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土壤污染修复及其技术展望

2020-10-09杨丽娟

关键词:土壤污染

杨丽娟

【摘  要】土壤是生态环境的重要组成部分,土壤也是人类生存的主要资源之一。近年来,土壤污染问题给人们带来了巨大的经济损失,引起了人们的注意,无论是資金投入、管理监督还是环境保护技术方面,相对过去而言都取得了巨大成效。然而我国土壤污染修复方面面临的形势仍然十分严峻,大部分地区的土壤污染十分严重,具体表现为:土壤侵蚀、土地荒漠化、土地盐碱化、土壤贫瘠化、土壤多样化的污染以及新老污染物共同存在的问题。

【Abstract】Soil is an important part of the ecological environment, it is also one of the main resources for human survival. In recent years, soil pollution has brought people huge economic losses and attracted people's attention. In terms of capital investment, management supervision and environmental protection technology, great achievements have been made compared with the past. However, the situation of soil pollution remediation in China is still very serious, and the soil pollution in most areas is very serious, which is manifested as soil erosion, land desertification, land salinization, soil impoverishment, soil diversification pollution and the co-existing problems of new and old pollutants.

【关键词】环保政策;土壤污染;修复技术展望

【Keywords】environmental protection policy; soil pollution; prospects of remediation technology

【中图分类号】X53                               【文献标志码】A                                   【文章编号】1673-1069(2020)08-0176-02

1 国内土壤环境保护污染现状

国内土壤环境保护部门关注的重点问题是土壤的污染与防治,近年来对土壤环境保护的风险管理以及风险控制尤其关注。2005年,环境保护部门在全国范围内开展了对土壤现状的调查以及土壤污染的防治,此次调查通过对土壤的大量检测,掌握国内土壤污染的现状、污染物质比例、主要污染物类型以及污染程度等基本因素。2008年,国家环境保护部门发布了关于保护土壤的《关于加强土壤修复防治工作的若干意见》文件,其中重点强化了土壤污染防治工作的措施。

2 国内主要的土壤环境保护问题

国内土壤的成土母质大致可分为基岩风化物以及松散沉积物两类。国内土壤类型众多,世界上的主要土类在国内几乎均有分布。土壤退化是国内主要的土壤环境保护问题,土壤退化指由于人类不合理开发利用土地造成的生产力衰减,甚至不能耕种。近年来,随着我国人口的迅速大量增长以及经济的高速持续发展,国内土壤退化状况变得愈加严重。

3 国内土壤污染的类型及比例

国内土壤污染大致可以分为以下几个类型。

3.1 土壤侵蚀

我国水土流失较为严重,根据2009年国内环境保护状况公报,国内现有水土流失面积349.92万km2,占国土总面积的35.2%。其中水力侵蚀面积145.22万km2,占国土总面积的16.8%;风力侵蚀195.70万km2,占国土总面积的23.4%。土壤侵蚀会造成生产能力部分或者全部丧失。

3.2 土地荒漠化

不合理的自然与人为因素相互作用导致土地荒漠化。我国荒漠及荒漠化土地分布较广,目前,全国约有245.62万km2的荒漠化土地,主要分布在北部以及西北部,尤其是农牧交错地带较多。其成因大多是过度开垦、过度放牧或砍伐等现象,导致生态失衡所造成的。严重的土壤荒漠化可能导致土地生产能力部分或者全部丧失,不能耕种,进而导致生态环境的恶化,并且对国内的农业生产造成极其恶劣的不良影响。

3.3 土壤盐碱化

土壤盐碱化主要发生在干旱、半干旱区域。国内盐碱化土壤面积较大,约为3660万公顷,其中受盐碱化影响最大的耕地主要分布在淮海平原、东北平原、西北内陆等地区,总面积达644万公顷,约占全国土地总面积的9%。国内的盐碱耕地中,多数属轻度盐碱化,对农业生产影响不大;少数为中强度盐碱化,对农业生产影响较大。

3.4 土壤贫瘠化

土壤退化的最基本的特点之一是土壤贫瘠化,造成土壤贫瘠化的主要原因是由于土壤中营养元素含量的减少,促使土壤退化进程加快,从而使土壤中的有机质、氮、磷等营养元素减少。在过去几十年的时间中,我国为了增强土壤肥力,增加粮食产量,消耗了土壤中大量的营养物质。这些基本的营养物质被带出土壤,降低了土壤营养,进而导致土壤贫瘠化。

3.5 土壤污染

目前,国内一些地区土壤污染化严重,重度污染工业密集区、工矿开采区、城市以及城郊地区均出现了土壤重污染;土壤污染类型多种多样,呈现出新老污染物并存、无机有机复合污染共生的不利局面;土壤污染途径多,原因复杂,控制难度大,对其治理困难,农产品质量安全问题以及群体性事件逐年增多。

4 环境保护的国际通则及国内政策

4.1 土壤环境保护背景

20世纪70年代之前,发达国家很少关注土壤污染问题。随着各种污染事件的发生,土壤污染问题开始受到关注。污染土壤修复治理需要投入巨大的资金以及人力,根据发达国家对土壤治理的经验,亟需加强对土壤保护政策的重视。

4.2 部门合作对于制定土壤政策的重要性

制定土壤政策都是很复杂的问题,究其原因在于法律和制度上和许多法规以及许多不同的部门均存在一定的关系。

4.3 信息公开是土壤保护政策制定的一个重要组成部分

许多发达国家建立了可供公众查询的污染土壤的信息数据库,例如,美国秘书建立的联邦污染场地名从2003年5月开始对公众开放,至今已经3000多个污染场,公众可以通过输入场地名称、省份或地区、联邦选举区、划等多种检索方式来获取场地基本信息,包括场地的位置、污染程度等信息。

4.4 国内政策

环保部2014年2月中旬的新闻发布会显示,《土壤环境保护和治理行动计划》正在编制过程中,届时将对全国土地污染调查结果、重金属污染耕地治理问题进行明确。此外,环保部还与2014年2月底批准发布了《场地环境调查技术导则》《场地环境检测技术导则》《污染场地风险评估技术导则》《污染场地土壤修复技术导则》等环保标准,旨在为各地开展场地环境现状调查、风险评估、修复治理提供技术指导和支持,为推进土壤和地下水污染防治法律法规体系直接提供基礎支撑,2014年已成为我国土壤环境保护的落实开启之年。

5 国内污染土壤修复的技术类型

5.1水泥窑热解技术

技术原理:水泥窑热解技术是改造现有的水泥回转窑筒,使其成为热解,然后通过将预处理的污染土壤粉体加入其中,最后控制窑体温度,使污染物变成气态,从而使土壤分离。技术优势:①充分利用我国现有的工业设备,修复成本低;②一次性处理土壤量大,修复周期短;③对于难挥发性污染物去除率高。适用污染物:多环芳烃、多氯联苯以及杀虫剂类的不易挥发的有机污染物。

5.2 重金属固化稳定化修复技术

技术原理:重金属固化稳定化修复技术指的是加入一定配比的固定稳定化试剂,之后与受污染土壤混匀,使其形成一定抗压强度的土壤,最后将污染区域土壤中的污染物稳定。技术优势:①固化后的污染物不再迁移,降低了对人体健康的危害;②固化后的土壤部分可以作为建筑材料进行循环再利用。适用污染物:重金属污染物。

5.3 污染土壤填埋技术

技术原理:其技术是在合适的天然场地或者人工改造的场地上,通过构建更加完善的防渗设施系统、地表径流收集设施系统,将污染土壤用土层密封起来,同时对填埋后的场地制定必要的监测的修复技术。技术优势:①能够有效将污染土壤与周围环境隔离;②工艺操作简单、成本低、适用范围广。适用污染物:重金属、持久性有机污染物及石油烃污染物。

5.4 化学氧化修复技术

技术原理:其技术是将氧化剂注入或掺进地下,利用氧化还原反应,使土壤中的污染物质被破坏以及降解成无毒的物质。所用的氧化剂主要有二氧化氯、双氧水及Fenton试剂、高锰酸钾以及臭氧。技术优势:①修复过程中氧化反应的强度大,修复时间短,且修复效果较明显;②对实施地产生的干扰小,不用进行大规模土方开挖。适用污染物:多环芳烃、苯系物、含氯有机溶剂、酚类等有机污染物。

5.5 土壤气相抽提以及生物通风技术

技术原理:土壤气相抽提技术是一种通过在污染区抽气,强制新鲜空气流入受污染的土壤,将挥发性有机污染物从土壤中转移到气相,进而引至地面上处理的原位修复技术。技术优势:①治理装置安装简便, 操作方便有效;②对实施地产生的干扰比较小;③所需处理的时间较短,通常为6个月到2年;④治理费用较低。

6 土壤环境保护新技术以及我国科研工作展望

我国土壤环境保护科研工作虽起步较晚但发展较快,主要表现在以下几方面:①深入开展土壤圈及其边界环境中污染物的迁移转化、归宿和反应动力学的研究;②开展人工合成有机化合物对土壤的物理、化学生物学特性的生态毒理、反应动力学模型以及宏观生态环境效应研究;③开展土壤-植物系统及其边界环境污染引起急性中毒对可更新资源永续利用、生物主生产力的生态毒理研究;④土坡二植物系统主要污染物(特别是有机污染物)的净化功能及其作用机理与反应动力学研究等方面均有一定成绩及可喜发展。

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