王長(zhǎng)虹
摘 要:生態(tài)環(huán)境問題一直是各方研究的熱點(diǎn)和焦點(diǎn)。希望能夠相關(guān)部門引起關(guān)注與重視,特別是對(duì)于土壤污染,污染成分的復(fù)雜性不斷變化。此文章具體分析了污染土壤修復(fù)技術(shù)在土壤改造中的問題和技術(shù)上的難點(diǎn),以此提供相關(guān)人士參考。
關(guān)鍵詞:污染土壤;修復(fù)技術(shù);再造;展望;分析
土壤污染覆蓋率現(xiàn)當(dāng)下呈現(xiàn)出極高的上升趨勢(shì),需要科學(xué)合理的治理措施和方法。在許多治理措施中,土壤污染問題的根本解決方法是修復(fù)受污染的土壤。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷提高,土壤綠化質(zhì)量對(duì)于我國(guó)環(huán)保發(fā)展來(lái)說(shuō)非常重要,要求也相當(dāng)高。但是往往對(duì)于綠化土壤的質(zhì)量疏于管理,或者是說(shuō)保證土壤環(huán)保的工作實(shí)施根本就不具備一套完整的管理體系。因此土壤質(zhì)量不能得到保證,甚至嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)重大的污染環(huán)境。為此相關(guān)部門必須把凈化土壤第一,質(zhì)量第一,環(huán)保第一放到第一位。環(huán)保意識(shí)就是樹立土壤質(zhì)量,要放眼未來(lái),不要只顧眼前的利益,還要不斷提高園林綠化的施工質(zhì)量,土壤質(zhì)量管理得到一定的保證。
土壤污染的蔓延已成為世界環(huán)境污染問題之一,土壤污染最典型的特征和趨勢(shì)是:(1)土壤污染覆蓋范圍不斷擴(kuò)大;(2)土壤污染成分的復(fù)雜性不斷增加。在一些農(nóng)村城鎮(zhèn)化建設(shè)和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平不斷提高的背景下,土壤污染問題得到了進(jìn)一步發(fā)展。然而,現(xiàn)階段最典型的問題在于:土壤污染問題與污染土壤修復(fù)技術(shù)之間的矛盾突出,嚴(yán)重,需要在污染土壤修復(fù)技術(shù)中進(jìn)一步重新設(shè)計(jì)和開發(fā)處理。為了更好地促進(jìn)污染土壤的恢復(fù)質(zhì)量,本文試圖詳細(xì)分析和解釋上述問題。
1 污染土壤修復(fù)技術(shù)改造中存在的問題分析
對(duì)于現(xiàn)階段涉及的化學(xué)、微生物和植物修復(fù)技術(shù),在應(yīng)用于污染土壤修復(fù)的過(guò)程中存在一定的限制。根據(jù)污染土壤修復(fù)技術(shù)類型的差異,可歸納如下:(1)對(duì)于溶劑萃取方法,這種修復(fù)技術(shù)不適用于泥炭土和粘土,不可修復(fù)重金屬物質(zhì)和腐蝕性物質(zhì)。同時(shí),受到濕度因素的影響,應(yīng)用這種修復(fù)技術(shù)可能會(huì)由于土壤表面與溶劑之間接觸不充分導(dǎo)致修復(fù)效果降低;(2)對(duì)于化學(xué)脫鹵方法,這種修復(fù)技術(shù)不適用于泥炭土,不允許修復(fù)無(wú)鹵有機(jī)污染物,腐蝕性和爆炸性材料。同時(shí),一些脫鹵劑可以與土壤中的水含量發(fā)生化學(xué)反應(yīng);(3)對(duì)于植物修復(fù)技術(shù)而言,雖然這種修復(fù)技術(shù)在修復(fù)土壤類型和污染物類型方面沒有明顯的局限性,但需要長(zhǎng)時(shí)間的修復(fù)來(lái)實(shí)現(xiàn)污染物的降低。對(duì)于深度大于2.1m的污染物,修復(fù)效果會(huì)大大降低;(4)對(duì)于生物反應(yīng)器技術(shù),這種修復(fù)技術(shù)不適用于泥炭土和粘土,也不能修復(fù)非揮發(fā)性和無(wú)鹵素的有機(jī)污染物;(5)對(duì)于溶劑萃取技術(shù),這種修復(fù)技術(shù)也不適用于泥炭土和粘土,不可修復(fù)重金屬,腐蝕性物質(zhì)和爆炸性物質(zhì)。同時(shí),對(duì)于具有突出的異質(zhì)性的土壤,這種修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用很差。污染土壤修復(fù)技術(shù)的歸納與再造在過(guò)去十年左右的時(shí)間里,通過(guò)世界范圍的研究和使用,基本形成了包括物理修復(fù)、生物修復(fù)技術(shù)和化學(xué)修復(fù)技術(shù)在內(nèi)的污染土壤修復(fù)技術(shù)體系。在各類污染場(chǎng)地土壤綜合工程修復(fù)技術(shù)應(yīng)用方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)是國(guó)內(nèi)外相關(guān)污染土壤修復(fù)技術(shù)的研究現(xiàn)狀。
1.1 污染土壤修復(fù)技術(shù)的工程修復(fù)技術(shù)
工程修復(fù)技術(shù)是用未被任何量污染的新鮮土壤替換或部分替換污染土壤的方法,并增加土壤的環(huán)境容量,以達(dá)到修復(fù)土壤污染的方法。該方法可以進(jìn)一步分為三種方法:換土法、客土法、翻土法。換土法是指直接清除污染土壤,然后更換為清潔土壤。因此,在技術(shù)改造過(guò)程中,要注意妥善處理污染土壤,防止二次污染??屯练ㄊ侵父采w污染土壤上的清潔新土壤,減少污染物與植物根系直接接觸的面積。翻土法是將表層污染土壤翻至土壤底層或翻動(dòng)混合,降低土壤中污染物濃度至低于臨界危害值,因此該方法僅適用于技術(shù)改造中土層較厚的土壤。
1.2 污染土壤修復(fù)技術(shù)的熱修復(fù)法
熱修復(fù)是指污染土壤的加熱(常見的加熱方法包括蒸汽,射頻,紅外輻射和微波)。然后收集土壤中含有的揮發(fā)性污染物并均勻循環(huán)。目前,修復(fù)了2350多噸汞污染土壤,土壤中汞含量降至1.00 mg/kg以下,因此具有技術(shù)成熟、工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。然而,該方法消耗大量能量,導(dǎo)致運(yùn)行成本高,僅適用于揮發(fā)性污染物,因此技術(shù)改造的應(yīng)用范圍相對(duì)較窄。
1.3 玻璃化技術(shù)
玻璃化技術(shù)是指,將受重金屬污染的土壤制成玻璃狀物質(zhì),在其中固定有重金屬,從而消除了重金屬的污染。用于應(yīng)用該技術(shù)的工程需要大量的能量投入,導(dǎo)致成本高,但它可以從根本上解決土壤中重金屬的污染。其最大的優(yōu)點(diǎn)是效果快,適用于技術(shù)改造中受重金屬污染嚴(yán)重的土壤修復(fù)工作。
1.4 電修復(fù)法
電修復(fù)方法是指在污染土壤中引入低壓直流電場(chǎng),有機(jī)污染物或重金屬通過(guò)溶質(zhì)電泳和溶劑電滲定向遷移到陰極室,從而修復(fù)土壤。電氣修復(fù)通常用于污染重金屬的土壤修復(fù)。錢克強(qiáng)等人在現(xiàn)場(chǎng)和實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的研究表明,該方法不僅可以用于修復(fù)被無(wú)機(jī)污染物污染的土壤,它也適用于修復(fù)受低濃度有機(jī)物污染的土壤(如苯,乙酸,苯酚,二甲苯等)。與其他方法相比,該方法在技術(shù)改造中具有成本低,加工速度快的特點(diǎn),特別適用于水溶性污染物的修復(fù)。如果遇到非水溶性污染物,可通過(guò)化學(xué)反應(yīng)將其轉(zhuǎn)化為水溶性化合物,再按步驟進(jìn)行脫除修復(fù)。
1.5 土壤淋洗技術(shù)
通過(guò)淋洗液沖洗留在土壤中的污染物稱為淋洗法。淋洗技術(shù)需要將穿過(guò)污染土壤的淋洗液收集起來(lái),經(jīng)過(guò)處理后,再次重復(fù)利用。比如說(shuō)沙質(zhì)的土壤,基本上沒有粘性,所以在使用淋洗法的時(shí)候,能夠輕易將污染物吸收走。相反,如果粘性好的土壤,污染物會(huì)吸附在土壤上,進(jìn)行沖洗的時(shí)候,要反復(fù)的沖洗,還要進(jìn)行修復(fù)處理。清水、有機(jī)液和無(wú)機(jī)液這三種液體是常用的淋洗液。淋洗法費(fèi)用低,工作人員不會(huì)直接接觸污染源。但是在淋洗液中也有一些會(huì)和土壤發(fā)生化學(xué)變化,這就是所謂的二次污染。因此,在這方向,淋洗液的選擇必須要慎重,找專業(yè)人員來(lái)完成選擇工作。
1.6 生物修復(fù)技術(shù)
生物修復(fù)是利用植物、微生物、動(dòng)物的代謝活動(dòng)吸收、降解、轉(zhuǎn)化等機(jī)制降低環(huán)境中的污染物,使環(huán)境能夠恢復(fù)到初始狀態(tài)。由于生物體生長(zhǎng)、生存需要適宜的環(huán)境,對(duì)污染物的種類、濃度是有耐受性的,生物體在土壤中生存的深度有限,且生長(zhǎng)周期長(zhǎng),處理速度慢,因此只能用于表層土壤中低濃度污染物的慢速修復(fù)。但是生物修復(fù)技術(shù)不需要過(guò)多的能量投入,不引入額外的試劑,對(duì)土壤的擾動(dòng)少,不改變土壤的自身結(jié)構(gòu),成本相對(duì)較低,因此能夠綠化環(huán)境,有效避免二次污染和水土流失造成的污染擴(kuò)散問題,方便大面積推廣應(yīng)用。
2 污染土壤修復(fù)技術(shù)改造及發(fā)展前景分析
土壤修復(fù)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,已經(jīng)發(fā)展出物理、化學(xué)、生物等多種修復(fù)技術(shù),但每一種修復(fù)技術(shù)都有它的適用范圍和不足。工程技術(shù)工藝簡(jiǎn)單,但費(fèi)用較高;物理、化學(xué)修復(fù)又會(huì)破壞土壤本身的結(jié)構(gòu)、改變土壤本身的pH,造成土壤中營(yíng)養(yǎng)元素流失,導(dǎo)致土壤肥力下降,同時(shí)易造成二次污染。生物修復(fù)技術(shù)雖然能夠避免物理化學(xué)修復(fù)和工程技術(shù)的弊端,但修復(fù)速度太漫長(zhǎng)。
土壤污染不僅是土壤中污染物含量的提高,危害人民的身體健康,更嚴(yán)重的是以土壤為基礎(chǔ)構(gòu)成的生態(tài)環(huán)境的破壞,嚴(yán)重影響了我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展。因此污染土壤修復(fù)技術(shù)不應(yīng)僅僅把污染物從土壤中去除,或者將其固定,避免被生物吸收,而應(yīng)該是恢復(fù)土壤的使用功能,恢復(fù)以土壤為基礎(chǔ)的生態(tài)環(huán)境,而且由于土壤污染的復(fù)雜性,單一修復(fù)技術(shù)無(wú)法滿足修復(fù)需要。為了解決污染土壤修復(fù)過(guò)程中存在的上述技術(shù)問題,實(shí)現(xiàn)修復(fù)技術(shù)的逐步發(fā)展和完善,只能通過(guò)應(yīng)用相關(guān)的修復(fù)技術(shù)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行交叉互補(bǔ),有必要依靠技術(shù)的全面再造,確保污染土壤修復(fù)技術(shù)的合理改進(jìn)和完善。因此應(yīng)發(fā)展以恢復(fù)生態(tài)環(huán)境為目的,多種修復(fù)技術(shù)相結(jié)合的綜合修復(fù)技術(shù)。這種修復(fù)思路可以以物理化學(xué)修復(fù)作為前期修復(fù)手段,充分利用固化/穩(wěn)定化、溶解過(guò)濾、電解、加熱、吸附沉淀、氧化還原等使土壤中的污染物含量降低,再利用生物修復(fù)恢復(fù)土壤的生態(tài)功能。這種修復(fù)思路是以生物修復(fù)為核心,需要對(duì)生物修復(fù)進(jìn)行技術(shù)改造,利用現(xiàn)有的育種篩選、基因編輯技術(shù)推動(dòng)生物修復(fù)的技術(shù)發(fā)展,人工造出符合要求的超級(jí)生物,或者研究生物體降低土壤污染物的機(jī)理,結(jié)合生物反應(yīng)器技術(shù),直接對(duì)污染土壤進(jìn)行修復(fù)。
3 結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)本文以上分析不難發(fā)現(xiàn)在當(dāng)前技術(shù)條件的支持下,在污染土壤修復(fù)的過(guò)程中,對(duì)使用范圍有一定的限制,技術(shù)限制仍然突出。為了進(jìn)一步提高修復(fù)污染土壤的工作質(zhì)量,有必要采用再造方法,并根據(jù)污染土壤的實(shí)際情況,及未來(lái)場(chǎng)地土壤的使用方向,采用污染土壤修復(fù)技術(shù)改造??偠灾疚奶岢隽伺c重建和開發(fā)污染土壤修復(fù)技術(shù)有關(guān)的相關(guān)問題。簡(jiǎn)要分析和解釋可為今后的研究和實(shí)踐提供一些參考和幫助。
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