下面文章主要針對目前我國工業土壤重金屬污染修復技術的研究和應用案例，對固化/穩定化、土壤淋洗、植物修復、電動修復和微生物修復等5種技術進行闡述和適用性評估。結果表明，固化/穩定化是工業土壤重金屬污染最適宜的修復技術，其他4種技術存在局限性。其中淋洗技術成本高，電動技術對土質要求高，植物修復適合低濃度單一重金屬污染土壤，微生物修復在實驗室研究階段。

　　關鍵詞：工業土壤,重金屬,修復技術,適用性評估

　　工業土壤是指用于工業生產活動用地的土壤。工業土壤的重金屬污染主要來源于城市建設期間工廠搬遷、金屬冶煉企業的不規范生產等。與農田和礦區土壤不同，工業土壤重金屬污染大多數為累積性污染。其污染特點包括：(1)長期累積性污染;(2)污染情況復雜：其污染濃度高，污染復合性，污染深度大，毒性大(多為汞、鎘、鉛、鉻和砷等五毒元素);(3)污染物老化程度高：與突發性污染相比，可移動性相對較低。工業土壤中的重金屬污染物可通過與密集的城市人群接觸而危害人體健康，又可通過影響大氣和水體而直接影響城市生態環境，進而影響生命安全。因此，工業土壤重金屬污染修復是勢在必行。

　　根據相關資料統計，從2001-2008年，國內關停并轉遷的企業數量由6611迅速增加到22488個[1]。工業土壤中重金屬污染場地以As、Pb、Cd、Cr污染最為典型，如武漢某廠廢址土壤中Pb、Cr、Cd、Hg的含量分別達到11300、1210、9900、501mg/kg[2]，上南船廠表層土壤中Pb、Cu、Zn的含量分別高達752、883和7952mg/kg[3]。

　　國內目前對工業重金屬污染土壤進行治理技術主要包括固化/穩定化、淋洗、植物修復、電動修復和微生物修復技術等。固化/穩定化技術成熟，操作簡單，安全，費用低廉，可在原位固化多種復合重金屬污染土壤;土壤淋洗方法操作簡便，成本低，對重金屬的重度污染效果較好，并且處理量大，但是投資較大;植物修復技術對修復場地和環境的擾動很小，具有綠化作用，成本低，但是不能處理重污染和復合污染土壤，并且周期長，普遍適用性低;電動修復具有處理方便，二次污染少，不會破壞土壤結構，修復效率高，但是該技術受土壤理化性質等影響很大，難于規模化應用;微生物修復技術可以永久清除污染物，二次污染風險小，處理形式多樣，但是目前處于實驗室研究階段，在實際工程中應用較少。

　　本文基于國內土壤修復現狀，從修復的技術工藝，修復材料和工程裝備等方面評估工業土壤重金屬污染修復技術的適用性，為工業土壤重金屬污染的修復技術選用提供參考依據。

　　1工業土壤重金屬污染修復技術及應用特征

　　1.1工業土壤重金屬污染修復應用技術特點

　　工業土壤重金屬主要修復技術包括：固化/穩定化修復技術、土壤淋洗技術、植物修復技術以及電動修復技術和微生物修復技術等。

　　1.1.1固化/穩定化處理技術固化/穩定化技術

　　是指通過使用固化/穩定化修復材料與土壤中的重金屬污染物發生吸附、氧化還原、絡合、沉淀等物理化學反應，使其轉變為低溶解性、低移動性和低毒性的物質[4]，從而降低重金屬在土壤中的遷移性和生物可利用性的一種修復技術。固化/穩定化處理技術包括異位固化/穩定化和原位固化/穩定化。異位固化/穩定化是目前國內使用最多的一種固化/穩定化處理工藝，其基本工藝流程為：先挖掘污染土壤，將其進行破碎、篩分等預處理，然后加入固化/穩定化處理材料，充分攪拌混合，最后進行養護。

　　土壤固化/穩定化處理技術比較成熟，被公認為是針對工業土壤重金屬最為有效的修復技術，特別適用于老化的累積性污染的粘性土壤，對土壤質地、類型、污染物的遷移性和生物有效性等要素可接受程度高，并且成本低、易操作、修復時間短，但是其對固化/穩定化修復材料(藥劑)要求高，對處理長期效果要進行追蹤。

　　1.1.2土壤淋洗技術

　　土壤淋洗是利用化學溶劑或者清水通過離子交換、吸附、沉淀和螯合等作用，將土壤中的重金屬轉移至液相中，使其從土壤(主要指輕質土或砂質土)中淋洗出來，然后再將含重金屬的淋洗液處理，回收重金屬并循環淋洗液[5]。其技術工藝是先挖掘污染土壤，將污染土壤破碎、篩分等預處理，然后加入淋洗液進行淋洗，之后用旋流器分離固液，將淋洗液和固體分別收集。

　　土壤淋洗修復技術適用于土壤污染面積小且污染較重的工業土壤治理修復，對水溶性重金屬的去除效率很高，可快速修復污染土壤，技術成熟，處理效果好，污染物去除徹底，無二次污染。其適合修復突發性、污染時間較短的工業污染場地，對砂質土壤及重金屬遷移性和生物有效性較好的污染場地修復效果更好。但是其對土壤質地選擇性高，修復成本較高，易造成土壤營養元素的淋失和沉淀，需對淋洗后的液相進行處理，防止產生二次污染。

　　1.1.3植物修復技術

　　植物修復主要是利用植物尤其是超累積植物的生長過程來富集和吸收土壤中的重金屬，然后對植物進行處理從而達到降低土壤重金屬含量的目的[6]。其中技術工藝路線是針對重金屬污染種類，篩選超富集修復植物，種植重金屬超積累植物，種植季結束，收割植物地上部分，集中處理，完成修復。植物修復技術特別適用于閑置的農田土壤和礦山土壤，不適用于急于開發利用的工業場地土壤。

　　植物修復修復成本低，技術成熟，實施簡單。但是植物修復周期太長，一般需要幾年甚至十幾年才能達到修復要求，而且超富集植物對重金屬具有較強的特異性和拮抗性，不適合重金屬復合污染修復，此外對收割后的植物后期處理成本高。對急需開發利用、修復周期較短的工業場地，植物修復技術的適用性較差。

　　1.1.4電動修復技術

　　電動修復是將電極插入受重金屬污染土壤中，通過施加電流形成電場，利用電場產生的電滲析、電遷移和電泳等效應，使土壤中的重金屬遷移富集至電極區進行處理或分離，從而修復重金屬污染的土壤[7]。

　　電動修復技術適合修復面積小、重度污染的工業重金屬污染場地。其技術成熟，可富集重金屬，便于集中處理或回收利用;適用于粒徑較小的土壤，如粘土等低滲透性的場地，可彌補土壤淋洗技術不適用對粘性土壤修復的缺點;成本低，效率高，后期處理方便，二次污染少。但該技術用于不同類型土壤時要進行優化研究，僅適用于小面積的污染區土壤修復。

　　1.1.5微生物修復技術

　　微生物修復是利用土壤中的具有特異性的微生物，對一種或多種重金屬進行沉淀、吸收、氧化和還原等作用，降低土壤重金屬的毒性[8]。或者利用微生物的活動對重金屬離子進行氧化、還原、甲基化和脫甲基化作用，改變重金屬離子的氧化還原狀態，降低土壤環境中重金屬離子的生物有效性。微生物修復技術不僅可以單獨用作重金屬污染土壤修復，還可以與植物修復結合，促進植物對土壤重金屬的吸收效果。但是，微生物修復專一性強，其活性與環境因素，如溫度、水分、氧氣、pH值等條件緊密相關，難以修復重金屬復合污染土壤。

　　1.2工業土壤重金屬污染修復主要材料應用

　　根據工業土壤重金屬污染修復技術的不同，其相應的修復材料也有所區別，具體見表2。總體上，固化/穩定化修復技術現已經很成熟，主要修復材料比較易得、價廉，但針對不同工業土壤，需要優化藥劑配方，并且固化/穩定化處理效果的長期穩定性是研究和關注的重點[9]。

　　土壤淋洗修復技術比較成熟，但酸堿淋洗劑會極大影響土壤，嚴重地破壞土壤的理化性質，螯合劑EDTA、NTA和陰陽離子表面活性劑由于殘留土壤中難降解而易造成二次污染，應進一步探討研究使用天然有機酸、生物表面活性劑等對環境影響小的淋洗劑的應用。

　　植物修復技術的修復材料主要是超富集類植物，但此類植物具有較強的選擇性和拮抗性，不適合工業重金屬復合污染土壤的修復，應培養能夠適應復合污染的超富集植物，同時研究植物修復與其他修復技術的聯合修復技術。電動修復技術主要修復材料是電極，但是土壤中的添加劑、電極膜材料都可以提高修復效果，增加修復能力，因此對強化電動修復材料的研究和應用是電動修復技術推廣和發展的一個重要研究方向。針對工業重金屬污染土壤的微生物修復技術，主要是以微生物為主要修復材料，培養適合工業污染土壤的嗜重金屬微生物、氧化還原微生物以及可甲基化微生物是應用和推廣該技術的關鍵。

　　2工業土壤重金屬污染修復技術適用性評估

　　2.1工業土壤重金屬污染修復技術適用性評估

　　工業土壤重金屬污染修復技術適用性，可以從技術成熟性、經濟成本、土壤適用性、修復時間等方面進行評估。技術成熟性主要是從各種修復技術應用現狀和發展角度考慮，固化/穩定化修復技術、土壤淋洗技術、植物修復技術等較為成熟。綜上，固化/穩定化修復技術的經濟成本適中，對污染土壤類型的適應性較強且修復時間較短，為工業土壤重金屬污染最佳修復技術。

　　2.2工業土壤重金屬污染修復技術推廣應用可行性評估

　　本研究調研了我國及國外現有的土壤重金屬修復案例，并從技術先進性，與國際水平差距和推廣應用可行性等方面，對現有的修復技術經濟性進行了分析。固化/穩定化修復技術其技術指標易滿足、修復成本低、適用范圍較廣，修復設備較多且使用成熟，國內外已有大量的工程修復案例，市場需求量大，推廣潛力大，可推廣應用。

　　土壤淋洗修復技術的技術指標重點是淋洗時間和淋洗劑，由于其工程修復所使用設備耗能較大以及對淋洗液進行二次處理，導致其修復成本高，并且對土壤質地有一定要求，其市場需求量一般，推廣潛力低，不適合推廣應用;植物修復技術的技術指標超富集植物，其修復成本低，但時間長且不穩定，對收割植被需進行二次處理，不適合急待開發場地的工業土壤重金屬污染修復，礦山以及農田修復案例較多，工業場地修復案例較少，不適合推廣應用;原位電動修復技術技術指標為電極材料和電源，對土壤質地要求高，修復設備較少，國外雖有一些修復案例，但由于其不適合大面積工業土壤重金屬污染修復，不適合推廣使用;微生物及菌根修復技術尚處于實驗室研究階段，相關修復案例較少，不適合推廣使用。

　　3結語

　　針對工業土壤重金屬污染修復的土壤淋洗、固化/穩定化、植物修復、電動修復以及微生物及菌根修復等5種修復技術中，從技術工藝、修復藥劑、設備應用以及和評估方法等方面，固化/穩定化修復技術在國內外的應用比較成熟，是一種針對工業土壤重金屬污染很有效的修復技術，并且從設備、材料、能耗等方面考慮成本低、易操作，因此固化/穩定化技術是工業土壤重金屬污染最適宜的修復技術。其他4種修復技術在成本、時間、技術成熟度各方面均存在一定的局限性，可以為工業土壤重金屬污染場地修復提供技術研究和參考。

　　參考文獻：

　　[1]廖曉勇，崇忠義，閻秀蘭，等.城市工業污染場地：中國環境修復領域的新課題[J].環境科學，2011，32(3)：784-794.

　　[2]周旻，侯浩波，孫琪，等.場地重金屬復合污染土壤修復治理工程實例研究[C].武漢：第二屆重金屬污染防治及風險評價研討會，2012：163-167.

　　[3]龔惠紅，鄧泓，鄧丹等.城市工業遺留地土壤重金屬污染及修復研究[J].城市環境與城市生態，2008，21(2)：30-33.

　　[4]王鵬，唐朝生，孫凱強，等.污泥處理的固化/穩定化技術研究進展[J].工程地質學報，2016(4)：649-660.

　　[5]李玉雙，胡曉鈞，孫鐵珩，等.污染土壤淋洗修復技術研究進展[J].生態學雜志，2011，30(3)：596-602.

　　推薦期刊：工程地質學報(雙月刊)是我國工程地質學科綜合性的高級學術期刊。1993年批準創刊發行16開本，每期96頁，國內外公開發行。