论文|污染土壤修复技术及研究前沿与展望

摘要：在我国当前的环境治理工作之中，土壤污染指的是由于人类活动和工业生产中产生的有害物质进入土壤中之后，由于其有害物质的类计量超过了土壤的自我净化和分解能力，使得土壤的化学成分含量和质量产生恶化，并污染了地下水，造成周边植物生长受到影响，人民生活健康也受到了维修。土壤污染现象的出现直接影响我国的发展和人民的生活，会导致多种环境问题的出现。我国当前主要研究的土壤修复技术是生物修复技术，其具备处理彻底，不产生二次污染等优点，对我国降低土壤污染影响有着极为重要的价值。

关键词：污染土壤；修复技术；前沿；展望

1我国当前污染土壤处理技术的研究现状

当前我国在污染土壤处理技术的研究中着重研究生物处理技术，生物处理技术相比与化学处理技术等具备诸多优势。当前我国土壤污染物的主要形式是无机物污染、有机物污染、复合污染、固体废物污染和生物污染等几种形式，无机物污染又包括重金属污染、非金属有毒物质污染和放射性物质污染，近年来由于工业的发展，我国许多地区的土壤都或多或少的受到了一定污染，影响了植物生长和人民的生活。同时，由于我国土壤污染处理技术的发展起步较晚，在发生污染时并未进行及时的处理，因此当前的土壤污染程度还在不断上升。我国土壤污染处理技术研究人员对生物处理修复技术的研究可以分为处理机理的研究和实验研究等几个方面，同时为了增强技术的实用效果，当前研究中的大多数都属于实验研究，对处理机理的研究较少。就当前研究的主体来讲，污染土壤修复技术近年来在我国的发展较快，但是，在实际研究中还存在不足，对处理机理、处理对象等方面的理论研究还存在不足之处。

2污染土壤生物修复技术的研究内容和进展

2.1物理修复

物理修复是指将污染物经过各种物理作用从污染土壤中去除或者分离的技术。当前应用较为广泛的物理修复主要是热处理技术，主要包括污染土壤蒸气浸提、微波/超声加热、热脱附等技术。

2.1.1蒸汽浸提技术

蒸汽浸提技术是一种可以有效去除土壤中挥发性有机污染物（VOCs）的原位修复技术。该技术是经过注射井将新鲜空气注入污染区域，利用真空泵产生负压，空气流经污染区域过程中解吸并夹带土壤孔隙中的VOCs经过抽取井流返地面；抽取出的气体经过活性炭吸附法以及生物处理法等净化处理之后可排放到大气中或重新注入地下循环使用。该方法有很多优点，如：成本低、可操作性强、可采用标准设备、处理有机物的范围广泛、不破坏土壤结构和不引起二次污染等。

2.1.2超声/微波加热技术

超声/微波加热技术是利用超声空化现象所产生的机械效应、热效应和化学效应对污染物进行物理解吸、絮凝沉淀和化学氧化作用，将污染物从粒状土壤上解吸，并在液相中发生氧化反应降解成CO2和H2O或环境易降解的小分子化合物的一种修复技术。超声波除了能对土壤有机污染物进行物理解吸，还可以通过氧化作用将有机污染物彻底清除。张文等利用超声波净化石油污染土壤，研究结果表明，超声波技术对石油污染土壤有很好的修复作用。

2.1.3热脱附技术

热脱附技术是指通过直接或间接的热交换，将土壤中有机污染组分加热到足够高的温度，使其从土壤介质相蒸发出来的过程。热脱附技术具有污染物处理范围广、设备可移动、修复后土壤能够二次利用等优点，而对于PCBs等含氯有机污染物，使用非氧化燃烧的处理方式可以显著减少二氧化碳的产生。目前土壤热脱附技术在高浓度污染场地的有机物污染土壤的离位或原位修复过程中被广泛应用，但因其脱附时间过长、相关设备价格昂贵、处理成本过高等问题在一定程度上没有解决，所以热脱附技术在持久性有机物污染土壤修复的应用中受到限制。

2.2化学修复技术

污染土壤的化学修复技术相对于其他修复技术来说是发展最早的，其特点是修复周期短。目前比较成熟的化学修复技术有固化/稳定化修复技术、氧化还原修复技术、淋洗/浸提修复技术、光催化降解技术、电动修复技术等。

2.2.1固化/稳定化技术

固化/稳定化技术是利用某些具有聚结作用的黏结剂与将污染土壤混合，从而实现污染物在污染介质中固定，使其长期处于稳定状态的修复方法。固化技术是指利用物理化学、热力学原理将土壤中的污染物（主要是重金属离子）固定起来或是利用惰性基材将其密封包实，或者通过将污染物质转化成化学性质较为稳定的形态的方式阻止其在土壤环境中迁移、释放和扩散过程的发生；而稳定化技术是将污染物转化为不易溶解、迁移能力更弱或者毒性更小的化学形态来实现无害化的过程，降低对土壤环境的危害。张新艳等研究结果表明：作为掺入固化剂中的沸石能够促进含汞废弃物的稳定化过程，当沸石的用量为0.3g/g以上时，固化体浸出汞浓度低于国家标准，与未添加沸石相比，其处理效率增加近一倍。

2.2.2氧化还原修复技术

氧化还原修复技术是指通过向污染土壤中添加化学氧化剂（Fenton试剂、O3、H2O2、K2MnO4等）或还原剂（SO2、FeO、气态H2S等），使之与重金属、有机物等污染物发生化学反应，产生毒性更低或易降解的小分子物质，实现土壤净化的过程。Thomton等以硫化氢原位修复六价铬土壤污染进行研究，结果表明在以氮气作为载气的情况下，当六价铬浓度为200mg/kg，让200mg/kg和2000mg/kg的硫化氢流经土壤柱进行反应；最后用去离子水淋洗土壤柱以分析六价铬的去除效率，结果表明90%的六价铬失活。大量研究发现：对PCE和TCE而言，用具有强氧化性的1.5%高锰酸钾可以达到很高的去除效果；试验中控制臭氧和萘酚的浓度比为5︰1时，目标污染物的去除率可达到80%。

2.2.3淋洗/浸提技术

淋洗/浸提技术的定义为把水或者混着冲洗助剂的水溶液、带酸性或者碱性的溶液以及表面活性剂等淋剂液与污染土壤混合，从而达到洗脱污染物质的效果。这种离位修复技术被许多国家运用在工业中的存在重金属污染或者复杂污染物的土壤处理。淋洗/浸提技术的优点在于这种方法能够净化解决土壤中的有机污染物，因为本技术方法是水溶液，用水量特别多，所以设置的修复场所尽可能在水源附近。

2.2.4电动力学修复技术

电动力学修复是指利用电化学和电动力学的复合作用驱使污染物富集到电极区，再进行集中处理或分离的过程。就是通过向污染土壤两侧施加直流电压形成电场梯度，土壤中的污染物质在电场的作用下通过电迁移、电渗流或电泳的方式被富集电极两端从而实现土壤修复。目前，电动修复技术已进入现场修复应用阶段，我国也前后进行了菲和五氯酚等有机污染土壤的电动修复技术的研究。电动修复速率较快、成本低，适宜小范围的粘质的可溶性有机物污染土壤的修复，且不需要化学药剂的投入，修复过程中对环境几乎没有负面影响，与其他技术相比，电动修复技术也易于被大众接受。但电动修复技术对电荷缺乏的非极性有机污染物去除效果不好。

3污染土壤修复技术发展展望

在污染土壤的处理和修复过程中，生物修复技术具备环保和经济的特点，在当前我国的土壤处理工程中得到了极为广泛的应用，在实际使用中，生物修复技术可以分为植物修复和微生物修复等几方面，在研究中存在的问题主要包括如下几方面：第一，研究人员重视实验分析，对于处理过程的原理没有太深的研究；第二，当前为能对针对性的修复技术和使用方法等进行系统性的总结研究，抑制了生物修复技术的普及和发展。因此，在未来发展中，研究人员要进一步普及生物修复技术，推进土壤污染处理工作的发展。

结束语

20世纪60年代以来，我国高污染工业企业的不断建设以及几十年来与环境极不匹配的经济发展，从而忽视了土壤安全问题，致使近年来不断发生因土壤污染而导致的农产品食品安全事件，食物链安全也正面临威胁，因此，解决土壤污染问题已刻不容缓。

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