淺析土壤污染與修復技術

當前我國土壤污染形勢嚴峻，文章分析土壤污染的造成的危害，綜述了國內(nèi)外研究中常見土壤修復技術，同時分析了各種方法的優(yōu)缺點及適用范圍。

當前我國土壤污染引起公眾越來越多的關注，我國土壤污染的產(chǎn)生可追搠到50多年前“大躍進”時期一些高污染工業(yè)企業(yè)的建設。近年來，隨著城市化的不斷推進，許多老工業(yè)企業(yè)因企業(yè)、搬遷遺留了大量的污染土地，這些污染土地污染物濃度非常高，污染深度甚至達到地下十幾米，有些有機污染物還以非水相液體的形式在地下土層大量聚集，成為新的污染源，有些污染物甚至遷移至地下水并擴散導致更大范圍的污染。這些土地因堆積儲存、泄露或其他方式承載了有害物質，具有潛在風險性，會對人體健康和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生危害，因此急需對這些污染場地實施土壤修復。

一、土壤污染的危害

1.土壤污染導致嚴重的直接經(jīng)濟損失

農(nóng)作物的污染、減產(chǎn)。對于各種土壤污染造成的經(jīng)濟損失，目前尚缺乏系統(tǒng)的調(diào)查資料。僅以土壤重金屬污染為例，全國每年就因重金屬污染而減產(chǎn)糧食 1000 多萬噸，另外被重金屬污染的糧食每年也多達 1200 萬噸，合計經(jīng)濟損失至少 200 億元。

2.土壤污染導致生物品質不斷下降

我國大多數(shù)城市近郊土壤都受到了不同程度的污染，有許多地方糧食、蔬菜、水果等食物中鎘、鉻、砷、鉛等重金屬含量超標和接近臨界值。土壤污染除影響食物的衛(wèi)生品質外，也明顯地影響到農(nóng)作物的其他品質。有些地區(qū)污灌已經(jīng)使得蔬菜的味道變差，易爛，甚至出現(xiàn)難聞的異味;農(nóng)產(chǎn)品的儲藏品質和加工品質也不能滿足深加工的要求。

3.土壤污染危害人體健康

土壤污染會使污染物在植(作)物體中積累，并通過食物鏈富集到人體和動物體中，危害人畜健康，引發(fā)癌癥和其他疾病等。

4.土壤污染導致其他環(huán)境問題

土地受到污染后，含重金屬濃度較高的污染表土容易在風力和水力的作用下分別進入到大氣和水體中，導致大氣污染、地表水污染、地下水污染和生態(tài)系統(tǒng)退化等其他次生生態(tài)環(huán)境問題。

二、我國當前土壤污染的現(xiàn)狀

2014年4月17日，環(huán)境保護部和國土資源部發(fā)布了全國土壤污染狀況調(diào)查公報。調(diào)查結果顯示，全國土壤環(huán)境狀況總體不容樂觀，部分地區(qū)土壤污染較重，耕地土壤環(huán)境質量堪憂，工礦業(yè)廢棄地土壤環(huán)境問題突出。全國土壤總的點位超標率為16.1%，其中輕微、輕度、中度和重度污染點位比例分別為11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。從土地利用類型看，耕地、林地、草地土壤點位超標率分別為19.4%、10.0%、10.4%。可見，我國土壤污染形勢嚴峻。

三、土壤修復技術

到目前為止，土壤修復技術已經(jīng)歷四個階段的發(fā)展：20世紀70年代：化學控制、客土改良;20世紀80年代：穩(wěn)定與固定、微生物修復;20世紀90年代：植物修復;21世紀初：生物/物化/聯(lián)合修復，并逐漸將污染治理的重點集中到污染場地修復。場地污染修復就技術門類又可分為三類：

(1)污染場地(土壤)物理修復技術

物理修復是指通過各種物理過程將污染物(特別是有機污染物)從土壤中去除或分離的技術。熱處理技術是應用于工業(yè)企業(yè)場地土壤有機污染的主要物理修復技術，包括熱吸附、蒸汽浸提、微波加熱等熱物理修復技術，還包括多相抽提等技術，已經(jīng)應用于苯系物、多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯、二噁英等污染土壤的修復。

(2)污染場地(土壤)化學修復技術

相對于物理修復，污染土壤的化學修復技術發(fā)展較早，主要有土壤固化一穩(wěn)定化技術、淋洗技術、氧化一還原技術、光催化降解技術、電動力學修復技術等。

(3)污染場地(土壤)生物修復技術

土壤生物修復技術包括植物修復、微生物修復、生物聯(lián)合修復等技術，進入21世紀后得到了迅速發(fā)展，成為“綠色環(huán)境修復”技術之一。

植物吸收修復技術在國內(nèi)外都得到了廣泛研究，已經(jīng)應用于砷、鎘、銅、鋅、鎳、鉛等重金屬以及與多環(huán)芳烴復合污染土壤的修復，并發(fā)展出包括絡合誘導強化修復、不同植物套作聯(lián)合修復、修復后植物處理處置的成套集成技術。

近年來，我國在重金屬污染農(nóng)田土壤的植物吸收修復技術應用方面在一定程度上開始引領國際前沿研究方向。同時開展了植物修復多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯和石油烴的研究工作，但是含有機污染物土壤的植物修復技術的田間研究還較少，對炸藥、放射性核素污染土壤的植物 修復研究則更少。

植物穩(wěn)定修復技術被認為是一種更易接受，可大范圍應用，并利于礦區(qū)邊際土壤生態(tài)恢復的植物技術，也被視為一種植物固碳技術和生物質能源生產(chǎn)技術。

微生物能以有機污染物為唯一碳源和能源，或者與其它有機物質進行共代謝而降解有機物。利用微生物降解作用發(fā)展的微生物修復技術是農(nóng)田土壤污染修復常見的一種修復技術。在我國，微生物修復技術已在農(nóng)藥、石油等農(nóng)田污染土壤中得到應用：

1)建立了農(nóng)藥高效降解菌篩選技術、微生物修復劑制備技術和農(nóng)藥殘留微生物降解田間應用技術;

2)篩選了大量的石油烴降解菌，復配了多種微生物復制菌劑，研制了生物修復預制床和生物泥漿反應器，提出了生物修復模式;

3)開展了持久性有機物如多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴污染土壤的微生物修復技術工作;

4)建立了菌根真菌強化紫花苜蓿根際修復多環(huán)芳烴的技術和污染農(nóng)田土壤的固氮植物一根瘤菌一菌根真菌聯(lián)合生物修復技術。

微生物修復研究工作主要體現(xiàn)在篩選和馴化特異性高效降解微生物生物菌株，提高功能性微生物在土壤中的活性、壽命和安全性，修復過程參數(shù)的優(yōu)化和養(yǎng)分、溫度、濕度等關鍵因子的調(diào)控方面。正在發(fā)展微生物修復與其它現(xiàn)場修復工程嫁接和移植技術，以及針對性 強、高效快捷、成本低廉的微生物修復設備，以實現(xiàn)微生物修復技術的工程化應用。

四、結語

目前，在我國土壤修復剛剛起步，土壤修復理論與技術研究還較欠缺，適合我國國情的土壤修復技術發(fā)展方向不十分明朗，鑒于此，筆者綜述了當前國內(nèi)外各種土壤修復技術的方法，并分析了各種方法的優(yōu)缺點及適用范圍，以期為污染場地修復提供借鑒參考。