周正慧

[摘要]：随着城市化建设不断加快和地区产业结构调整，一些工业企业逐渐迁出市区，场地将通过用地性质的变更和置换，再次开发利用。在场地再开发利用前，需开展场地环境初步调查，经初步调查确认存在污染的，需开展详细调查与健康风险评估，经详细调查与健康风险评估确认为污染场地的，需按规范要求进行治理修复。重金属污染是工业污染场地的重要来源，本文基于当前土壤污染中重金属污染物的修复技术的对比，提出选取的原则及建议。

[关键字]： 土壤污染 ；重金属 ； 技术

我国于2005年-2013年期间开展了全国土壤污染状况调查，调查面积约630万平方公里。根据调查结果，本次土壤污染状况调查的总超标率为16.1%，其中耕地超标率为19.4%，林地超标率为10.0%，草地超标率为10.4%，未利用地超标率为11.4%，重污染企业用地超标率为36.3%，工业废弃地超标率为34.9%，工业园区超标率为29.4%，固体废弃物集中处理处置地超标率为21.3%，采油区超标率为23.6%，采矿区超标率为33.4%，污水灌溉区超标率为26.4%，干线公路两侧超标率为20.3%[1]。基于上述数据，我国目前工业场地污染为土壤污染的主要来源。

在工业污染场地中，主要污染物为重金属及有机污染物，据统计，2015上半年全国土壤修复行业中，重金属污染项目占到了2/3。目前，场地修复工程普遍面临施工工期短、施工场地有限、修复技术尚不成熟等问题。国内的重金属修复技术的工艺设计、运用尚处于初步发展阶段，技术的可靠性和修复药剂的产品良莠不齐。因此，如何根据场地实际情况判断，选取适当的修复技术，推动土壤中重金属污染修复技术和产品的可持续发展，是当务之急。

1、 土壤中重金属污染主要来源

从工业源来讲，冶炼加工、化工、电镀、电池、塑料等行业排放的重金属均可以进入大气，然后经过沉降进入土壤；其次，含重金属污染物的工业废渣随意堆放或直接混入土壤，都是土壤中重金属污染物的主要工业来源[2]。因此，随着城市化建设加快及地区产业结构调整，大量工业企业迁出市区，导致了土壤中重金属污染问题愈发突出，重金属污染治理也迫在眉睫。

其次，燃煤过程中也会向大气释放重金属，这些重金属最终也会通过沉降进入土壤中。我国在2000年-2008年之间，由于燃煤量的增加使得汞的排放量不断增加，年排放量维持在76.8-173.6吨之间，呈现逐年递增趋势[3]。虽然近些年因为污控技术的不断提升，汞的排放量有所减少，但过去排放的重金属已经沉降到土壤中，对人体健康存在长期风险。

再者，随着城市化进程的不断推进，交通工具的数量逐年攀升，汽车尾气排放量越来越大，尾气排放的废气中含有重金属铅[4]，这些重金属也会随沉降进入土壤，因此，尾气排放也是土壤重金属污染的来源之一。

2、常见土壤中重金属污染物修复技术

2.1 挖掘-外运-填埋

“挖掘-外运-填埋”是指将场地污染土壤挖掘后外运，经过预处理后进入填埋场。此方法的局限性在于：（1）土壤填埋后并沒有消除污染，存在长期的潜在危害；（2）由于长期潜在风险，污染土壤填埋封场后，须配套进行严格的环境管理，如对渗滤液、周边土壤及地下水进行长期跟踪监测；（3）受相关法律法规限制，如果污染土壤经鉴别后为危险废物，将按危险废物相关管理要求进行处置，不仅增加管理难度，同时处置成本也会大幅上升；（4）土壤是宝贵的资源，填埋处置属于相对消极的处置方式，不利于长期可持续发展需要。

2.2 土壤淋洗技术

“土壤淋洗技术”是指通过淋洗液去除土壤中重金属污染物的过程，利用水力学方式机械地悬浮或搅动土壤颗粒，使污染物与土壤颗粒分离的技术[5]。具体可分为原位淋洗和异位淋洗两种技术。“原位土壤淋洗”是指通过注入井等向土壤加入淋洗剂，通过渗透作用与污染物发生相互作用，从而将污染物从土壤中析出，并与淋洗剂结合，通过解吸、溶解或络合反应，最终形成可迁移态化合物。“异位土壤淋洗”是指把污染土壤清挖后，存放在固定场所，再通过筛分技术，将污染土壤按粒径分离，在细颗粒土壤中添加淋洗剂，使污染物从土壤中析出，处理后的洁净土壤可用于回填、路基使用或进入填埋场。处理后含污染物的淋洗液需达标处置[6]。

此方法的优势在于，适用于大规模重金属污染场地及含有多种污染因子的土壤。其局限性在于（1）对于原位淋洗技术还因考虑场地的水文地质情况，多用于水力传导系数≥10-3cm/s、空隙多、渗透性好的土壤，如沙土、砂砾、冲积土、滨海土等[7]；（2）原位淋洗存在淋洗液向地下水迁移的风险，需要考虑修复过程中是否对地下水造成二次污染；（3）异位土壤淋洗技术，包括破碎、筛分、混合搅拌、脱水、水处理等步骤，需一整套设备来实现，固定投资和运营成本均较高。（4）对于异位淋洗技术，土壤的粒径大小、渗透性能等物理性质直接影响处理效果及成本，根据国外类似工程经验，此方法不适用于黏粒含量大于25%的土壤；（4）无论异位还是原位淋洗技术，在施工过程中使用大量的水和药剂，后续的废水处理也会增加处理的成本和复杂性。

2.3 植物修复技术

“植物修复技术”是指利用植物对重金属的吸收、富集和转化作用将土壤中的重金属去除或降低毒性的及时。植物修复技术的优势在于，植物修复处理成本相对较低，同时有利于土壤生态系统的保持和环境的可持续发展。其局限性在于：（1）植物修复技术限制了场地的再开发利用；（2）植物对重金属的吸收、富集和转化过程是一个相当缓慢的过程，非常耗时；（3）超累积植物是在重金属胁迫条件下的一种适应性突变体，往往生长缓慢，生物量低，气候环境适应性差，具有很强的富集专一性[8]，因此，污染物浓度、土壤结构、盐碱度、pH值等因素都可能限制超积累植物植被的正常生长；（4）被富集的污染物可能通过落叶再次回到土壤中去；（5）人类或动物误食超积累植物可能带来食物链被污染的风险。

2.4 重金属固化/稳定化技术

重金属固化/稳定化技术通常包括稳定化和固化两种类型，其中，稳定化技术，是指通过转换污染物的形态，使其转化为不易溶解、迁移能力或毒性小的形态，从而实现无害化处置，以降低其对生态系统的危害风险[9]。自80年代起，该项技术已经在美国、欧洲、澳大利亚等地广泛应用，也是目前国内应用较广泛的重金属污染土壤修复技术。而固化技术，是指通过物理作用将污染物包裹在不透水或者渗透性很低的固态材料中，降低污染物与溶液的接触面积或接触量，从而限制污染物的迁移，降低对环境的危害。

固化/稳定化技术可以原位实施，也可以异位实施，常用的工艺是将固化/稳定化药剂与污染介质（土壤）充分混合与养护，通过一系列物理化学反应过程，最终将污染介质中易析出的重金属处理为长期稳定低溶出的形态。通常会根据修复场地的操作场地的布局及空间、污染物的污染深度及固化/稳定化使用的药剂类型，来实际选择采用原位还是异位技术。

固化/稳定化技术优势在于处理时间短、使用范围广、工程实施便捷、费用相对低廉。其技术局限性在于：稳定化技术由于未从土壤中去除污染物，因此修复后土壤的最终处置方式受到一定的限制。稳定化修复后土壤理想状态可用于回填，一般可作为路基材料、防护绿化带或填埋场中层覆土等使用。

3、土壤中重金属污染修复技术筛选原则

修复技术的选择需要考虑场地现状、开发计划、处置成本等客观因素，在修复结果达标的首要前提下，修复技术的比选需遵循以下原则：

（1） 根据目标污染物的物理化学特性及生物可降解性来选择修复技术，确保修复技术的实现原理与目标污染物的特性相匹配。

（2） 根据场地水文地质条件、污染范围和浓度分布、利用现状，以及场地未来用地规划等因素选择适宜的修复技术，能够达到修复目标值及国家相关标准，并能够去除或控制场地污染源及其迁移暴露途径，以修复或控制场地周边及人群污染风险。

（3） 选取相对成熟可靠的修复技术，同时考虑施工的便捷性及可获取的资源，如设备、人员、水电供应等，以确保修复工程能顺利执行。

（4） 合理安排修复周期，在满足开发规划要求的同时，尽量选择修复时间短的修复技术，实现土地开发利用价值的最大化。

（5） 考虑场地污染种类和污染程度的差异性，结合不同修复技术的适用类型及其优势点，在保证修复效果的前提下尽可能减少修复费用。

4、结语和展望

目前，土壤中重金属污染修复技术各有利弊，在实际选择过程中，需要根据污染物的范围及浓度分布，结合修复目标、场地的水文地质情况、项目的工期、修復资金、施工的便捷性等因素综合考虑，选取最适合场地实际情况且经济可行的修复技术。

其次，随着科技发展日新月异，土壤中重金属污染的来源与种类也越来越多样化、复杂化，对人体健康存在长期风险。目前通用的修复技术尚未完全成熟，不能彻底有效消除土壤中重金属污染，因此我们面临重金属污染形势依旧严峻。研究及发展复合式修复治理方式，例如螯合剂-植物技术[10]、电压-植物技术[11]等，是未来土壤中重金属污染修复治理的发展趋势及重要手段。

[参考文献]：

1. 环境保护部、国土资源部 全国土壤污染状况调查公报 2014年4月

2. 潘海峰 铬渣堆存区土壤重金属污染评价[J ] 环境与开发 1994，9（2）

3. 易秋、薛志钢、宋凯、马京华、杜谨宏、刘妍 燃煤电厂烟气重金属排放与控制研究 环境与可持续发展 2015年第5期

4. FALAHI-ARDAKANI A Contamination of environment with heavy metals emitted fromautomotives [J] Ecotoxicology and Environmental Safety， 1984， 8： 152-161.

5. 张玮 土壤淋洗试验机总体及淋洗系统设计 机电信息 2015年第15期

6. 何岱、周婷等 污染土壤淋洗修复技术研究进展 四川环境 2010年第5期

7. 李玉双、胡晓钧、孙铁珩、侯永侠、宋雪英、杨继松、陈红亮 污染土壤淋洗修复技术研究进展 生态学杂志 2011，30（3）

8. 崔德杰、张玉龙 土壤重金属污染现状于修复技术研究进展 土壤通报 2004，35（3）

9. 林志坚、毕薇 重金属污染土壤固化/稳定化修复技术及设备研进展 广东化工 2016年第14期

10. 桑爱云、张黎明、曹启民 土壤重金属污染的植物修复研究现状于发展前景[J] 热带农业科学 2006，26（1）

11. Virkutyte J， Silanpaa M， Latostenmaa P Electrokinetic soil remediation –critical overview [J] Science of the Total Environment 2002，289（1-3）