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污染土壤修復(fù)技術(shù)研究進展
土壤是人類生產(chǎn)活動的重要物質(zhì)基礎(chǔ),，是*、難以再生的自然資源,，其管理使用的好壞直接決定著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的成敗和人類文明的興衰,。近40年來，隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展和高強度的人類活動,，土壤受污染面積不斷擴大,，危害越來越嚴(yán)重，影響到實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo),。
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)改變了自然界原有狀況,，為追求高產(chǎn)，導(dǎo)致化肥和農(nóng)藥大量使用,，使土壤污染成為性的主要環(huán)境問題之一,。此外，工業(yè)生產(chǎn),、石油開采,、交通運輸、畜禽養(yǎng)殖及居民生活等工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活過程中也會排出大量污染物,，如多環(huán)芳烴,、多氯聯(lián)苯及重金屬等,，使土壤污染進一步加劇。
我國現(xiàn)有耕地約1.3億hm2,，其中約0.2億hm2耕地受到不同程度的污染,，由土壤污染導(dǎo)致的農(nóng)產(chǎn)品的生態(tài)安全問題已不容忽視。由于土壤對環(huán)境污染具有匯的作用,，土壤中有毒有害化學(xué)物質(zhì)通過大氣和水體傳遞,，已危及人類和動物的生存繁衍與生命安全，土壤污染已成為性的主要環(huán)境問題之一,，引起了世界各國的高度重視,。因此，開展污染土壤修復(fù)活動,，對阻斷污染物進入食物鏈,，防止對人體健康造成危害，實現(xiàn)社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展是非常重要的,?；诖耍疚木湍壳暗奈廴就寥佬迯?fù)技術(shù)進行詳細(xì)綜述,，以期為土壤污染修復(fù)研究提供一些參考,。
1污染土壤的修復(fù)研究及其發(fā)展
污染土壤修復(fù)是指利用物理、化學(xué)或生物的方法,，轉(zhuǎn)移,、吸收、降解和轉(zhuǎn)化土壤中的污染物,，使其濃度降低到可接受的水平,，或?qū)⒂卸居泻ξ廴疚镛D(zhuǎn)化為無害物質(zhì)的過程。污染土壤修復(fù)的研究起步于20世紀(jì)70年代后期,，在過去的將近40年的時間里,，歐、美,、日,、澳等國制定了大量的土壤修復(fù)計劃，并投資研究了大量土壤修復(fù)技術(shù)與設(shè)備,，積累了豐富的現(xiàn)場修復(fù)技術(shù)與工程應(yīng)用經(jīng)驗,，成立了許多土壤修復(fù)公司和網(wǎng)絡(luò)組織,，使土壤修復(fù)技術(shù)得到了迅猛發(fā)展,。
我國的污染土壤修復(fù)研究起步較晚，在“十五”期間才得到重視,，隨后列入國家高技術(shù)研究規(guī)劃發(fā)展計劃,，但研發(fā)水平和應(yīng)用經(jīng)驗與美,、英等發(fā)達(dá)國家存在很大差距。近年來,，科學(xué)技術(shù)部,、國家自然科學(xué)基金委、環(huán)境保護部等部門有計劃地部署了一些土壤修復(fù)研究項目和專題,，有力促進和帶動了土壤污染控制與土壤修復(fù)科學(xué)技術(shù)的研究與發(fā)展,。期間，以土壤修復(fù)為主題的一系列學(xué)術(shù)活動也為我國污染土壤修復(fù)技術(shù)的研究和發(fā)展起到了和推動作用,，土壤修復(fù)理論與技術(shù)成為土壤科學(xué),、環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域研究的新內(nèi)容。
2污染土壤修復(fù)技術(shù)
根據(jù)修復(fù)原理的不同,，污染土壤修復(fù)可分為物理修復(fù),、化學(xué)修復(fù)和生物修復(fù)3種類型。目前,，污染土壤修復(fù)技術(shù)研究和應(yīng)用已經(jīng)比較廣泛,，包括冶金及化工等污染場地修復(fù)、農(nóng)田污染土壤修復(fù),、礦區(qū)污染修復(fù)及油田污染等的修復(fù),，由于不同污染的土壤類型和性質(zhì)的不同，使用的修復(fù)手段也不*相同,，并出現(xiàn)了一些修復(fù)技術(shù)手段的交叉融合使用,。
2.1污染土壤物理修復(fù)技術(shù)
物理修復(fù)是指通過各種物理過程將污染物從污染土壤中去除或分離的技術(shù)。其中熱處理技術(shù)是應(yīng)用于場地土壤有機物污染去除的主要物理修復(fù)技術(shù),，常用的包括土壤蒸氣浸提,、微波加熱、熱脫附等技術(shù),。
2.1.1熱脫附技術(shù)
熱脫附技術(shù)是指通過直接或間接的熱交換,，加熱土壤中有機污染組分到足夠高的溫度，使其蒸發(fā)并與土壤介質(zhì)相分離的過程,。熱脫附技術(shù)具有污染物處理范圍寬,、設(shè)備可移動、修復(fù)后土壤可再利用等優(yōu)點,，特別是對PCBs等含氯有機污染物,，非氧化燃燒的處理方式可以顯著減少二噁英的生成。目前,，歐美國家已將土壤熱脫附技術(shù)工程化,，廣泛應(yīng)用于高濃度污染場地的有機物污染土壤的離位或原位修復(fù)，但是諸如相關(guān)設(shè)備價格昂貴,、脫附時間過長,、處理成本過高等問題尚未得到很好解決,，限制了熱脫附技術(shù)在持久性有機物污染土壤修復(fù)中的應(yīng)用。
2.1.2土壤蒸氣浸提技術(shù)
土壤蒸氣浸提技術(shù)是能有效去除土壤中揮發(fā)性有機污染物（VOCs）的一種原位修復(fù)技術(shù),。該技術(shù)是將新鮮空氣通過注射井注入污染區(qū)域,，利用真空泵產(chǎn)生負(fù)壓，空氣流經(jīng)污染區(qū)域時,，解吸并夾帶土壤孔隙中的VOCs經(jīng)由抽取井流回地上,；抽取出的氣體在地上經(jīng)過活性炭吸附法以及生物處理法等凈化處理，可排放到大氣中或重新注入地下循環(huán)使用,。該方法具有成本低,、可操作性強、可采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備,、處理有機物的范圍寬,、不破壞土壤結(jié)構(gòu)和不引起二次污染等優(yōu)點。應(yīng)用該方法可使苯系物等輕組分石油烴類污染物的去除率達(dá)90%,。
2.1.3超聲/微波加熱技術(shù)
超聲/微波加熱技術(shù)是利用超聲空化現(xiàn)象所產(chǎn)生的機械效應(yīng),、熱效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)對污染物進行物理解吸、絮凝沉淀和化學(xué)氧化作用,，從而使污染物從土壤顆粒上解吸,，并在液相中被氧化降解成CO2和H2O或環(huán)境易降解的小分子化合。Song等研究表明,，超聲波不僅能對土壤有機污染物進行物理解吸,，還能通過氧化作用將有機污染物*清除。張文等用超聲波凈化石油污染土壤,，結(jié)果表明,，超聲波技術(shù)可有效修復(fù)石油污染土壤。
2.2污染土壤化學(xué)修復(fù)技術(shù)
污染土壤的化學(xué)修復(fù)技術(shù)發(fā)展較早,，主要有土壤固化—穩(wěn)定化技術(shù),、淋洗技術(shù)、氧化—還原技術(shù),、光催化降解技術(shù)和電動力學(xué)修復(fù)技術(shù)等,。
2.2.1固定/穩(wěn)定化技術(shù)
固定/穩(wěn)定化技術(shù)是指將污染物固定在土壤中，使其長期處于穩(wěn)定狀態(tài),，防止或降低污染土壤釋放有害化學(xué)物質(zhì)的修復(fù)技術(shù),。該技術(shù)通過將特殊添加劑與污染土壤相混合，利用化學(xué),、物理或熱力學(xué)過程來降低污染物的物理,、化學(xué)溶解性或在環(huán)境中的活潑性。該處理技術(shù)的費用比較低廉,，對一些非敏感區(qū)的污染土壤可大大降低場地污染治理成本,。常用的固化/穩(wěn)定劑有飛灰、石灰,、瀝青和硅酸鹽水泥等,，其中水泥應(yīng)用，上已有利用水泥固化/穩(wěn)定化處理有機與無機污染土壤的報道,。
固定/穩(wěn)定化技術(shù)可以處理多種復(fù)雜金屬廢棄物,，形成的固體毒性低，穩(wěn)定性強,，處置費用也較低,，但其所需的儀器設(shè)備較多，如螺旋轉(zhuǎn)井,、混合設(shè)備,、集塵系統(tǒng)等。另外,，污染物埋藏深度,、土壤PH值和有機質(zhì)含量等都會在一定程度上影響該技術(shù)的應(yīng)用及有效性的發(fā)揮。
固化/穩(wěn)定化技術(shù)在美國處理各類污染物已有40多年的歷史,，有30%已完成的美國超級資助項目是用于污染源控制的,，平均運行時間約為1個月，比其他修復(fù)技術(shù)（如土壤蒸氣提取,、堆肥等）的運行時間短許多,。固化/穩(wěn)定化技術(shù)也應(yīng)用于我國部分重金屬污染土壤和鉻渣清理后的堆場的修復(fù)，獲得了較好效果,。
2.2.2淋洗/浸提技術(shù)
淋洗/浸提是將水或含有沖洗助劑的水溶液,、酸/堿溶液、絡(luò)合劑或表面活性劑等淋洗劑注入到污染土壤或沉積物中,，洗脫土壤中的污染物的過程,。淋洗的廢水經(jīng)處理后達(dá)標(biāo)排放，處理后的土壤可以再安全利用,。這種離位修復(fù)技術(shù)在多個國家已被工程化應(yīng)用于修復(fù)重金屬污染或多污染物混合污染介質(zhì)的處理,。
同其他修復(fù)技術(shù)相比，淋洗/浸提技術(shù)的優(yōu)勢在于其可用來處理難以從土壤中去除的有機污染物,，如PCBs,、油脂類等易于吸附或黏附在土壤中的物質(zhì)，溶劑浸提技術(shù)可輕易去除該類土壤污染物,。該技術(shù)用水較多,，修復(fù)場地要求靠近水源，需要處理廢水而增加成本,。研發(fā),、專性的表面增溶劑,、提高修復(fù)效率，降低設(shè)備與污水處理費用,、防止二次污染等是該技術(shù)領(lǐng)域重要的研究課題,。
2.2.3化學(xué)氧化—還原技術(shù)
化學(xué)氧化—還原技術(shù)是通過向土壤中投加化學(xué)氧化劑（Fenton試劑、臭氧,、H2O2,、KMnO4等）或還原劑（SO2、FeO,、氣態(tài)H2S等）,，使其與污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來實現(xiàn)凈化土壤的目的?；瘜W(xué)氧化法可用于土壤和地下水同時被有機污染物污染的修復(fù),。
運用化學(xué)還原法修復(fù)對還原作用敏感的有機污染物是當(dāng)前研究的熱點。例如,，納米級粉末零價鐵的強脫氯作用已被接受和運用于土壤與地下水的修復(fù),。但是，目前零價鐵還原脫氯降解含氯有機化合物技術(shù)的應(yīng)用還存在諸如鐵表面活性的鈍化,、被土壤吸附產(chǎn)生聚合失效等問題,，需要開發(fā)新的催化劑和表面激活技術(shù)。