土壤污染的修复治理从大致可以分为两类，一类是减少农田中的重金属含量，另一类是降低土壤重金属的生物有效性，抑制其进入生物链。

2.1 物理化学方法

物理化学土壤修复治理方法包括克土、换土法、电动修复法、淋洗法、热脱附法等。

2.1.1 克土法

克土法指使用无污染土壤覆盖于污染的土壤上，阻隔或减少农作物根系与污染物的接触，但不能从根本上解决土壤污染物的去除问题。

2.1.2 换土法

换土法是指将受污染的土壤清理后，重新覆盖无污染的土壤，实施周期短、见效快，但需要二次处置受污染的土壤，比较适合污染重、面积小的土壤。

2.1.3 电动修复法

电动修复法将电极插入污染土壤中，通以直流电压，重金属离子在电场作用下向电极富集后再进行收集处理，适合处理重金属污染土壤，但在修复过程中容易发生“聚焦现象”。张涛等［2］研究表明，在阴极中加入乙二胺四乙酸（EDTA）作为阴极控制液可以明显促进Pb 在土壤中的迁移，促进重金属的去除。苏潮金等［3］采用逼近电极法强化电动修复废弃电镀厂周边Ni 污染的土壤，其去除率可达到67.2%。马强等［4］通过对比垂直电动修复技术在实际污染土壤和人为污染土壤中的修复效果，发现实际污染土壤的重金属迁移率明显较低，人为污染土壤的研究结果不一定能直接应用于实际污染土壤。

2.1.4 淋洗法

淋洗法是指在污染土壤中加入淋洗液，通过物理和化学作用，解析土壤中的污染物，再对淋洗液进行处理及回用的过程。该技术对于多空隙、均质、易渗透土壤中的污染物具有较高的去除效率，但淋洗过程会对土壤理化性质产生一定影响，同时造成土壤养分流失。程剑雄等［5］通过Pb 和Cd 污染土壤在不同淋洗剂的研究发现，化学淋洗剂会对水稳性团聚体结构造成不同程度的破坏，Fe（OH）3胶体对土壤颗粒有很强的胶结能力，一定程度上可以缓解淋洗过程对团聚体结构的破坏，相比于EDTA 和柠檬酸，FeCl3淋洗更有利于对重金属土壤修复和再利用。陈寻峰等［6］选用5 种常用的淋洗剂（EDTA、NaOH、草酸、柠檬酸、KH2PO4）对砷污染土壤进行组合复合淋洗研究发现，复合淋洗效果优于单一淋洗，复合二级淋洗效果优于复合一级淋洗，适当的复合淋洗组合能够提高污染土壤中砷的去除率。

2.1.5 热脱附技术

热脱附技术是指通过直接或间接热交换，将土壤中的目标污染物加热到足够的温度，使目标污染物得以挥发或分离，进入气体处理系统的过程，热脱附设备设定温度、土壤粒径、土壤含水率等因素对污染物的去除都有一定影响。通过控制热脱附系统的温度和物料停留时间可以有选择性的使目标污染物挥发，对不同有机污染物种类及浓度有着良好的适应性。在实际工程中，宜根据时间、成本和效果等选择合适的工艺条件，以提高热脱附修复污染土壤的效率，降低能耗，缩短工期［7］。

2.2 生物方法

生物土壤修复治理方法包括微生物修复、植物修复、动物修复等。

2.2.1 微生物修复技术

微生物修复技术是一种微生物自身的代谢作用，降解土壤中污染物或降低其活性，以减少污染土壤中的污染物或使其毒性减弱。肖建军等［8］从石油污染土壤中筛选出了1 株菌株寡养单胞菌（Stenotrophomonas sp.MJ-1），甲苯最大去除率可达90%。张惠等［9］通过对石油污染土壤样品进行富集分离筛选，得到30 株高效石油降解菌株，降解率高于85%的石油降解菌有5株，不同微生物菌株之间的分工协作可以提高有机物的降解效率。

2.2.2 植物修复技术

植物修复技术是指通过种植优选的植物，利用植物的吸收和代谢功能挥发、提取土壤中污染物，以降低或去除土壤中污染物含量的一种治理技术。目前，我国发现的超富集植物有东南景天、龙葵、鸭跖草、蜈蚣草等。涂鹏飞等［10］通过研究发现，油葵-花生、红叶甜菜-花生轮作模式种植对土壤重金属Cd 有较好的修复潜力，一季可提取土壤Cd总量分别为40.80、53.34 g/hm2。

2.2.3 动物修复技术

动物修复技术是利用土壤中的蚯蚓、线虫、甲螨等低等动物的吸收、转化和分解来达到修复污染土壤目的的技术。蚯蚓能够富集土壤中重金属，促进多种有机污染物的降解，改善土壤理化性质和提高微生物活性，在污染土壤修复治理中得到了应用。

2.3 联动修复治理技术

单一的污染土壤修复技术虽然具有各自的优点，但往往存在一定的局限性，难以达到高效率、低能耗、低投入的修复效果。针对于此，许多学者开展了联合修复技术在污染土壤的应用与研究，并取得了一定进展。

陈绩等［11］发现有机物料和交流电场的共同作用可以极大地促进东南景天对镉的吸收积累。安茂国等［12］以济南市某典型铬污染场地土壤作为研究对象，采用“化学还原+固化稳定”的方法修复铬污染土壤，总铬的生物可利用系数由0.439 8 降低至0.001 7，修复后的土壤Cr（Ⅵ）含量介于0.315～0.501 mg/kg，Cr（Ⅵ）被还原率＞99.5%。尹静玄等［13］研究表明，电动-微生物联合修复中耐镉细菌的加入能增强电渗和电泳作用，相比于传统电动修复蜡样芽孢杆菌Bacillus cereus strain与电动技术联用时，总Cd去除率可达30.77%。

3 展望

目前，土壤污染状况日益严重，土壤污染修复治理技术发展到多种修复技术联合使用，以克服单一修复技术的局限性。相比传统的单一修复技术，协同联合修复技术具有高效、经济等优势，已成为土壤污染修复研究的重要课题，寻求适用于不同污染土壤的高效、稳定、低成本的协同联合修复技术具有广阔的研究和应用前景。