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土壤污染修復 你知道多少?

  新聞背景

  在今年的全國“兩會”上,土壤污染修復問題成為代表委員們關注的熱點問題之一,土壤污染防治法則已列為十二屆全國人大常委會立法規劃。與大氣污染、水污染防治相比,作為環保“三大戰役”之一的土壤污染防治,其實任務更加艱巨。

  土壤污染危害不可忽視

  土壤污染以無機型為主

  所謂土壤污染,是指工業和城市廢物、化肥、農藥、重金屬、放射性物質和有害微生物等物質進入土壤,超過土壤自凈能力,引起土壤組成結構及功能發生變化,微生物活動受到抑制,土壤生態平衡受到破壞,土壤質量下降,影響作物正常發育和產品質量的情況。污染物通過“土壤-植物-人體”或通過“土壤-水-人體”間接被人體吸收,危害人體健康,危及人類生存和發展。

  我國經濟長期以來一直以較快速度發展,一些消耗高、污染重的粗放型生產模式,也產生了大量有害廢物,污染了土壤及地下水,進而危害人體健康。

  2014年《全國土壤污染狀況調查公報》透露,全國土壤環境狀況總體不容樂觀,部分地區土壤污染較重,耕地土壤環境質量堪憂,工礦業廢棄地土壤環境問題突出。全國土壤總的點位超標率為16.1%,其中輕微、輕度、中度和重度污染點位比例分別為11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。從污染類型看,以無機型為主,有機型次之。總的來說,南方土壤污染重于北方,長三角、珠三角、東北老工業基地等部分區域土壤污染問題更為突出,西南、中南地區土壤重金屬超標范圍較大。

  隱蔽性和滯后性更強

  據中國天辰工程有限公司高工薛祖源介紹,與大氣和水體污染相比,土壤污染具有隱蔽性和滯后性,往往要通過有代表性的土壤樣品經系統分析、農作物檢測,甚至人畜健康的影響研究才能確定其性質;土壤污染物更難遷移、擴散和稀釋,所以在土壤中將不斷積累;重金屬對土壤的污染基本上是一個不可完全逆轉的過程,另外土壤中的許多有機污染物也需要較長的時間才能降解。

  早在1955年,日本曾發生了“鎘米”事件,是由于日本富山縣的農民長期用神通川上游鉛鋅冶煉廠的污水灌溉稻田,使土壤和稻米中含鎘量增加。一般要求每公斤土壤中鎘含量不超過0.5毫克,當地人們食用了這種稻米,造成鎘在人體內積累而引起全身性神經痛等疾病,嚴重時甚至會死亡。

  城市污染土地治理剛起步

  從國內土壤修復產業化的趨勢來看,未來土壤修復的重點領域將集中在城市污染開發及污染農田兩大板塊。

  隨著城市化進程和產業轉移步伐的加快,城市原有土地利用功能轉變,大量工業用地改為商業用地或生活用地,加上產業結構的調整,原有高污染高耗能產品企業轉產,遺留了大量、多種多樣、復雜的污染場地。這些污染場地涉及土壤污染、地下水污染以及廢棄物污染等諸多十分突出的問題。因此,對這些污染場地的修復和再開發已成為首要問題。

  目前,城市污染土地土壤修復主要集中在上海、北京等一線城市;農田污染土壤修復目前在國內還幾乎是空白。

  土壤修復手段各顯神通

  污染土壤修復技術的研究起步于20世紀70年代后期。在過去的30多年間,歐、美、日、澳等紛紛制定了土壤修復計劃,巨額投資研究了土壤修復技術與設備,使土壤修復技術得到了快速的發展。

  據清華大學化學工程系劉錚教授介紹,現有的土壤修復技術包括換土法、化學修復、生物修復、電修復和熱修復等。

  新鮮土壤替換污染土

  換土法是用新鮮未受污染的土壤替換或部分替換原污染土壤,以稀釋原污染物濃度,增加土壤環境容量。換土法又可分為翻土、換土和客土三種方法。翻土就是深翻土壤,使聚集在表層的污染物分散到土壤深層;換土就是把污染土壤取走,換入新的干凈土壤,該方法適用于小面積嚴重污染土壤的治理,故一般僅適用于事故后的簡單處理;客土法是向污染土壤內加入大量的干凈土壤,覆蓋在表層或混勻,使污染物濃度降低。

  化學溶劑清洗重金屬

  化學修復是借助能促進土壤環境中污染物溶解或遷移的化學溶劑,在重力作用下或通過水頭壓力推動淋洗液注入到被污染的土層中,然后再把含有污染物的溶液從土壤中抽提出來,進行分離和污水處理的技術。例如采用合適的絡合劑清洗土壤中的重金屬元素,用表面活性劑或有機溶劑清洗土壤中的有機污染物等。

  有資料顯示,用檸檬酸清洗受重金屬污染的土壤,能夠清除受污染土壤里99%的鈾、95%的鉛和其他有毒金屬。化學修復法費用較低,操作人員不直接接觸污染物。但僅適用于砂壤等滲透系數大的土壤,且引入的清洗劑易造成二次污染。

  利用電場分離污染物

  土壤電修復是一種在20世紀90年代后才得到重視和發展的新興土壤修復技術。其基本原理是在被污染土壤兩端加上低壓直流電場,利用電場的遷移力,將污染物(如重金屬或有機污染物)遷移到一端電極室(一般為陰極室),從而使污染物得到分離。電修復更適合于治理滲透系數低的密質土壤。

  加熱蒸發有害物質

  熱修復是利用污染物的熱揮發性,采用加熱的方法將汞或蒸汽壓大的有機物從土壤中解吸出來的一種方法。例如,在南京棲霞燕子磯“小南化”(即原南京化工廠等)地區的“病土”修復中,曾從美國引進 GTR修復技術,首先在土壤適當深處埋入管道,然后進行加熱,溫度 100℃以上,經一定時間后,使土壤中的苯、汞、二英等有害物質在較高溫度下被蒸發出來并配有真空抽離設施,將逸出的有害氣體物質收集起來,再進行最后處理。

  熱修復法工藝簡單,可以運用現有成熟技術;但該方法能耗過大,操作費用高,且只適用于易揮發的污染物。

  微生物修復很有效

  生物修復技術包括微生物修復、動物修復、植物修復等。其中微生物修復技術主要利用原土壤中的土著微生物,或向污染環境補充經過馴化的高效微生物,在優化的操作條件下,加速分解污染物,修復被污染土壤。

  微生物修復是治理污染土壤較為有效的方法。其成本低于熱修復及化學修復;不破壞植物生長所需的土壤環境;污染物降解比較完全,不會產生二次污染;對低分子量的污染物去除率可達99%以上;可原地處理,操作簡單。

  背景知識

  土壤污染類型

  土壤污染按照主要污染物的類型來劃分。大致可以分為:重金屬污染、有機物污染、放射性污染、病原菌污染、固體廢棄物污染等多種類型。其中重金屬污染和有機物污染是最常見的類型。

  重金屬污染主要來自鋼鐵冶煉企業、尾礦以及化工行業固體廢棄物的堆存場。代表性的污染物包括砷、鉛、鎘、鉻等。

  石油、化工、焦化等產業污染土壤以有機物污染為主。污染物以有機溶劑類如苯系物、鹵代烴為代表。也常復合有其他污染物,如重金屬等。國內曾經生產和廣泛使用過的農藥如滴滴涕、六氯苯、氯丹及滅蟻靈等,也會對土壤造成有機物污染。

  利用蚯蚓吸收土壤中的重金屬。

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