我国污染土壤修复的技术发展趋势

近些年来，我国的土壤修复技术得到一定的发展，结合国外发达国家的先进经验和发展历程，我国土壤修复发展趋势将呈现如下特点：在污染土壤修复决策上，逐渐从基于污染物总量控制的修复目标发展到基于污染风险评估的修复导向；在技术上，逐渐从物理修复、化学修复和物理化学修复发展到生物修复、植物修复和基于监测的自然修复，从单一的修复技术发展到多技术联合的修复技术、综合集成的工程修复技术；在设备上，逐渐从基于固定式设备的离场修复发展到移动式设备的现场修复；在应用上，已从服务于重金属污染土壤、农药或石油污染土壤、持久性有机化合物污染土壤的修复技术发展到多种污染物复合或混合污染土壤的组合式修复技术；逐渐从点源修复走向面源修复，甚至流域修复；逐渐从单项修复技术发展到融大气、水体监测的多技术设备协同的场地土壤-地下水综合集成修复；逐渐从工业场地走向农田耕地，从适用于工业企业场地污染土壤的离位肥力破坏性物化修复技术发展到适用于农田耕地污染土壤的原位肥力维持性绿色修复技术。1 向绿色与环境友好的土壤生物修复技术发展利用太阳能和自然植物资源的植物修复、土壤中高效专性微生物资源的微生物修复、土壤中不同营养层食物网的动物修复、基于监测的综合土壤生态功能的自然修复，将是未来土壤环境修复科学技术研究的主要方向。农田耕地土壤污染的修复技术要求能在原位有效地消除影响粮食生产和农产品质量的微量有毒有害污染物，同时既不能破坏土壤肥力和生态环境功能，又不能导致二次污染的发生。发展绿色、安全、环境友好的土壤生物修复技术能满足这些需求，并能适用于大面积污染农地土壤的治理，具有技术和经济上的双重优势。从常规作物中筛选合适的修复品种，发展适用于不同土壤类型和条件的根际生态修复技术已成为一种趋势。应用生物工程技术如基因工程、酶工程、细胞工程等发展土壤生物修复技术，有利于提高治理速率与效率，具有应用前景。2 从单项向协同、联合的土壤综合修复技术发展土壤中污染物种类多，复合污染普遍，污染组合类型复杂，污染程度与厚度差异大。地球表层的土壤类型多，其组成、性质、条件的空间分异明显。一些场地不仅污染范围大，不同性质的污染物复合，土壤与地下水同时受污染，而且修复后土壤再利用方式的空间规划要求不同。这样，单项修复技术往往很难达到修复目标，而发展协同联合的土壤综合修复模式就成为场地和农田土壤污染修复的研究方向。例如，不同修复植物的组合修复，降解菌-超积累植物的组合修复，真菌-修复植物组合修复，土壤动物-植物-微生物组合修复，络合增溶强化植物修复、化学氧化-生物降解修复，电动修复-生物修复，生物强化蒸汽浸提修复，光催化纳米材料修复等。3 从异位向原位的土壤修复技术发展将污染土壤挖掘、转运、堆放、净化、暂存、再利用是一种经常采用的离场异位修复过程。这种异位修复不仅处理成本高，而且很难治理深层土壤及地下水均受污染的场地，不能修复建筑物下面的污染土壤或紧靠重要建筑物的污染场地。因而，发展多种原位修复技术以满足不同污染场地修复的需求就成为近年来的一种趋势。例如，原位蒸汽浸提技术、原位固化/稳定化技术、原位生物修复技术、原位纳米零价铁还原技术等。同时，基于监测且能发挥土壤综合生态功能的原位自然修复也是一种发展趋势。4 基于环境功能修复材料的土壤修复技术发展黏土矿物改性技术、催化剂催化技术、纳米材料与技术已经渗透到土壤环境和农业生产领城，并应用于污染土壤环境修复，例如利用纳米铁粉、氧化钛等去除污染土壤和地下水中的有机氯污染物。但是，目标土壤修复的环境功能材料的研制及其应用技术还刚刚起步，具有发展前景。目前对这些物质在土壤中的分配、反应、行为、归趋及生态毒理等尚缺乏了解，对其环境安全性和生态健康风险还难以进行科学评估。基于环境功能修复材料的土壤修复技术的应用条件、长期效果、生态影响和环境风险有待回答。5 基于设备化的快速场地污染土壤修复技术发展土壤修复技术的应用在很大程度上依赖于修复设备和监测设备的支撑，设备化的修复技术是土壤修复走向市场化和产业化的基础。植物修复后的植物资源化利用、微生物修复的菌剂制备、有机污染土壤的热脱附或蒸汽浸提、重金属污染土壤的淋洗或固化/稳定化、修复过程及修复后环境监测等都需要设备。尤其是对城市工业遗留的污染场地，因其特殊位置和土地再开发利用的要求，需要快速、高效的物化修复技术与设备。开发与应用基于设备化的场地污染土壤的快速修复技术是一种发展趋势。一些新的物理和化学方法与技术在上壤环境修复领域的渗透与应用将会加快修复设备化的发展，例如，冷等离子体氧化技术可能是一种有前景的有机污染土壤修复技术，将带动新的修复设备研制。6 从土壤修复向土壤-水体联合修复发展由于污染物的迁移性，土壤污染和地下水污染往往密不可分。随着我国修复技术的快速发展，以及相关政策法规的完善，尤其是确定出资方制度的完善，我国将逐渐鼓励倡导土壤和水体联合修复，包括土壤与地表水、地下水的联合修复。2014年4月17日，国家环境保护部和国土资源部发布《全国土壤污染状况调查公报》，另外，全国地下水污染调查情况也将于近期公布，这将进一步促进土壤-水体联合修复，尤其是土壤-地下水联合修复的发展。7 从点源污染场地修复向流域生态修复发展点源污染场地是指污染范围较小且污染扩散很慢或基本不扩散的污染场地，例如有些工业污染场地。土壤生态修复是指对土壤生态系统停止人为干扰，以减轻负荷压力，依靠土壤生态系统的自我调节能力与自组织能力，或者利用生态系统的这种自我恢复能力，辅以人工措施，使遭到破坏的土壤生态系统逐步恢复正常功能或使土壤生态系统向良性循环方向发展。流域生态修复是指流域尺度的生态修复。随着土壤修复技术的快速发展，结合国家的实际发展需求，我国将逐渐从单一的点源污染场地修复走向流域生态修复，促进我国的土地资源、水资源等自然资源的保护与合理开发利用，使环境污染得到有效控制，促进国民经济的发展。8 土壤修复决策支持系统及后评估技术发展污染土壤修复决策支持系统是实施污染场地风险管理和修复技术快速筛选的工具。污染土壤修复技术筛选是一种多目标决策过程，需要综合考虑风险削减、环境效益与修复成本等要素。欧美许多土壤修复研究组织如CLARINET、EUGRIS、NATO/CCMS等针对污染场地管理和决策支持进行了系统研究和总结。一些辅助决策工具如文件导则、决策流程图、智能化软件系统等已陆续出台和开发，并在具体的场地修复过程中被采纳。基于风险的污染土壤修复后评估也是污染场地风险管理的重要环节，包括修复后污染物风险评估、修复基准及土壤环境质量评价等内容。土壤污染类型多种多样，污染场地错综复杂，需要发展场地针对性的污染土壤修复决策支持系统及后评估方法与技术。因此，基于国外发达国家的经验和发展历程，我国也将发展土壤修复决策支持系统及后评估技术。