薛 誠
(中檢集團理化檢測有限公司,上海 200436)
土壤污染已經(jīng)成為世界性的環(huán)境問題。我國擁有十分豐富的土壤資源,但就目前來看,我國土壤污染情況不容樂觀?!度珖寥牢廴緺顩r調(diào)查公報》顯示,耕地土壤點位超標率近20%,重污染企業(yè)用地、工礦業(yè)廢棄地、采礦區(qū)等土壤污染超標近30%,嚴重影響人體健康和食品安全,土壤修復(fù)現(xiàn)已成為環(huán)境保護工作中不可缺少的內(nèi)容[1]。因此,我國要加強土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測工作,逐步建立完善的全國土壤環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),制定土壤環(huán)境污染預(yù)警制度。人們要加強污染土壤修復(fù)技術(shù)的研究,采取有效的方式控制土壤污染面積以及污染程度,改善我國土壤環(huán)境,將我國打造成為一個環(huán)境友好型國家。
從整體來看,我國土壤污染情況較為嚴峻,污染面積大,土壤污染原因復(fù)雜多樣。目前,隨著工業(yè)化、城市化的加劇和農(nóng)業(yè)化學(xué)物質(zhì)種類、數(shù)量的增加,各種土壤污染帶來的負面效益與社會及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的沖突日漸深化。
所謂的土壤污染,是指人們生產(chǎn)生活中排放的有毒有害物質(zhì)未經(jīng)處理直接進入土壤中,對人畜健康造成危害的現(xiàn)象。土壤污染源有許多種,大致可以分為三類,即生活污染、工業(yè)污染和農(nóng)業(yè)污染。
生活污染是土壤污染的主要來源,人類消耗能源排出的廢水、人畜糞便未經(jīng)處理直接排放,其中摻雜的有害物質(zhì)進入土壤,產(chǎn)生病原菌等,造成生物性的污染,影響人體健康。長時間的細菌大量生長繁殖,進而危害植物的生長,人類食用的瓜果蔬菜也不可避免會受到影響。
隨著中國城市化進程的加快,許多工業(yè)園區(qū)建設(shè)用地選擇在城市邊緣的農(nóng)村,與農(nóng)田緊鄰,而有部分工業(yè)企業(yè)在實際運行中為了節(jié)約成本,任意排放工業(yè)污染物,排放的有害有毒物質(zhì)會隨著流水進入周圍的農(nóng)田。工業(yè)廢水中含有大量的重金屬(如汞和鉛)、硫化物等有毒有害物質(zhì),如果人們在被污染的土壤中耕作,重金屬就會從土壤中向農(nóng)作物遷移,通過食物鏈,最終在人體內(nèi)富集,當富集到一定量時將會嚴重危害人體健康。
我國是一個農(nóng)業(yè)大國,但耕地污染嚴重,這要求人們重視農(nóng)田土壤的修復(fù)和風(fēng)險防范?;士梢允罐r(nóng)產(chǎn)品增產(chǎn),農(nóng)藥可以防治害蟲、避免植物生病,兩者使用恰當,可以保證農(nóng)作物增產(chǎn),一旦使用不當,同樣會造成土壤污染。值得注意的是,雖然農(nóng)藥可以殺蟲、防病,但不可避免地會傷害農(nóng)業(yè)益蟲,破壞生態(tài)系統(tǒng),打破生態(tài)平衡,甚至也會通過食物鏈危害人體健康。
植物修復(fù)技術(shù)在20世紀80年代得到了迅速的發(fā)展,主要是利用植物自身的優(yōu)勢,即豐富的植被資源和凈化功能。植物能夠吸收部分的污染物,利用其自身的代謝功能、轉(zhuǎn)化功能進行降解修復(fù),尤其是對于污染物中的重金屬、農(nóng)藥、石油等有害物質(zhì)有很好的過濾修復(fù)作用。這項技術(shù)實施方便,成本低,能夠減少場地破壞,操作簡單,技術(shù)方面也沒有過高的要求,因此這一修復(fù)技術(shù)得到廣泛的認可。這一技術(shù)對于重金屬等污染物有著顯著的作用,然而植物修復(fù)技術(shù)周期長、植物種類的選擇以及對積累重金屬后的植被再處理都十分棘手,因此相關(guān)研究人員需要繼續(xù)探索對普遍污染物均有修復(fù)作用的植被以及如何處理修復(fù)土壤后的植被[2]。
土壤淋洗是利用清水、化學(xué)溶劑等將污染物從土壤中淋洗出來,把土壤中的固相重金屬轉(zhuǎn)移至液相中,接著對含有重金屬的淋洗液進行處理來回收重金屬,并循環(huán)利用淋洗液。對于淋洗劑的類型,一般有機物選擇的增效劑為表面活性劑,重金屬增效劑可為無機酸、有機酸和絡(luò)合劑等。增效劑的種類和劑量根據(jù)可行性試驗和中試結(jié)果確定。對于有機物和重金屬復(fù)合污染,一般可考慮兩類增效劑的復(fù)配。該方法的技術(shù)關(guān)鍵是尋找一種既能汲取各種形態(tài)的重金屬,又不破壞土壤結(jié)構(gòu)的淋洗液。例如,遠洋地產(chǎn)公司完成對集團原廠區(qū)的拆遷工作后,采用土壤淋洗技術(shù)對那一地帶進行土壤修復(fù)。場地中礫石、粗砂組分較大,利用淋洗技術(shù)可快速有效地去除其表面的污染物;污染土壤粒徑較大,重金屬污染面積較大,而使用該技術(shù)可有效降低修復(fù)成本。該項目已經(jīng)通過大連市環(huán)保局驗收并完成備案。隨著土壤淋洗修復(fù)技術(shù)的發(fā)展,該技術(shù)已經(jīng)可以達到用不同淋洗劑對不同形態(tài)重金屬進行淋洗的效果[3]。
化學(xué)氧化-還原技術(shù)是通過向土壤中添加氧化劑或還原劑對土壤進行修復(fù),常用的還原劑為含鐵類還原劑及一些具有還原活性的有機物,促使土壤中污染物分解成無毒或低毒的物質(zhì),從而達到修復(fù)的目的。該技術(shù)適用于各種土壤類型和顆粒,化學(xué)反應(yīng)速度快、修復(fù)時間短、反應(yīng)強度大,對污染物性質(zhì)和濃度不敏感,對某些難以用其他辦法處理的有機物有著良好的效果。而且,化學(xué)氧化反應(yīng)只產(chǎn)生水、二氧化碳等無害的反應(yīng)物,對環(huán)境的二次風(fēng)險低。氧化反應(yīng)能釋放大量的熱量,使一些反應(yīng)物揮發(fā),易于氣體的集中處理,該技術(shù)可以和其他修復(fù)方法結(jié)合,提高污染物的去除效率。
十九大報告全面闡述了加快生態(tài)文明體制改革、推進綠色發(fā)展、建設(shè)美麗中國的戰(zhàn)略部署,強調(diào)必須加大環(huán)境治理力度。解決污染土壤修復(fù)技術(shù)問題是環(huán)境治理中的重要一環(huán),人們要大力研發(fā)和推廣綠色的土壤修復(fù)技術(shù)。土壤生物修復(fù)對于環(huán)境的要求比較嚴格,如土壤性質(zhì)、溫度、pH值和營養(yǎng)條件等。這就要求研究人員因地制宜,不斷進行大量的實踐,尋找綠色的土壤修復(fù)技術(shù),減少對資源的浪費,避免出現(xiàn)二次污染。
由于我國污染土壤修復(fù)工作起步較晚,過去土壤修復(fù)技術(shù)比較單一,以物理、化學(xué)和物理化學(xué)相結(jié)合的修復(fù)技術(shù)為主。這些技術(shù)在某種程度上會造成二次污染,往往很難達到修復(fù)目標,所以多技術(shù)聯(lián)合修復(fù)的技術(shù)成為當前的發(fā)展方向。如今,土壤微生物修復(fù)技術(shù)、原位固化/穩(wěn)定化技術(shù)、原位化學(xué)氧化/還原技術(shù)等綜合性的工程修復(fù)技術(shù)雨后春筍般涌現(xiàn)。
過去,人們常用異位修復(fù)方法。異位修復(fù)技術(shù)是指將受污染的土壤從發(fā)生污染的位置挖掘出來,在原場址范圍內(nèi)或經(jīng)過運輸后再進行治理。但是,這種方法往往處理成本高,只適用于表層污染的土壤,無法治理深層土壤,這種治標不治本的方法已經(jīng)不能滿足治理需求。因此,近年來,人們研發(fā)出多種原位修復(fù)技術(shù),從而滿足不同污染場地的修復(fù)要求。
對于植物修復(fù),人們應(yīng)尋找、篩選和馴化更多更好的重金屬富集植物,利用基因工程技術(shù),將超富集植物的耐性基因移植到生物量大、生長迅速的植物中,使植物修復(fù)走向產(chǎn)業(yè)化。對于微生物修復(fù),人們可以通過基因重組,開發(fā)出抗逆性強、分解能力強的基因工程菌。同時,加大對生物修復(fù)技術(shù)的機理研究,特別是利用微生物進行修復(fù),篩選和馴化特異性強、能夠高效降解的微生物菌株,研發(fā)出一套靈活多變的污染土壤田間修復(fù)技術(shù),設(shè)計出針對性強、高效率、成本低的微生物修復(fù)設(shè)備,從而實現(xiàn)微生物修復(fù)技術(shù)的工程化應(yīng)用[4]。
污染土壤修復(fù)是一項充滿挑戰(zhàn)而又具有深遠意義的工作,能夠顯著改善我國嚴峻的土壤環(huán)境狀況。土壤修復(fù)是一種多學(xué)科交叉的綜合技術(shù),通過一系列作用,最終使土壤恢復(fù)健康狀態(tài),美化景觀、綠化環(huán)境。但是,我國污染土壤修復(fù)工作起步較晚,尚未形成完整的體系,在技術(shù)方面仍有很大的提升空間。因此,人們應(yīng)該加強對污染土壤修復(fù)技術(shù)的研究。只有做好土壤污染防控管理工作,人們才能減少人力、財力和物力的消耗,保持生態(tài)系統(tǒng)的平衡,將土壤污染對人類的危害降到最低,進而建成環(huán)境友好型國家。