論中國土壤污染現(xiàn)狀及修復(fù)技術(shù)

1、論中國土壤污染現(xiàn)狀及修復(fù)技術(shù)一、土壤修復(fù)（1）土壤修復(fù)的基本情況土壤修復(fù)的定義、特點及分類土壤污染指人類生產(chǎn)、生活產(chǎn)生的廢氣、廢水和固體廢物向土壤系統(tǒng)排放后，當(dāng)數(shù)量超過土壤自凈能力時，會破壞土壤成分結(jié)構(gòu)的平衡和土壤功能，乃至出現(xiàn)危害動植物和人體健康的現(xiàn)象。土壤污染按照污染成分可以劃分為無機物污染和有機物污染。無機物污染包括酸、堿、重金屬以及砷、硒等非金屬化合物造成的污染；有機物污染包括農(nóng)藥、酚類、氰化物、石油、有機溶劑、合成洗滌劑等造成的污染。按照受污染土地的類型可以將土壤污染劃分為工業(yè)場地污染、油氣田污染、礦區(qū)污染和農(nóng)田污染。按照污染源可以將土壤污染劃分為工業(yè)污染、農(nóng)業(yè)污染、生活污染以及其他

2、污染。土壤修復(fù)則是指利用物理、化學(xué)或生物的方法轉(zhuǎn)移、吸收、降解和轉(zhuǎn)化土壤中的污染物，使其濃度降低到可接受水平，或?qū)⒂卸居泻Φ奈廴疚镛D(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)。（2）我國土壤修復(fù)的發(fā)展狀況我國土壤污染現(xiàn)狀我國對于土壤污染的關(guān)注起步較晚。為了調(diào)查中國土地污染的現(xiàn)狀，原國家環(huán)?？偩趾蛧临Y源部耗資 10 億元聯(lián)合啟動了全國土壤污染狀況及其預(yù)防措施的調(diào)查工作，特別是對農(nóng)業(yè)用地的調(diào)查。 2014 年 4 月公布了初步調(diào)查結(jié)果，但對于我國土壤污染現(xiàn)狀仍沒有清晰而準確的認識， 相關(guān)的土壤修復(fù)行業(yè)發(fā)展也是處于起步成長階段。和歐美成熟的土壤污染修復(fù)治理體系相比，我國土壤修復(fù)行業(yè)有關(guān)體系急需建立和完善。a.工農(nóng)業(yè)粗獷發(fā)展導(dǎo)

3、致耕地土壤和城市場地污染問題我國工業(yè)和農(nóng)業(yè)的粗獷式發(fā)展是造成土壤污染的主要原因。 雖然我國工業(yè)和農(nóng)業(yè)經(jīng)歷了快速的發(fā)展，但是并沒有及時重視其污染物排放的監(jiān)管和治理，從而使得土壤污染日益嚴重。從工業(yè)污染角度看，土壤無機污染物中的重金屬污染主要來自于選礦廠、冶煉廠、鉛蓄電池廠、氯堿廠等工業(yè)工廠的廢物排放；非金屬砷和硒污染主要來自農(nóng)藥和電子工業(yè)等； 而土壤中的有機污染物主要來自于石油石化、煤化工、農(nóng)藥等行業(yè)。從農(nóng)業(yè)土壤污染角度看，化肥的過度使用是造成土壤污染的主要原因。工農(nóng)業(yè)迅速發(fā)展，由于相應(yīng)環(huán)境監(jiān)管與保護措施的缺失，各地普遍出現(xiàn)土壤污染問題，其中，尤以率先發(fā)展工業(yè)實現(xiàn)經(jīng)濟起飛的東部和中部較為發(fā)達地區(qū)

4、為甚。我國嚴重土壤污染區(qū) 320 個，約 548 萬公頃。從不同的土地類型來看，關(guān)數(shù)據(jù)顯示，受重金屬污染的耕地面積有近 2,000 萬公頃，約占耕地總面積的五分之一；受礦區(qū)污染的土地面積達到 200 萬公頃，石油污染的土地面積約有 500 萬公頃，固體廢棄物堆放污染土地約有 5 萬公頃，由上述四類土壤污染估算面積相加可知，我國至少有近 3,000 萬公頃的污染土地。b.耕地污染范圍廣，重金屬污染嚴重全國受污染耕地 1.5 億畝，占 18 億畝耕地的 8.3%，大部分為重金屬污染。根據(jù) 2013 年 12 月公布的第二次全國土地調(diào)查結(jié)果， 我國中重度污染耕地大體在5,000 萬畝左右，這部分耕地

5、已經(jīng)不能種植糧食。受此類污染的重點區(qū)域多是過去經(jīng)濟發(fā)展比較快、工業(yè)比較發(fā)達的東中部地區(qū)，長三角、珠三角、東北老工業(yè)基地。其中，珠三角地區(qū)部分城市有近 40%的農(nóng)田菜地土壤重金屬污染超標，其中 10%屬于嚴重超標。耕地污染包括鉻、銅、汞、砷等化學(xué)污染，且重金屬為耕地土壤污染的主要構(gòu)成。耕地土壤的重金屬污染危害極大。c.城鎮(zhèn)化進程中形成的城市場地污染嚴重場地污染指有工業(yè)廠區(qū)布局的土地上主要來自冶金、石化、化工、農(nóng)藥等工業(yè)行業(yè)的污染物排放導(dǎo)致的土壤污染。在工業(yè)化進程推進、城市用地調(diào)整過程中，工業(yè)遷出城市，形成了城市中較大規(guī)模受污染的遺留場地。我國對這一污染的關(guān)注開始較晚，直到 2004 年原國家環(huán)保

6、總局才要求對工業(yè)搬遷遺留的城市污染場地進行監(jiān)測和修復(fù)。目前這部分土壤污染形成了城市地區(qū)對土壤修復(fù)的主要需求。分析從 2008 年到 2012 年我國城市工業(yè)企業(yè)數(shù)量變化情況， 可以看出雖然城市工業(yè)企業(yè)數(shù)量不斷上升，但其中分布于市轄區(qū)的工業(yè)企業(yè)的比重在不斷下降，表現(xiàn)出工業(yè)逐步從城市中遷出的情況。根據(jù)中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒， 2001 年至 2008年間我國關(guān)停并轉(zhuǎn)遷企業(yè)數(shù)從 6,611 迅速增至 22,488 個。 工業(yè)的遷出給城市留下了很多工業(yè)遺址，特別是發(fā)達地區(qū)的重污染行業(yè)遺留的工業(yè)場地，是城市土壤污染的主要組成部分。d.礦區(qū)污染不容忽視礦區(qū)污染是耕地污染和場地污染外，我國同樣需要加以重視的土壤污

7、染來源。礦區(qū)污染主要來自金屬礦、煤礦開采中的污染，某些情況下，礦區(qū)附近的地下水污染也納入礦區(qū)土壤污染范圍之內(nèi)。 我國礦山污染問題雖不及耕地污染和城市場地污染備受關(guān)注， 但其污染程度已開始受到關(guān)注。據(jù)中國環(huán)保網(wǎng)不完全統(tǒng)計，截至 2008 年底，我國 113,108 座礦山中，因為采礦活動而占用、破壞的土地面積高達 332.5 萬公頃。e.全國土壤污染狀況調(diào)查2005 年 4 月至 2013 年 12 月，我國開展了首次全國土壤污染狀況調(diào)查。調(diào)查范圍為中華人民共和國境內(nèi)（未含香港特別行政區(qū)、澳門特別行政區(qū)和臺灣地區(qū)）的陸地國土，調(diào)查點位覆蓋全部耕地，部分林地、草地、未利用地和建設(shè)用地，實際調(diào)查面積

8、約 630 萬平方公里。根據(jù)此次調(diào)查，基本掌握了全國土壤環(huán)境質(zhì)量的總體狀況：全國土壤環(huán)境狀況總體不容樂觀，部分地區(qū)土壤污染較重，耕地土壤環(huán)境質(zhì)量堪憂，工礦業(yè)廢棄地土壤環(huán)境問題突出。工礦業(yè)、農(nóng)業(yè)等人為活動以及土壤環(huán)境背景值高是造成土壤污染或超標的主要原因。全國土壤總的超標率為 16.1%（點位超標率是指土壤超標點位的數(shù)量占調(diào)查點位總數(shù)量的比例。），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%。污染類型以無機型為主，有機型次之，復(fù)合型污染比重較小，無機污染物超標點位數(shù)占全部超標點位的 82.8%。從污染分布情況看，南方土壤污染重于北方；長江三角洲、珠江

9、三角洲、東北老工業(yè)基地等部分區(qū)域土壤污染問題較為突出，西南、中南地區(qū)土壤重金屬超標范圍較大；鎘、汞、砷、鉛 4 種無機污染物含量分布呈現(xiàn)從西北到東南、從東北到西南方向逐漸升高的態(tài)勢。缺乏完善的土壤污染管理體系及政策法規(guī)支持我國當(dāng)前土壤修復(fù)項目和資金大多數(shù)依賴于政府， 土壤修復(fù)產(chǎn)業(yè)缺乏完善的盈利模式， 目前僅有少數(shù)的商業(yè)化項目將土壤污染修復(fù)的成本負擔(dān)交由土地開發(fā)商承擔(dān)。土壤污染管理體系的缺失是我國當(dāng)前行業(yè)發(fā)展的阻礙，具體體現(xiàn)在土壤污染本身具有一定的隱秘性、長期性，其責(zé)任不易確認，從而土壤修復(fù)成本當(dāng)前主要由財政承擔(dān)。我國土壤環(huán)境保護的相關(guān)規(guī)劃一直在持續(xù)制定完善中， 法規(guī)層面上僅有少數(shù)標準型文件，我

10、國土壤修復(fù)行業(yè)在政策法規(guī)層面上的指導(dǎo)和監(jiān)督較為缺失。土壤修復(fù)發(fā)展不平衡目前，國內(nèi)土壤修復(fù)行業(yè)仍處于起步成長階段，多數(shù)試點項目為城市搬遷廠區(qū)的場地污染治理。以城市發(fā)展為目的的土壤污染修復(fù)具有較大發(fā)展?jié)摿?，因為其修?fù)資金可以利用市場資源而不完全依賴政府。但這部分項目涉及面窄，土壤修復(fù)更具市場潛力的其他領(lǐng)域并未有效拓展，比如耕地、礦山修復(fù)市場。土壤修復(fù)研發(fā)力度有待加強由于我國因城市工業(yè)遷移而造成的場地土壤污染問題十分嚴峻， 所以適用于城市場地污染的修復(fù)技術(shù)在我國土壤修復(fù)市場中更受歡迎。 在城市工業(yè)污染場地的修復(fù)過程中，城市這一特殊社會和地理環(huán)境對土壤修復(fù)提出了修復(fù)周期短、二次污染小、穩(wěn)定性高、對土壤

11、結(jié)構(gòu)變動小等要求，根據(jù)這些要求可以選擇適合城市工業(yè)污染場地的土壤修復(fù)技術(shù)，主要包括土壤氣提/生物氣提、化學(xué)氧化、植物修復(fù)、微生物修復(fù)、熱處理、固化/穩(wěn)定法、土壤淋洗等技術(shù)。我國土壤修復(fù)技術(shù)相對世界廣泛應(yīng)用的技術(shù)種類而言數(shù)量相對較少， 且雖然部分企業(yè)正在同高校等科研機構(gòu)聯(lián)合進行土壤修復(fù)技術(shù)的研發(fā)創(chuàng)新以及產(chǎn)業(yè)化運用，但受到研發(fā)成本以及修復(fù)成本的制約，研發(fā)規(guī)模尚小。和歐美國家相比，我國土壤修復(fù)技術(shù)有待豐富和提高。土壤修復(fù)資金需求大，目前主要依靠政府，融資渠道單一土壤修復(fù)的資金需求很大，一些國際經(jīng)驗中，比如荷蘭 2000 年至 2009 年間土壤修復(fù)成本約為每年 3.35 億歐元，其中政府投入約每年

12、1.6 億歐元。根據(jù)歐洲環(huán)境署的估計，歐洲每年約有 21.1 億歐元用于污染場地的修復(fù)及管理工作。美國僅 2007 年其超級基金項目就為場地污染花費了 3.8 億美元用于土壤修復(fù)。資金是最大的難題。 目前我國土壤修復(fù)項目資金多來源于政府或國家專項資金，同時涉及資金總量億元以上的大規(guī)模項目較少，大多數(shù)項目為中小型規(guī)模。當(dāng)前土壤修復(fù)項目融資渠道單一。二、常用土壤修復(fù)技術(shù)1、原位固化/穩(wěn)定化技術(shù)原理：通過一定的機械力在原位向污染介質(zhì)中添加固化劑/穩(wěn)定化劑，在充分混合的基礎(chǔ)上，使其與污染介質(zhì)、污染物發(fā)生物理、化學(xué)作用，將污染土壤固封為結(jié)構(gòu)完整的具有低滲透系數(shù)的固化體，或?qū)⑽廴疚镛D(zhuǎn)化成化學(xué)性質(zhì)不活潑形態(tài)

13、，降低污染物在環(huán)境中的遷移和擴散。適用性：適用于污染土壤，可處理金屬類、石棉、放射性物質(zhì)、腐蝕性無機物、氰化物以及砷化合物等無機物;農(nóng)藥/除草劑、石油或多環(huán)芳烴類、多氯聯(lián)苯類以及二噁英等有機化合物。不宜用于揮發(fā)性有機化合物，不適用于以污染物總量為驗收目標的項目。2、異位固化/穩(wěn)定化技術(shù)原理：向污染土壤中添加固化劑 /穩(wěn)定化劑，經(jīng)充分混合，使其與污染介質(zhì)、污染物發(fā)生物理、化學(xué)作用，將污染土壤固封為結(jié)構(gòu)完整的具有低滲透系數(shù)的固化體，或?qū)⑽廴疚镛D(zhuǎn)化成化學(xué)性質(zhì)不活潑形態(tài)，降低污染物在環(huán)境中的遷移和擴散。適用性：適用于污染土壤?？商幚斫饘兕悺⑹?、放射性物質(zhì)、腐蝕性無機物、氰化物以及砷化合物等無機物;農(nóng)

14、藥/除草劑、石油或多環(huán)芳烴類、多氯聯(lián)苯類以及二噁英等有機化合物。不適用于揮發(fā)性有機化合物和以污染物總量為驗收目標的項目。當(dāng)需要添加較多的固化/穩(wěn)定劑時，對土壤的增容效應(yīng)較大，會顯著增加后續(xù)土壤處置費用。3、原位化學(xué)氧化/還原技術(shù)原理：通過向土壤或地下水的污染區(qū)域注入氧化劑或還原劑，通過氧化或還原作用，使土壤或地下水中的污染物轉(zhuǎn)化為無毒或相對毒性較小的物質(zhì)。常見的氧化劑包括高錳酸鹽、過氧化氫、芬頓試劑、過硫酸鹽和臭氧。常見的還原劑包括硫化氫、連二亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、硫酸亞鐵、多硫化鈣、二價鐵、零價鐵等。適用性：適用于污染土壤和地下水。其中，化學(xué)氧化可處理石油烴、 BTEX(苯、甲苯、乙苯、二甲

15、苯)、酚類、 MTBE(甲基叔丁基醚)、含氯有機溶劑、多環(huán)芳烴、農(nóng)藥等大部分有機物;化學(xué)還原可處理重金屬類(如六價鉻)和氯代有機物等。受腐殖酸含量、還原性金屬含量、土壤滲透性、 pH值變化影響較大。4、異位化學(xué)氧化/還原技術(shù)原理：向污染土壤添加氧化劑或還原劑，通過氧化或還原作用，使土壤中的污染物轉(zhuǎn)化為無毒或相對毒性較小的物質(zhì)。常見的氧化劑包括高錳酸鹽、過氧化氫、芬頓試劑、過硫酸鹽和臭氧。常見的還原劑包括連二亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、硫酸亞鐵、多硫化鈣、二價鐵、零價鐵等。適用性：適用于污染土壤。其中，化學(xué)氧化可處理石油烴、BTEX(苯、甲苯、乙苯、二甲苯)、酚類、 MTBE(甲基叔丁基醚)、含氯有機

16、溶劑、多環(huán)芳烴、農(nóng)藥等大部分有機物;化學(xué)還原可處理重金屬類(如六價鉻)和氯代有機物等。異位化學(xué)氧化不適用于重金屬污染土壤的修復(fù)，對于吸附性強、水溶性差的有機污染物應(yīng)考慮必要的增溶、脫附方式;異位化學(xué)還原不適用于石油烴污染物的處理。5、異位熱脫附技術(shù)原理：通過直接或間接加熱，將污染土壤加熱至目標污染物的沸點以上，通過控制系統(tǒng)溫度和物料停留時間有選擇地促使污染物氣化揮發(fā)，使目標污染物與土壤顆粒分離、去除。適用性：適用于污染土壤。可處理揮發(fā)及半揮發(fā)性有機污染物(如石油烴、農(nóng)藥、多氯聯(lián)苯)和汞。不適用于無機物污染土壤(汞除外)，也不適用于腐蝕性有機物、活性氧化劑和還原劑含量較高的土壤。6、異位土壤洗脫

17、技術(shù)原理：采用物理分離或增效洗脫等手段，通過添加水或合適的增效劑，分離重污染土壤組分或使污染物從土壤相轉(zhuǎn)移到液相，并有效地減少污染土壤的處理量，實現(xiàn)減量化。洗脫系統(tǒng)廢水應(yīng)處理去除污染物后回用或達標排放。適用性：適用于污染土壤?？商幚碇亟饘偌鞍霌]發(fā)性有機污染物、難揮發(fā)性有機污染物。不宜用于土壤細粒(粘 /粉粒)含量高于 25%的土壤。7、水泥窯協(xié)同處置技術(shù)原理：利用水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的高溫、氣體長時間停留、熱容量大、熱穩(wěn)定性好、堿性環(huán)境、無廢渣排放等特點，在生產(chǎn)水泥熟料的同時，焚燒固化處理污染土壤。適用性：適用于污染土壤，可處理有機污染物及重金屬。不宜用于汞、砷、鉛等重金屬污染較重的土壤，由于水泥生產(chǎn)

18、對進料中氯、硫等元素的含量有限值要求，在使用該技術(shù)時需慎重確定污染土壤的添加量。8、土壤植物修復(fù)技術(shù)原理：利用植物進行提取、根際濾除、揮發(fā)和固定等方式移除轉(zhuǎn)變和破壞土壤中的污染物質(zhì)，使污染土壤恢復(fù)其正常功能。適用性：適用于污染土壤，可處理重金屬，如砷、鎘、鉛、鎳、銅、鋅、鈷、錳、鉻、汞等，以及特定的有機污染物，如石油烴、五氯酚、多環(huán)芳烴等。9、土壤阻隔填埋技術(shù)原理：將污染土壤或經(jīng)過治理后的土壤置于防滲阻隔填埋場內(nèi)，或通過敷設(shè)阻隔層阻斷土壤中污染物遷移擴散的途徑，使污染土壤與四周環(huán)境隔離，避免污染物與人體接觸和隨土壤水遷移進而對人體和周圍環(huán)境造成危害。適用性：適用于重金屬、有機物及重金屬有機物復(fù)

19、合污染土壤的阻隔填埋。不宜用于污染物水溶性強或滲透率高的污染土壤，不適用于地質(zhì)活動頻繁和地下水水位較高的地區(qū)。10、生物堆技術(shù)原理：對污染土壤堆體采取人工強化措施，促進土壤中具備降解特定污染物能力的土著微生物或外源微生物的生長，降解土壤中的污染物。適用性：適用于污染土壤，可處理石油烴等易生物降解的有機物。不適用于重金屬、難降解有機污染物污染土壤的修復(fù)，粘土類污染土壤修復(fù)效果較差。11、地下水抽出處理技術(shù)原理：根據(jù)地下水污染范圍，在污染場地布設(shè)一定數(shù)量的抽水井，通過水泵和水井將污染地下水抽取至地面進行處理。適用性：適用于污染地下水，可處理多種污染物。不宜用于吸附能力較強的污染物，以及滲透性較差或

20、存在 NAPL(非水相液體)的含水層。12、地下水修復(fù)可滲透反應(yīng)墻技術(shù)原理：在地下安裝透水的活性材料墻體攔截污染物羽狀體，當(dāng)污染羽狀體通過反應(yīng)墻時，污染物在可滲透反應(yīng)墻內(nèi)發(fā)生沉淀、吸附、氧化還原、生物降解等作用得以去除或轉(zhuǎn)化，從而實現(xiàn)地下水凈化的目的。適用性：適用于污染地下水，可處理 BTEX(苯、甲苯、乙苯、二甲苯)、石油烴、氯代烴、金屬、非金屬和放射性物質(zhì)等。不適用于承壓含水層，不宜用于含水層深度超過 10m的非承壓含水層，對反應(yīng)墻中沉淀和反應(yīng)介質(zhì)的更換、維護、監(jiān)測要求較高。13、地下水監(jiān)控自然衰減技術(shù)原理：通過實施有計劃的監(jiān)控策略，依據(jù)場地自然發(fā)生的物理、化學(xué)及生物作用，包含生物降解、擴散、吸附、稀釋、揮發(fā)、放射性衰減以及化學(xué)性或生物性穩(wěn)定等，使得地下水和土壤中污染物的數(shù)量、毒性、移動性降低到風(fēng)險