污染土壤修复后合理化利用研究

徐石林 贺万亮

（1.浙江双源环境科技有限公司，浙江 宁波 315000； 2.浙江缘森生态环境科技有限公司，浙江 宁波 315000）

一般来说，修复之后的污染土壤也可以保持其形态和功能，可实现资源再利用的目的，但是从现实情况来看，我国对于修复后污染土壤的资源化利用重视程度不足，通常情况下就是采用将修复后污染土壤送到消纳场处理的方式。考虑到当今时代背景下土壤资源日趋紧张，如果没有采取合理的方式对修复后污染土壤进行合理化利用，会在一定程度上造成资源浪费的情况，因此有关部门需要坚持安全可行的原则对修复后的污染土壤进行重复利用，以贯彻落实党和国家提倡的可持续发展战略。

1.污染土壤修复后合理化利用的现状分析

党中央在2016年制定了《土壤污染防治行动计划》，并且要求各级政府将土壤治理的重点放在污染土壤一次性修复达标上，但是我国对于污染土壤修复的合理化利用工作还处于初期阶段，利用效率比较低。从全国土壤修复再利用的情况来看，污染土壤修复后利用现状不容乐观，在合理化利用方面还存在一些问题。主要表现在污染土壤修复后合理化利用的手段比较单一，基本上最常见的利用方式就是将其制作成水泥，很少会根据实际情况将其制成多元化产品；对于污染土壤修复后合理化利用机制建设不完善，缺乏专业人才。这些问题对于修复后土壤再利用效果产生一定的负面影响，如果无法有效解决这些情况就无法有效提升污染土壤修复后合理化利用的效率和质量。目前我国正在积极推进污染土壤修复后合理化利用技术的发展，并且鼓励各级政府积极推广使用，综合各方面因素制定修复后再利用的统一标准，从而降低污染土壤修复后合理化利用的难度，有效提升土壤资源利用效率。

2.污染土壤的修复和利用方式

2.1 污染土壤修复方式

2.1.1 物理修复技术

污染土壤的物理修复技术是指利用物理手段将污染物从污染土壤中分离，比较常用的就是热处理技术。一般情况下物理修复技术常用于场地土壤有机物污染处理等工作，除了热处理之外，也会采用土壤蒸汽浸提、微波加热、热脱附技术等。从现实效果来看，物理修复技术性价比比较高，技术手段比较简单，因此受到相关技术人员的青睐。其中热脱附技术具备处理范围广、设备可移动、修复后土壤再利用相对简单等优点，因此该技术在污染土壤处理中使用频率比较高，一些欧美国家已经实现热脱附技术的工程化处理，并将其高效应用于高浓度污染场地的有机物污染土壤修复等工作中，不过热脱附技术需要一些昂贵的处理设备，因此处理成本相对较高。另外，技术人员比较常用的就是土壤蒸汽浸提法，这种方法使用成本比较低而且操作性比较强，使用的设备比起热脱附技术使用的设备来说成本更低，而且能够处理的污染物质种类比较多，可以不破坏土壤结构也不会造成二次污染，正是因为该技术具备较强的优势因此土壤蒸汽浸提法成为比较常用的方式。

2.1.2 化学修复技术

化学修复技术在污染土壤修复和再利用方面应用也比较广泛，其中包含很多技术种类，从综合性价比的角度上看土壤固定/稳定技术是比较受到技术人员青睐的技术种类之一。土壤固定/稳定技术主要是利用污染手段将污染物固定在土壤中，使其处于稳定状态，从而降低有害物质的污染影响，一般来说使用该技术需要利用一些特殊的添加剂与污染土壤混合，利用化学原理降低污染土壤的活性指数，以此保证修复效果。这种方式性价比比较高，对于一般的土壤问题可以起到很好的处理效果，在日常修复中比较常用的稳定剂就是水泥。另外，土壤固定/稳定技术还可以处理一些复杂的金属废弃物，利用这种方式可以降低固体污染物的毒性，因其使用成本比较低、稳定性强因此深受技术人员的喜爱，但是这种方式需要较多仪器设备的支持，因此对技术人员专业能力要求比较高。此外，这项技术对于污染物埋藏深度、土壤pH 值、有机质含量等因素有一定的要求，如果影响因素比较多就会影响该技术的有效性。

2.1.3 生物修复技术

生物修复技术在污染土壤修复方面的应用研究开始于1980年左右，直到1990年左右得到实践应用的机会。一般来说，污染土壤生物修复技术是指利用土壤中的微生物来降解吸收土壤中的污染物质，将土壤中的污染物质控制到合理的范围之内，并且将土壤中包含的有毒物质转化为无毒物质。技术人员在使用生物修复技术时，根据修复主体的不同可以将其分为微生物修复、植物修复以及动物修复三种模式，其中比较常用的是微生物和植物修复技术。考虑到生物修复技术具备一些物理和化学修复方式不具有的优势而且越不容易产生二次污染，因此比较适合大面积的土壤修复工程，加之生物修复技术高效安全，符合绿色生态可持续发展的理念，因此生物修复技术成为土壤污染修复领域的发展方向之一。

2.1.4 联合修复技术

联合修复技术就是指利用两种或者是两种以上的方式开展土壤修复工作，通过这样的方式强化土壤修复的效率和质量，突破单方式修复技术的局限，因此比较适合复杂情况下的土壤修复工作。首先，比较常用的是物理-化学联合修复技术。物理-化学修复技术是利用环己烷和乙醇提取土壤中的污染物质，然后利用光催化的方式对其进行降解，在此基础上利用催化-热脱附联合技术对污染土壤进行修复。其次，微生物/动物-植物联合修复技术也是比较常用的方式之一。技术人员经常会使用这种方式对污染土壤进行修复，例如使用紫花苜蓿和土壤中的微生物相互作用以此降低土壤中的污染物含量，在此基础上利用根瘤菌和菌根真菌的双重作用也能有效增强上述修复方式，强化修复作用；另外，技术人员也会使用接种食细菌线虫处理污染土壤中含有的扑草净成分。

2.2 污染土壤合理化利用方式

2.2.1 原位利用

技术人员比较常用的修复后污染土壤合理化利用方式之一就是原位利用法。使用这种方式的前提是根据地区生态环境情况以及当地居民的健康风险标准制定科学合理的评估指标，根据评估指标开展修复后污染土壤的合理性利用工作，在这个过程中技术人员需要注意保持评估指标和修复再利用要求的一致性，另外技术人员开展修复再利用工作需要保证土壤指标和修复方案的合理性调整，防止产生二次污染情况，同时降低污染土壤修复再利用的风险。

2.2.2 异位利用

异位利用是指将修复过后的污染土壤转移到其他地方进行二次利用。考虑到一些污染土壤即使经过修复也不能直接在原地使用，因此技术人员需要将其转移到其他的地方进行二次利用，借此保证污染土壤的二次利用效果。不过从实际效果来看，异位利用法无法保证对修复的污染土壤进行完全利用，在使用时也会产生一定的风险，因此技术人员在使用这种方式时需要提前做好准备工作，综合各方面信息进行采样分析，做好信息调查工作，为之后二次利用工作提供参考，避免产生二次污染现象以及一些其他风险。

3.污染土壤修复后合理化利用的实例

现以重金属污染土壤修复后资源化利用制备陶粒为例进行分析和研究，首先根据重金属污染土壤的特性进行分析，然后根据重金属污染土壤的特征开展制备陶粒的试验，通过试验测试重金属土壤修复和合理化利用的可操作性，为污染土壤修复后合理化利用提供参考。

3.1 重金属污染土壤性质和成分分析

重金属污染土壤主要包含矿物质和有机物质等污染物质，这些成分和陶粒的成本基本一致。从污染土壤的成分来看，重金属污染土壤中矿物质主要是由于岩石的风化作用产生，按照矿物质的成分可以分为原生矿物质和次生矿物质两种，具体来说包含碳酸盐类矿物质、氧化物类矿物质以及硫化物等，这些物质对于土壤塑性有很好的作用，因此可以成为陶粒的骨架。另外，土壤中包含的有机物质主要来源于动植物残骸以及一些腐殖酸和富里酸，这些都可以为陶粒提供发泡物质。

针对某金属污染土壤地块的成分进行分析，从化学元素、物理性能以及浸出毒性等角度对污染土壤进行取样分析，在该地块中取三个样本A、B、C，对其进行分析，检测到其中的成分分布如下图所示：

图1 某重金属污染土壤地块取样化学成分分析

由上图可见，某重金属污染土壤中包含的各种化学成分基本上符合烧制陶粒的化学成分需求区间，可见修复之后的重金属污染土壤可以进行陶粒加工制作。除了对重金属污染土壤的化学成分进行研究和分析之外，也需要对其物理性能和浸出毒物进行检测。根据下图物理性能和浸出毒物检测结果显示，土样A 和土样B 经过生石灰修复之后其土壤的物理性能和正常的土壤性能并没有很大的区别；土样C 经过异位修复利用之后自身所含的矿物质产生大量流失，因此其可塑性较低，制作陶粒时会产生一定的影响。经过修复之后的重金属污染土壤已经不具备危险性，可以进行合理性利用。

图2 某重金属污染土壤地块取样物理性能分析

图3 某重金属污染土壤地块取样浸出毒物检测

3.2 修复后重金属污染土壤资源化利用制作陶粒实验

首先，技术人员需要对修复后的重金属污染土壤进行预处理，对其进行自然风干工作，然后经过筛滤将直径大于10 毫米的杂质剔除，然后将剩下的土壤依次加入5 毫米、2.5 毫米、1.25 毫米、0.63 毫米的筛网中，将其中包含的一些其他物质筛除，将经过0.63 毫米筛网的土壤进行研磨处理，重复筛滤得到细料。完成上述工作流程之后，取10 组样本按照不同的比例加入其他添加物质和水将其制成直径12 毫米的球状体。之后，技术人员将球状体放入干燥箱中风干，设定干燥箱温度为105 度，将球状体放在干燥箱中六小时，待干燥完成之后放入电炉焙烧，然后快速冷却。

其次，得到最终成品之后对陶粒的性能进行测试，针对发泡倍数、筒压强度、堆积密度的性能进行检测。根据检测结果可以发现，样本A 和样本B 制成陶粒之后因其自身所含的物质和物理性能比较好，因此生成的陶粒堆积密度和发泡情况比较好，但是样本C 受到自身因素的影响出现干裂情况，容易出现裂纹，可见污染土壤中的成分会影响自身的可塑性，最终直接影响陶粒的质量。

4.污染土壤修复后合理化利用的有效措施

4.1 采用多元化利用方式提升污染土壤的利用效率

为了贯彻落实党和国家提出的绿色生态可持续发展的理念，各级政府都在积极推进修复后污染土壤的合理性利用工作，不仅有效提升了对修复后污染土壤合理性利用的重视程度，也在采用多元化手段提升污染土壤的利用效率。首先，有关部门将修复后的污染土壤合理应用于道路建设活动中，确保污染土壤可以发挥自身的二次利用价值，但是采用这种方式需要注意远离水源保护区，避免污染土壤中的污染物质对水源质量造成负面影响，同时使用污染土壤建设道路基础设施时需要注意保护其中的管线，避免土壤中包含的有机物和酸性物质对管线造成影响，避免发生腐蚀管线的情况。其次，有关部门可以将污染土壤应用于农用地表层土摊铺中，提升农用地的土层厚度。如果使用这种方式有关部门需要聘请专业团队和工作人员对污染土壤进行生物修复，避免污染土壤中包含的有害物质对农作物和其他生物造成影响。为了保证污染土壤修复后合理化利用的效果，有关部门需要综合各方面因素制定统一、合理的标准，根据不同的污染土壤类型制定针对性修复后合理化利用方案，科学采用不同的利用方案实现二次利用的目的。一般来说，修复后的污染土壤经常会被用于城市绿化、建筑工地回填、道路路基填充等领域，借此提升资源利用效率，落实可持续发展的目标。再者，有关部门可以和一些环保企业合作，将修复后的污染土壤用作其他产品的制作，根据修复后污染土壤的化学成分、物理性能等因素合理策划环保产品，例如上文所说的将修复后的重金属污染土壤制成陶粒等。通过环保加工和二次利用提升修复后污染土壤的价值，在满足环保目标的基础上提升经济效益。

4.2 强化修复后污染土壤合理化利用的监管力度

实施修复后污染土壤合理化利用工作之后需要强化监管效力，借此保证合理化利用的效果。首先，有关部门需要加强人才队伍建设力度，抽调专业人才组成专业管理团队，利用人才开发和培训提升其专业水平，帮助专业人才接触更多先进的环保知识以及污染土壤再利用的技巧，并且加强对相关利用原则的宣传力度，确保工作人员可以找到更多合理化利用的思路和方法，根据修复后污染土壤合理化利用的要点和标准开展工作，提升合理化利用的发展进程。其次，有关部门需要综合各方面因素完善修复后污染土壤合理化利用的管理机制，强化责任制度建设，利用奖惩机制和考核机制强化监管力度，确保各个部门和工作人员可以明确自身的职责和义务。一旦发生任何问题，有关部门可以凭借监管机制第一时间找到责任人，借助相关的责任机制督促工作人员合法合理开展再利用工作。另外，有关部门也可以根据工作人员的表现，给予那些有创意性想法的工作人员一定奖励，借此激励工作人员积极创新修复后污染土壤合理化利用的方案，寻找更适合的方式提升资源利用效率。

4.3 合理调整再利用的限制范围，构建科学合理的程序机制

有关部门需要强化修复后污染土壤合理化利用的宣传力度，确保社会大众对于修复后污染土壤合理化利用有正确的认识，并且积极推广合理化利用的方式和技术，尤其是在农业领域加强推广力度，最大限度提升再利用的效率，在不影响农业生产质量和安全性的前提下为修复后污染土壤的合理化再利用提供新的思路和途径。另外，国家和各级政府可以设立基金或者是制定相应的补贴政策，给予那些研究修复后污染土壤合理化利用的企业一定的补助，增强其研究实力，确保合理化利用技术的发展，并且为其提供人才和资源支持加速技术创新，进而降低修复后污染土壤合理化利用的限制，提升利用合理性。在此基础上有关部门还需要加强对污染土壤修复利用的监管力度，利用实时跟踪的方式全面掌握再利用的情况，全面评估各种资料保证污染土壤修复利用的安全性。对此，有关部门需要完善污染土壤的修复方式和利用方式并且做好调查分析工作，对再利用效果进行风险评估，确保修复后污染土壤合理化利用不会对周边生态和居民造成负面影响，借此完善污染土壤修复利用的程序机制。

结语

综上所述，随着时代的发展变化以及国民环保理念的提升，国家对于修复后污染土壤的合理化利用工作保持高度重视。考虑到如今我国土壤资源比较紧张，因此秉持可持续发展理念开展土壤修复利用工作意义重大。加强对这方面的研究不仅可以寻找到更先进高效的利用方案，也可以进一步提升污染土壤的利用效率，为其寻找适合的二次利用渠道，确保污染土壤经过修复之后可以在此发挥自身的价值，为人民群众提供新的产品，在保证使用安全性的前提下提升污染土壤的价值和效用，全面推进我国环境治理的效果和生态环境的质量，贯彻落实党中央提出的绿色生态可持续发展的理念，推动污染土壤修复利用产业的发展进程。