下面文章主要針對目前我國工業(yè)土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)的研究和應(yīng)用案例，對固化/穩(wěn)定化、土壤淋洗、植物修復(fù)、電動(dòng)修復(fù)和微生物修復(fù)等5種技術(shù)進(jìn)行闡述和適用性評估。結(jié)果表明，固化/穩(wěn)定化是工業(yè)土壤重金屬污染最適宜的修復(fù)技術(shù)，其他4種技術(shù)存在局限性。其中淋洗技術(shù)成本高，電動(dòng)技術(shù)對土質(zhì)要求高，植物修復(fù)適合低濃度單一重金屬污染土壤，微生物修復(fù)在實(shí)驗(yàn)室研究階段。

　　關(guān)鍵詞：工業(yè)土壤,重金屬,修復(fù)技術(shù),適用性評估

　　工業(yè)土壤是指用于工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)用地的土壤。工業(yè)土壤的重金屬污染主要來源于城市建設(shè)期間工廠搬遷、金屬冶煉企業(yè)的不規(guī)范生產(chǎn)等。與農(nóng)田和礦區(qū)土壤不同，工業(yè)土壤重金屬污染大多數(shù)為累積性污染。其污染特點(diǎn)包括：(1)長期累積性污染;(2)污染情況復(fù)雜：其污染濃度高，污染復(fù)合性，污染深度大，毒性大(多為汞、鎘、鉛、鉻和砷等五毒元素);(3)污染物老化程度高：與突發(fā)性污染相比，可移動(dòng)性相對較低。工業(yè)土壤中的重金屬污染物可通過與密集的城市人群接觸而危害人體健康，又可通過影響大氣和水體而直接影響城市生態(tài)環(huán)境，進(jìn)而影響生命安全。因此，工業(yè)土壤重金屬污染修復(fù)是勢在必行。

　　根據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，從2001-2008年，國內(nèi)關(guān)停并轉(zhuǎn)遷的企業(yè)數(shù)量由6611迅速增加到22488個(gè)[1]。工業(yè)土壤中重金屬污染場地以As、Pb、Cd、Cr污染最為典型，如武漢某廠廢址土壤中Pb、Cr、Cd、Hg的含量分別達(dá)到11300、1210、9900、501mg/kg[2]，上南船廠表層土壤中Pb、Cu、Zn的含量分別高達(dá)752、883和7952mg/kg[3]。

　　國內(nèi)目前對工業(yè)重金屬污染土壤進(jìn)行治理技術(shù)主要包括固化/穩(wěn)定化、淋洗、植物修復(fù)、電動(dòng)修復(fù)和微生物修復(fù)技術(shù)等。固化/穩(wěn)定化技術(shù)成熟，操作簡單，安全，費(fèi)用低廉，可在原位固化多種復(fù)合重金屬污染土壤;土壤淋洗方法操作簡便，成本低，對重金屬的重度污染效果較好，并且處理量大，但是投資較大;植物修復(fù)技術(shù)對修復(fù)場地和環(huán)境的擾動(dòng)很小，具有綠化作用，成本低，但是不能處理重污染和復(fù)合污染土壤，并且周期長，普遍適用性低;電動(dòng)修復(fù)具有處理方便，二次污染少，不會(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu)，修復(fù)效率高，但是該技術(shù)受土壤理化性質(zhì)等影響很大，難于規(guī)模化應(yīng)用;微生物修復(fù)技術(shù)可以永久清除污染物，二次污染風(fēng)險(xiǎn)小，處理形式多樣，但是目前處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，在實(shí)際工程中應(yīng)用較少。

　　本文基于國內(nèi)土壤修復(fù)現(xiàn)狀，從修復(fù)的技術(shù)工藝，修復(fù)材料和工程裝備等方面評估工業(yè)土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)的適用性，為工業(yè)土壤重金屬污染的修復(fù)技術(shù)選用提供參考依據(jù)。

　　1工業(yè)土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)及應(yīng)用特征

　　1.1工業(yè)土壤重金屬污染修復(fù)應(yīng)用技術(shù)特點(diǎn)

　　工業(yè)土壤重金屬主要修復(fù)技術(shù)包括：固化/穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)、土壤淋洗技術(shù)、植物修復(fù)技術(shù)以及電動(dòng)修復(fù)技術(shù)和微生物修復(fù)技術(shù)等。

　　1.1.1固化/穩(wěn)定化處理技術(shù)固化/穩(wěn)定化技術(shù)

　　是指通過使用固化/穩(wěn)定化修復(fù)材料與土壤中的重金屬污染物發(fā)生吸附、氧化還原、絡(luò)合、沉淀等物理化學(xué)反應(yīng)，使其轉(zhuǎn)變?yōu)榈腿芙庑浴⒌鸵苿?dòng)性和低毒性的物質(zhì)[4]，從而降低重金屬在土壤中的遷移性和生物可利用性的一種修復(fù)技術(shù)。固化/穩(wěn)定化處理技術(shù)包括異位固化/穩(wěn)定化和原位固化/穩(wěn)定化。異位固化/穩(wěn)定化是目前國內(nèi)使用最多的一種固化/穩(wěn)定化處理工藝，其基本工藝流程為：先挖掘污染土壤，將其進(jìn)行破碎、篩分等預(yù)處理，然后加入固化/穩(wěn)定化處理材料，充分?jǐn)嚢杌旌希�最后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

　　土壤固化/穩(wěn)定化處理技術(shù)比較成熟，被公認(rèn)為是針對工業(yè)土壤重金屬最為有效的修復(fù)技術(shù)，特別適用于老化的累積性污染的粘性土壤，對土壤質(zhì)地、類型、污染物的遷移性和生物有效性等要素可接受程度高，并且成本低、易操作、修復(fù)時(shí)間短，但是其對固化/穩(wěn)定化修復(fù)材料(藥劑)要求高，對處理長期效果要進(jìn)行追蹤。

　　1.1.2土壤淋洗技術(shù)

　　土壤淋洗是利用化學(xué)溶劑或者清水通過離子交換、吸附、沉淀和螯合等作用，將土壤中的重金屬轉(zhuǎn)移至液相中，使其從土壤(主要指輕質(zhì)土或砂質(zhì)土)中淋洗出來，然后再將含重金屬的淋洗液處理，回收重金屬并循環(huán)淋洗液[5]。其技術(shù)工藝是先挖掘污染土壤，將污染土壤破碎、篩分等預(yù)處理，然后加入淋洗液進(jìn)行淋洗，之后用旋流器分離固液，將淋洗液和固體分別收集。

　　土壤淋洗修復(fù)技術(shù)適用于土壤污染面積小且污染較重的工業(yè)土壤治理修復(fù)，對水溶性重金屬的去除效率很高，可快速修復(fù)污染土壤，技術(shù)成熟，處理效果好，污染物去除徹底，無二次污染。其適合修復(fù)突發(fā)性、污染時(shí)間較短的工業(yè)污染場地，對砂質(zhì)土壤及重金屬遷移性和生物有效性較好的污染場地修復(fù)效果更好。但是其對土壤質(zhì)地選擇性高，修復(fù)成本較高，易造成土壤營養(yǎng)元素的淋失和沉淀，需對淋洗后的液相進(jìn)行處理，防止產(chǎn)生二次污染。

　　1.1.3植物修復(fù)技術(shù)

　　植物修復(fù)主要是利用植物尤其是超累積植物的生長過程來富集和吸收土壤中的重金屬，然后對植物進(jìn)行處理從而達(dá)到降低土壤重金屬含量的目的[6]。其中技術(shù)工藝路線是針對重金屬污染種類，篩選超富集修復(fù)植物，種植重金屬超積累植物，種植季結(jié)束，收割植物地上部分，集中處理，完成修復(fù)。植物修復(fù)技術(shù)特別適用于閑置的農(nóng)田土壤和礦山土壤，不適用于急于開發(fā)利用的工業(yè)場地土壤。

　　植物修復(fù)修復(fù)成本低，技術(shù)成熟，實(shí)施簡單。但是植物修復(fù)周期太長，一般需要幾年甚至十幾年才能達(dá)到修復(fù)要求，而且超富集植物對重金屬具有較強(qiáng)的特異性和拮抗性，不適合重金屬復(fù)合污染修復(fù)，此外對收割后的植物后期處理成本高。對急需開發(fā)利用、修復(fù)周期較短的工業(yè)場地，植物修復(fù)技術(shù)的適用性較差。

　　1.1.4電動(dòng)修復(fù)技術(shù)

　　電動(dòng)修復(fù)是將電極插入受重金屬污染土壤中，通過施加電流形成電場，利用電場產(chǎn)生的電滲析、電遷移和電泳等效應(yīng)，使土壤中的重金屬遷移富集至電極區(qū)進(jìn)行處理或分離，從而修復(fù)重金屬污染的土壤[7]。

　　電動(dòng)修復(fù)技術(shù)適合修復(fù)面積小、重度污染的工業(yè)重金屬污染場地。其技術(shù)成熟，可富集重金屬，便于集中處理或回收利用;適用于粒徑較小的土壤，如粘土等低滲透性的場地，可彌補(bǔ)土壤淋洗技術(shù)不適用對粘性土壤修復(fù)的缺點(diǎn);成本低，效率高，后期處理方便，二次污染少。但該技術(shù)用于不同類型土壤時(shí)要進(jìn)行優(yōu)化研究，僅適用于小面積的污染區(qū)土壤修復(fù)。

　　1.1.5微生物修復(fù)技術(shù)

　　微生物修復(fù)是利用土壤中的具有特異性的微生物，對一種或多種重金屬進(jìn)行沉淀、吸收、氧化和還原等作用，降低土壤重金屬的毒性[8]。或者利用微生物的活動(dòng)對重金屬離子進(jìn)行氧化、還原、甲基化和脫甲基化作用，改變重金屬離子的氧化還原狀態(tài)，降低土壤環(huán)境中重金屬離子的生物有效性。微生物修復(fù)技術(shù)不僅可以單獨(dú)用作重金屬污染土壤修復(fù)，還可以與植物修復(fù)結(jié)合，促進(jìn)植物對土壤重金屬的吸收效果。但是，微生物修復(fù)專一性強(qiáng)，其活性與環(huán)境因素，如溫度、水分、氧氣、pH值等條件緊密相關(guān)，難以修復(fù)重金屬復(fù)合污染土壤。

　　1.2工業(yè)土壤重金屬污染修復(fù)主要材料應(yīng)用

　　根據(jù)工業(yè)土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)的不同，其相應(yīng)的修復(fù)材料也有所區(qū)別，具體見表2。總體上，固化/穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)現(xiàn)已經(jīng)很成熟，主要修復(fù)材料比較易得、價(jià)廉，但針對不同工業(yè)土壤，需要優(yōu)化藥劑配方，并且固化/穩(wěn)定化處理效果的長期穩(wěn)定性是研究和關(guān)注的重點(diǎn)[9]。

　　土壤淋洗修復(fù)技術(shù)比較成熟，但酸堿淋洗劑會(huì)極大影響土壤，嚴(yán)重地破壞土壤的理化性質(zhì)，螯合劑EDTA、NTA和陰陽離子表面活性劑由于殘留土壤中難降解而易造成二次污染，應(yīng)進(jìn)一步探討研究使用天然有機(jī)酸、生物表面活性劑等對環(huán)境影響小的淋洗劑的應(yīng)用。

　　植物修復(fù)技術(shù)的修復(fù)材料主要是超富集類植物，但此類植物具有較強(qiáng)的選擇性和拮抗性，不適合工業(yè)重金屬復(fù)合污染土壤的修復(fù)，應(yīng)培養(yǎng)能夠適應(yīng)復(fù)合污染的超富集植物，同時(shí)研究植物修復(fù)與其他修復(fù)技術(shù)的聯(lián)合修復(fù)技術(shù)。電動(dòng)修復(fù)技術(shù)主要修復(fù)材料是電極，但是土壤中的添加劑、電極膜材料都可以提高修復(fù)效果，增加修復(fù)能力，因此對強(qiáng)化電動(dòng)修復(fù)材料的研究和應(yīng)用是電動(dòng)修復(fù)技術(shù)推廣和發(fā)展的一個(gè)重要研究方向。針對工業(yè)重金屬污染土壤的微生物修復(fù)技術(shù)，主要是以微生物為主要修復(fù)材料，培養(yǎng)適合工業(yè)污染土壤的嗜重金屬微生物、氧化還原微生物以及可甲基化微生物是應(yīng)用和推廣該技術(shù)的關(guān)鍵。

　　2工業(yè)土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)適用性評估

　　2.1工業(yè)土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)適用性評估

　　工業(yè)土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)適用性，可以從技術(shù)成熟性、經(jīng)濟(jì)成本、土壤適用性、修復(fù)時(shí)間等方面進(jìn)行評估。技術(shù)成熟性主要是從各種修復(fù)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展角度考慮，固化/穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)、土壤淋洗技術(shù)、植物修復(fù)技術(shù)等較為成熟。綜上，固化/穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)成本適中，對污染土壤類型的適應(yīng)性較強(qiáng)且修復(fù)時(shí)間較短，為工業(yè)土壤重金屬污染最佳修復(fù)技術(shù)。

　　2.2工業(yè)土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)推廣應(yīng)用可行性評估

　　本研究調(diào)研了我國及國外現(xiàn)有的土壤重金屬修復(fù)案例，并從技術(shù)先進(jìn)性，與國際水平差距和推廣應(yīng)用可行性等方面，對現(xiàn)有的修復(fù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了分析。固化/穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)其技術(shù)指標(biāo)易滿足、修復(fù)成本低、適用范圍較廣，修復(fù)設(shè)備較多且使用成熟，國內(nèi)外已有大量的工程修復(fù)案例，市場需求量大，推廣潛力大，可推廣應(yīng)用。

　　土壤淋洗修復(fù)技術(shù)的技術(shù)指標(biāo)重點(diǎn)是淋洗時(shí)間和淋洗劑，由于其工程修復(fù)所使用設(shè)備耗能較大以及對淋洗液進(jìn)行二次處理，導(dǎo)致其修復(fù)成本高，并且對土壤質(zhì)地有一定要求，其市場需求量一般，推廣潛力低，不適合推廣應(yīng)用;植物修復(fù)技術(shù)的技術(shù)指標(biāo)超富集植物，其修復(fù)成本低，但時(shí)間長且不穩(wěn)定，對收割植被需進(jìn)行二次處理，不適合急待開發(fā)場地的工業(yè)土壤重金屬污染修復(fù)，礦山以及農(nóng)田修復(fù)案例較多，工業(yè)場地修復(fù)案例較少，不適合推廣應(yīng)用;原位電動(dòng)修復(fù)技術(shù)技術(shù)指標(biāo)為電極材料和電源，對土壤質(zhì)地要求高，修復(fù)設(shè)備較少，國外雖有一些修復(fù)案例，但由于其不適合大面積工業(yè)土壤重金屬污染修復(fù)，不適合推廣使用;微生物及菌根修復(fù)技術(shù)尚處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，相關(guān)修復(fù)案例較少，不適合推廣使用。

　　3結(jié)語

　　針對工業(yè)土壤重金屬污染修復(fù)的土壤淋洗、固化/穩(wěn)定化、植物修復(fù)、電動(dòng)修復(fù)以及微生物及菌根修復(fù)等5種修復(fù)技術(shù)中，從技術(shù)工藝、修復(fù)藥劑、設(shè)備應(yīng)用以及和評估方法等方面，固化/穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)在國內(nèi)外的應(yīng)用比較成熟，是一種針對工業(yè)土壤重金屬污染很有效的修復(fù)技術(shù)，并且從設(shè)備、材料、能耗等方面考慮成本低、易操作，因此固化/穩(wěn)定化技術(shù)是工業(yè)土壤重金屬污染最適宜的修復(fù)技術(shù)。其他4種修復(fù)技術(shù)在成本、時(shí)間、技術(shù)成熟度各方面均存在一定的局限性，可以為工業(yè)土壤重金屬污染場地修復(fù)提供技術(shù)研究和參考。

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　　推薦期刊：工程地質(zhì)學(xué)報(bào)(雙月刊)是我國工程地質(zhì)學(xué)科綜合性的高級學(xué)術(shù)期刊。1993年批準(zhǔn)創(chuàng)刊發(fā)行16開本，每期96頁，國內(nèi)外公開發(fā)行。