浅析土壤修复技术在土地工程中的应用

发表时间:2021/1/4   来源:《科学与技术》2020年9月第26期   作者:姜超
[导读] 改革开放以后,我国很长一段时间的经济发展模式都是粗放型经济发展模式,这使得我国的后备资源数量在不断地减少,

        姜超
        杰瑞环境治理有限公司  四川省成都市  610000
          
        摘要:改革开放以后,我国很长一段时间的经济发展模式都是粗放型经济发展模式,这使得我国的后备资源数量在不断地减少,土壤污染也变得更加的严重。因此,本文探讨了物理化学修复、生物修复及联合修复等土壤修复技术在土地工程领域内的应用,以期为土地工程中土壤修复技术的推广提供一些借鉴。
        关键词:土壤;修复技术;土地工程
        引言
        近年来,我国工业化进程不断加快,土壤污染问题日益突出,严重影响到我国农业可持续发展和基本农田保护,给人们的身体健康和粮食生产安全造成了极大危害。根据环保部和国土资源部联合发布的《全国土壤污染状况调查公报》,全国土壤污染总的超标率为16.1%,强化对污染土壤的修复工作势在必行。
        1.土壤修复技术在土地工程中的应用
        1.1物理化学修复技术在土地工程中的应用
        物理化学修复技术在土地工程中的应用在土地工程领域内,会面临种类繁多的土壤污染现象。在我国现有耕地范围内,由于外界环境影响,各类废水废物排入、田间管理不到位和施肥措施不合理等原因,存在大量污染土地,根据 《国家土壤环境质量二级标准》和 《农田土壤环境质量监测技术规范》,开展污染土地评价工作对污损土地修复工作具有显著指导作用。众多物理化学方面的措施被应用于土地工程土壤修复工作,如通过土体有机重构技术将原有被污染土壤以工程措施适合的填充材料置换,使新构成土壤具有适宜的土壤 pH 值、土壤结构和土壤养分,达到土地有效利用的效果,或在土壤中施加添加剂以进一步缓解或改变原有污损土壤理化性质,以提高土壤利用效率[1]。在农用地整治和矿区复垦治理时,严重的土壤重金属污染会给土壤修复工作带来重大阻碍,不仅对土壤造成了严重的环境问题,且由于其隐蔽性较强和难以迁移等特点,会对作物健康生长和产量提高产生不利影响,还会通过食物链进入人体,严重影响人体健康。
        1.2生物修复技术在土地工程中的应用
        土壤是作物生长的物质基础,也是各类生物活动的重要场所,土壤生物是土壤中重要的消费者和分解者,主要包含蚯蚓、线虫、螨类等节肢动物以及大量土壤微生物,能利用光能的地衣类微生物参与岩石的风化,再在其它微生物的参与下,形成腐殖质使土壤性质发生变化,在土壤的形成和发展过程中起着重要的作用。大量研究表明,生物在污损土地修复中作用显著,可以通过自身代谢将污染物转化和降解。
        1.3联合修复技术在土地工程中的应用
        对多种污染物共存的复合/混合污染土壤实现联合修复,已成为土壤修复技术研发中的新方向,现有的联合修复技术主要包括生物联合修复、物化-生物联合修复和物理-化学联合修复等。实验人员通过利用微生物-土壤联合修复技术对废弃钻井泥渣进行处理,发现联合修复技术使废弃物中的主要指标COD、石油类的降解率超过 90%,对实现废弃井场占用土地生态修复和循环再利用有显著成效;为了确定微生物对复垦土地修复效果,实验人员将菌根与根瘤菌联合应用在土地修复中,结果表明,联合修复使复垦土壤根外菌丝密度、根系侵染率和 pH 值分别提高了 90%、52%和 1.3%,显著提高了有效磷含量、电导率和酸性磷酸酶活性,对减轻土壤退化程度以及开采沉陷地的生态修复工作效果显著;以电芬顿与生物泥浆法修复土壤芘污染,发现联合修复方法使土壤中芘的去除程度超过90%,且去除率相较于2种材料单独使用提高超过50%;将生物炭与过氧化氢联合技术应用于火电厂土地修复工作,结果表明,联合修复技术可有效降低土壤中多环芳烃含量,土壤有机质较修复前提高9.5%~45.6%,土壤养分含量也获得了显著增加[2]。
        1.4土壤异位修复技术在土地工程中的应用
        1.4.1固定/稳定化技术
        异位 S/S 技术近几年在国内工程应用较多,能将污染物转化为不易溶解、迁移能力或毒性更小的污染物,以降低其溶解迁移性、浸出毒性和生物有效性。固定化/稳定化技术适用性广,适合多种无机污染物、部分有机污染物和难处理的复合污染物,修复时间较短,成本较低,性价比较高。


        1.4.2异位热处理技术
        异位热处理技术分为低温处理和高温处理。该技术主要原理是将污染物从固相土壤中转移到气相并使其挥发出来,气相污染物再通过燃烧或冷凝吸附的方式处理。某大型化工企业退役场地,使用生石灰对化工污染场地内氯苯类污染物 ( VOCs) 污染土壤进行异位低温热脱附处理,污染物去除率均达 85% 以上。热处理技术对挥发及半挥发性有机污染物去除效果较好,国外已广泛应用于工程实践。1982-2004 年约有 70 个美国超级基金项目采用该技术,国内也已有少量工程应用。异位热处理技术的关键在于气相污染物的二次污染防治,需具备配套的大气污染处理技术及装置。
        1.4.3土壤异位淋洗技术
        土壤淋洗技术是运用淋洗液清洗被污染土壤中的污染物,再处理含污染物的废水或淋出液,最后将洁净土壤回填或他用。土壤淋洗技术作为一种工艺简单、修复效率高、处理容量大的土壤修复技术,在欧美等发达国家已有较多成功的工程案例。目前,对土壤破坏性小、环境安全性高的土壤淋洗剂是当前研究的热点之一。
        2.污染土壤修复技术发展趋势
        2.1环境友好型修复技术
        化学修复技术在土壤修复中的应用比较广,因为化学修复见效快,可以用最短的时间来修复土壤,消除或者改变土壤中的污染物。但是,化学修复的缺点是还会在土壤中留下其他物质,这些污染也许没有很强的污染性,但是会改变土壤的酸碱性,影响作物生长。环境友好型修复技术期望可以通过有效方式对污染土壤进行处理,同时还不会对土壤造成二次污染。就目前的修复技术而言,微生物修复技术、植物修复技术以及纳米零价铁技术对环境的污染基本为零,属于环境友好型修复技术,具有良好的发展前景。这三种环境友好型技术又各自有其优点:植物修复技术可以兼顾污染环境治理和生态环境修复,适用于不着急耕种的土壤环境,比如,商业圈、家属区、化工产业园附近等地方。
        2.2复合型修复技术
        物理、化学、生物、植物修复技术有各自的优点和缺点,在实际的污染修复工作中,单凭一种修复方式无法满足对修复质量的需要。所以,在实际中常常应用多种修复方式,通过联合使用来提高土壤修复效果。土壤修复中,常用的符合修复技术有物理修复与化学修复复合、植物修复与微生物修复复合等等。如果土壤修复期望可以在短时期完成,污染面积和深度都不大,可以用物理和化学复合修复技术。如果土壤受污染面积大、比较深,并且污染物已经随着水漫渗到周边,则可以采用微生物修复与植物修复复合技术。微生物可以随着目标物质移动,植物的根系可以吸收深层次土壤中的污染物,这样就实现了污染物的全面根治[3]。
        2.3原位土壤修复技术
        修复效果较好的物理和化学污染土壤修复技术,通常情况下是异位土壤修复,即将受污染的土壤挖掘出来,离开原位,放到污染修复处理区进行统一处理。这样就会产生一些土壤挖掘劳务费、土壤运输费、土壤回填费用等等。对于,大面积的污染,这种修复方式会产生大量的费用,所以应用受限制。原位土壤修复技术是指在受污染的原地开始土壤修复工作,这样可以减少人工成本的和运输成本,同时修复工作不会受制于污染土壤量的限制。如果污染土壤深度值大或者遭遇雨水冲洗,也可以动态评估受污染区域,分别进行原位修复。这就要求研发部门要加大对联合土壤综合修复技术以及原位土壤修复技术的投入力度,包括设备、成本以及技术的研发等工作,使其适用于各种类型的土壤,实现污染土壤修复技术的最大价值。
        3.结束语
        土壤污染问题是人类生存发展过程中的一个巨大威胁,加强对污染土壤的修复工作刻不容缓。当前,国家针对土壤修复的重视程度不断提升,投入持续增加,据统计 2018 年我国土壤修复相关企业达 2800 家,未来企业数量及规模都将进一步扩大,相信随着技术、资金和人才的到位将持续促进土壤修复的开展,为农业发展和环境保护提供有力支持。
        参考文献
        [1]姜琦,吴凯,施洋,等 . 矿区污染土壤生物修复技术研究进展 [J]. 环境生态学,2019(2):35~40.
        [2]陈晓雪 . 有机物污染土壤修复技术的应用研究 [J]. 智能城市,2019(21):123~124.
        [3]孙万刚 . 重金属污染土壤修复技术及其修复实践 [J]. 世界有色金属,2019(19):226~227.
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