土壤污染修复技术及其应用分析

2021-01-13郝晓明

黑龙江科学 2021年14期

郝晓明

(山东海岳环境科技股份有限公司，山东烟台 264006)

土壤污染除了会降低土地资源利用价值外，还有可能导致地下水、农作物重金属超标，对人体健康造成危害。探究土壤污染修复技术的应用具有重要的现实意义。经过多年探索和实践，我国已形成了比较完善的土壤污染修复技术体系，根据修复原理的不同大体可分为物理法、生物法和化学法三类。每类可以细分为若干技术，如物理法包括焚烧法、热解析法，化学法包括淋洗法、氧化/还原法，生物法包括微生物修复、植物修复。实践中，需根据土壤污染成因、技术难度、治理成本等多种因素，选择恰当的修复技术。

1 常用的土壤污染修复技术

1.1 土壤淋洗技术

土壤淋洗修复技术是利用化学淋洗液去除土壤污染物，通过机械地悬浮或搅动污染土壤颗粒，使土壤中污染物与土壤颗粒分离。运用此方法需要先将治理区域中受到污染的土壤挖掘出来并运输到处理池中，按照特定比例，将配制好的淋洗剂倒入土壤，充分搅拌后采用沉淀法或蒸发法，将清洗过后的土壤晾干，然后重新回填，完成修复。土壤淋洗技术适用于受污染较为严重的土壤，可以灵活调节淋洗剂用量，达到较为理想的修复效果。该技术的缺陷是工程量较大，大面积污染区不宜选择该技术。

1.2 生物修复技术

利用植物、动物或微生物对受污染的土壤进行改良、修复，是一种绿色环保的修复技术。不同生物修复受污染土壤的机理不同，动物修复主要依靠蚯蚓、线虫的生命活动进行污染物分解，植物修复则是利用植物吸收、根虑将有毒的污染物转化为低毒或无毒物质，微生物利用吸收、沉淀达到减少污染物总量的效果。

1.3 焚烧修复技术

焚烧法是一种较为常用的污染土壤物理修复技术。需要使用挖掘机等设备将受污染的土壤挖出，然后放入容器中。将容器置于高炉内，通过加热焚烧的方法，让土壤中的有害物质转化或失效，从而达到修复效果。对于一些有机物(如氯化物、卤代烃等)含量较高的土壤，采用高温焚烧能够较为彻底地去除这些有机化合物。该技术的优势是效率较高、操作简便，但缺点也比较明显，它只能去除有机化合物，对于化学性质稳定的重金属元素(如金、银、镍等)，则无法处理。另外，焚烧过程中会释放出氯气等污染性或毒性气体，如果回收处理不到位，也会造成二次污染。

1.4 电动修复技术

该方法是目前常用的一种绿色修复技术，其原理是在待修复区域一侧插入正极电板，另一侧插入负极电板。由于土壤本身具有导电性，通电之后电子会从正极源源不断向负极做定向移动。电子移动过程中，会使土壤中的金属离子发生位移，最终在负极电板上大量聚集。每隔一段时间，将负极取出并进行清理，就可以达到污染修复效果。相比于焚烧法、淋洗法，电动修复不需要挖掘土壤，因此工程量小，适用于受重金属污染的土壤，且不会带来二次污染。该技术有一定的适用条件，如土壤含水率必须在50%以上，否则金属离子的运动速度慢，处理周期也会延长。

2 土壤污染修复技术的实践应用

2.1 研究区土壤污染概况

研究区位于某河流左岸，由于上游工厂排放的污水中含有较多重金属，加上周边农田滥用化学农药，导致水体与沿河两岸土壤受到较为严重的污染。经土壤取样分析发现，土壤中含量较高的前三种重金属依次是镉、银和镍。从污染物来源上来看，主要是河流上游的化工厂、有色金属冶炼厂排污所致。虽然近年来地方政府及环保部门加强了环境监管，但是由于工程污水净化设备落后，部分工厂仍然存在偷排情况，污水中重金属元素的处理不够彻底。

2.2 土壤修复技术对比筛选

目前可用于土壤污染修复的方法有多种，每种方法都有一定的适用条件，本次土壤修复工作中，进行了多种技术对比筛选。通过采样分析可知，研究区土壤的污染类型以重金属为主。气体抽提技术、高温焚烧技术等，主要适用于土壤中有机化合物的处理，对重金属的处理几乎没有效果，因此排除。土壤中镉、银、镍这三种主要的重金属元素，分别超标132倍、87倍和74倍，污染较为严重，必须要快速、彻底修复。曝气法、电修复法、植物/微生物法等，见效慢、处理周期长，不符合要求，因此排除。综合技术适用性、操作可行性、性价比等多种因素，选择了固定/稳定化技术。

2.3 固定/稳定化技术的应用

稳定/固化技术分为稳定化和固化两种技术。稳定化是使用化学试剂将污染物质转化成低毒或较难迁移的物质，固化是使用材料将污染物包裹起来，使之以较大颗粒状的形态存在，使污染物性质保持较为稳定的状态。稳定/固化技术的优点是技术成熟可靠、安全、排放少、处置成本较低，缺点是将污染物固定在混合体内而非去除，土壤内污染物总量未得到削减。

处理流程为：选择水泥基作为干试剂，按照1.5∶1的比例与水进行混合。在容器中充分搅拌、混合，得到均匀性良好的水泥基固定/稳定化材料，确保材料均匀、细腻，不存在明显颗粒。将胶体状的材料与受污染的土壤进行混合，通过搅拌、渗透等作用，土壤中的重金属元素会逐渐与固定/稳定化材料黏结在一起，并被完全包裹起来。随着时间的延长，材料逐渐固化，由于本身具有较强的密封性，可以保证被包裹的重金属元素不会对地下水和土壤造成危害，达到土壤修复目的。

3 应用土壤污染修复技术的注意事项

结合研究区土壤污染修复实例，要想取得预期修复效果，应注意以下几点：通过调查与研判，选择修复技术。可供选择的修复技术有数十种，而每种技术无论是在投入成本、技术难度还是适用范围等方面，均存在明显差异。只有了解技术特点，结合实际情况，才能选出最佳的修复技术。此外，技术修复应与源头防控相结合。虽然修复可以使土壤重新恢复正常，但是需要一段时间和较高的成本。应加强源头管控，做到防控相结合，才能保护好土地资源。