重金屬污染土壤修復技術的比較
1. 引言
以消除污染毒害并恢復土壤功能為宗旨的土壤修復，起步于20 世紀70 年代后期，其理論依據是在歐美國家發展起來的土壤污染化學與控制。為了尋找解決日趨嚴重的土壤污染與風險問題的方案，歐美等一些發達國家開始研究重金屬污染土壤的修復理論、方法及技術，其中20 世紀80 年代至90 年代初在重金屬污染的超積累植物修復和石油污染的微生物修復等基礎理論與應用方面取得了顯著進展，進一步推動了土壤污染修復領域的研究與發展。具有劃時代意義的是1994 年在墨西哥召開第15 屆世界土壤科學大會期間提出組建國際土壤修復專業委員會的倡議，以及1998 年在巴黎召開第16 屆世界土壤科學大會上國際土壤修復專業委員會的正式成立。土壤修復（Soil Remediation）一詞便應運而生，在全球廣泛應用。近10 年來，區域性或國際性土壤修復國際會議、專題研討會和技術交流會不斷舉行，論文集、編著、專著層出不窮，土壤修復理論與技術得到了長足進步，推動了土壤科學和環境科學的發展及專業人才的培養[1]。在眾多的修復方法中，主要分為三大類，即物理、化學和生物方法，而每種方法之下又有多種不同的技術手段來達到去除重金屬污染的目的，鑒于每種方法都有各自不同的適用范圍和缺點、不足，這就需要對各種方法進行相互比較，從而根據實際情況選用不同的方法或者是方法組合。
2. 土壤重金屬來源、危害及污染現狀
土壤重金屬污染與大氣污染和水體污染相比，具有很強的隱蔽性。人們平時可以很直觀地看見工廠的大煙囪冒出的黑煙是環境污染，江河湖泊水里長出綠藻發出惡臭是環境污染，卻很少能注意到自己腳下的土地也在受到嚴重的污染。美國在20 世紀曾經啟動了一項超級基金計劃，為了解決地下水污染問題，投入200 多億美元凈化地下水。主要方法是把地下水抽出進行凈化處理后再注回地下。計劃執行一段時間后，科學家發現經過凈化處理后的地下水，回到地下后水質并沒有達到預期的效果，最后發現問題出在土壤。土壤中的污染物使凈化后的地下水再次被污染[2]。科學研究發現，土壤重金屬污染主要有下列幾種途徑
3．重金屬污染土壤修復技術及其比較
3.1 重金屬污染土壤修復技術方法
重金屬污染土壤修復通常可采用原位修復和異位修復兩種操作方式，其中異位修復又可分為現場處理和場外處理兩種[3]。比較原位修復和異位修復，前者由于不需挖掘和輸送土壤，因此可節約處理成本。但其通常需要較長的實施周期，且由于土壤及含水層存在差異性，不能保證處理的一致性；后者所需的修復周期相對較短，且可通過勻化、篩分、連續攪拌等手段更好地控制處理的一致性，但其需要挖掘土壤，因此所需費用較高且需增加工程設施。
根據作用原理的不同，重金屬污染土壤修復技術主要可分為物理修復、化學修復和生物修復等技術。物理修復中的工程措施主要包括客土、換土和深耕翻土等措施。通過客土、換土和深耕翻土與污土混合，可以降低土壤中重金屬的含量，減少重金屬對土壤——植物系統產生的毒害，從而使農產品達到食品衛生標準。深耕翻土用于輕度污染的上壤，而客土和換土則是用于重污染區的常見方法，在這方面日本取得了成功的經驗。工程措施是比較經典的土壤重金屬污染治理措施，它具有徹底、穩定的優點，但實施工程量大、投資費用高，破壞土體結構，引起土壤肥力下降，并且還要對換出的污土進行堆放或處理。化學修復就是向土壤投入改良劑，通過對重金屬的吸附、氧化還原、拮抗或沉淀作用，以降低重金屬的生物有效性。化學修復是在土壤原位上進行的，簡單易行。但并不是一種永久的修復措施，因為它只改變了重金屬在土壤中存在的形態，金屬元素仍保留在土壤中，容易再度活化危害植物。
物理／化學修復是利用污染物或污染介質的物理／化學特性，以破壞(如改變化學性質)、分離或固化污染物，具有實施周期短、可用于處理各種污染物等優點[13]。主要有電動修復、電熱修復和土壤淋洗。電動修復是通過電流的作用，在電場的作用下，土壤中的重金屬離子(如Pb、Cd、Cr、Zn 等)和無機離子以電透滲和電遷移的方式向電極運輸[14]，然后進行集中收集處理。電熱修復是利用高頻電壓產生電磁波，產生熱能，對土壤進行加熱，使污染物從土壤顆粒內解吸出來，加快一些易揮發性重金屬從土壤中分離，從而達到修復的目的。
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