重金属污染土壤修复技术及其修复实践

摘要：改革开放以来，我国经济快速发展，城市化进程不断推进，环境问题却接踵而至。大量污染物不经处理直接排放到土壤中，造成严重的土壤污染。污染土壤的修复问题非常迫切。根据土壤污染的特性，采取针对性的土壤的修复技术。

关键词：土壤污染;土壤修复;新技术;应用

据环境保护部2014年数据，全国污染超标率达16.1%。按照当前的土壤受污染情况，我国整体土壤环境较差。目前，耕地土壤污染在土地类型中是最严重的，受到重金属污染的比重极高。南方的污染情况相较于北方更为严重，其中西南和中南地区是污染物超标重灾区。南方地区的一些受污染土地持续恶化，难以栽培出优良的农作物。此前，国家推行的“退二进三”“退城进园”政策，使大批污染企业被迫搬迁、改造或关闭停产，导致城市及其周边地区出现了遗留、遗弃场地，长期闲置不仅危害周边居民，还造成土地资源的浪费。土壤中污染物蒸发后会污染空气，随着水流入河流，对居民赖以生存的大气、水资源产生较大污染。耕地污染不仅造成粮食减产，更会对庄稼产生污染，威胁人体健康。受污染的土地急需进行风险评估和治理修复。随着经济现代化的推进，越来越多的土壤受到污染，需要修复的土壤大幅度增加。另外，随着城市化过程的快速推进，施工场地日益增加，使得城市中污染场地修复需求非常迫切。土壤污染具有多样性、修复难度大、成本高的特点。不同的污染土壤往往有着不同的污染源，污染土壤所处的地质形态也可能影响土壤污染情况。因此耕种帮建议企业往往需要根据项目的实际污染情况制定有针对性的修复方案，这增加了土壤修复的难度。

该技术的应用可以有效清除污染场地中的各种挥发性及半挥发性物质，清除效果极佳，但如果土壤具有较高的粘性或者较差的透气性，则有可能存在处理过程中的土壤结块等问题，导致处理效果受到影响。该技术的应用原理在于，通过直接或间接热交换的方式，提高污染接枝及污染物的温度，使污染物挥发或分离。该技术的应用优势在于，工艺简单，技术成熟，不会产生较大物料增量体积，能够对土壤中的挥发性及半挥发性物质加以彻底清除。

该技术的应用流程要求：首先对土壤进行干化处理，包括沥干、风干等方式，降低土壤水分;其次对干化之后的土壤进行破碎筛分处理，降低土壤处理粒径，并增加比表面积;其三，采用运输机等设备与装置将经过预处理之后的土壤运输到进料斗，称重计量，进入热解析系统;其四，热解析系统中，通过直燃式与非直燃式等方式对土壤进行热解析处理;最后，采用旋风处理系统清理粉尘，采用冷凝技术回收多环芳烃，采用然脉冲式袋式除尘器清理其细小颗粒，清理烟气中的细小粉尘、多环芳烃等物质，采用脱硫系统清理烟气中的二氧化硫。

某石油化学开发公司的污染土壤，土壤中五氯酚浓度高达200mg/kg以上，使用蒸汽注入法，将土壤地下水的温度提高，使挥发性或是半挥发性有机污染物的挥发性大幅提高，从而较易被提除;土壤在高温下对有机污染物的吸附性会降低，易溶解於水中，更有利於地下水抽除处理;每个单元包括一组蒸汽注入井、地面抽气井、温度监测计、抽水井。

该技术可以实现对于土壤中的部分有机污染物及燃料的清理，对于土壤有一定的要求，需要土壤质地均匀，有强渗透效果，有较大孔隙度及较小的湿度，地下水位较深。该技术的应用原理是，在不饱和土壤层布置提取井，采用真空泵，以负压的方式使空气经过污染介质的空隙中，对其中的有机污染物进行解吸，并使之流向抽取井，在地面对其污染尾气加以处理。

该技术的应用，具备较高的可操作性，可以实现较为广泛的污染物处理，可以通过标准化的设备设施进行有效操作，并且不会产生对于土壤结构的破坏。缺点是单独使用，不能是污染物降低到很低的标准，一般需要配合其他土壤修复技术。只能针对非饱和区域的土壤进行修复，且后续需要处理提取出的污染气体。

该技术的应用流程为：首先基于场地实际情况，结合试验参数设置抽气井及通风井的具体位置，明确密度与深度等技术参数;其次对污染介质，采用横置罐体的方式实现气液分立，气体进入罐体上层横向挡板处，并绕到挡板后部，经由罐体上部后进入后序管道。经过分离剩下的液体经过排液泵排除，对其进行有效收集与处理;其三，监测气体收集单元末端的温度、流量与压力，设置气体及液体采样口，检测掺气口的流量。对于废气进行取样;最后，抽离出废气之后，采用活性进行吸附处理，在一段时间后，活性炭饱和，对活性炭进行更换，并到相关单位送检与处理。

印第安纳波利斯某工业厂房，由于石油原油加工，对于土壤造成了严重污染，污染介质中的污染物包括LNAPL、苯系物、多环芳烃等物质，对其进行污染风险评估，并出具污染风险评估报告，采用真空抽取方式，修复土壤中的LNAPL污染物，并针对其他污染物采取了长期自然衰减监测的处理方式。除此之外，美国北卡罗来纳州维明顿由于气油与柴油泄露，导致土壤受到相分离烃的严重污染，也采取了气相抽提技术加以修复。

该技术的应用可以实现对于挥发性及半挥发性有机物质的处理，包括主要的氯化溶剂、苯系物、多环芳烃、多氯联苯等物质，以及具有非饱和碳键的化合物等。该技术的应用可以通过强氧化剂对污染介质中的有机污染物进行破坏与降解，将这些污染物加以转化，使之成为稳定性更强、活性更低的无害或有效性较低的化合物。该技术的应用具备极高的可操作性，可以处理大部分土壤污染物，并有效处理地下水污染问题，具备高效的处理速度与处理效率。但同时，该技术会受到土壤理化特性与土壤类型的较大影响，可能会存在无法完全氧化的情况。如果土壤土质不均匀，或者处理效果受到影响，则可能存在二次污染的风险。

首先进行场地平整，对表面垃圾加以清除;其次根据场地的实际情况，进行土壤试验，明确相应参数，确定注射井的具体位置，及具体参数;结合现场实际情况，合理选应用化学氧化药剂，并加以配置及投放，通过自动化设备实现药剂投放的控制，调整药剂添加与投放方式，以保证土壤污染治理的效果，并结合检测数据的反馈，合理控制药剂的投放;最后，完成场地药剂注射之后，经过一定的反应时间，通过注射井实现其中的气液分立，将分离之后的气体及液体进行检测，如果检测合格即加以排放。

针对常见的土壤污染物，提出了包括物理修复及化学修复方式在内的重金属污染土壤离子矿化稳定化技术、异位热脱附技术、气相抽提技术及原位化学氧化技术等，除此之外，还可以采用生物修复技术，如生物通风技术等。土壤污染物的构成常常较为复杂，因此在实际的技术应用中，还需要根据实际情况采取综合性修复技术。