近年來,世界土壤污染問題日益凸現,土壤污染修復工作也有很大阻礙,尤其在發展中國家,對生態環境、食品安全和人體健康構成嚴重威脅。其中,汞、鎘、鉛、鉻和砷等重金屬污染物導致的土壤污染尤為突出。根據《中國環境年鑒》可知,由于關停轉遷,我國現已有大量工業場地遺址,對污染嚴重的工業場地遺址進行技術修復是改善土壤環境質量的迫切要求,也是世界科技的研究熱點。歐美發達國家的污染場地修復產業占整個環保產業的50%以上。2011年2月,《重金屬污染綜合防治“十二五”規劃》通過國務院正式批復,重金屬污染土壤被列為主要整治內容之一,污染場地土壤修復技術必將受到更多關注。

一、歐美土壤修復技術研發歷程

歐美土壤修復技術的研發歷程分為3個階段:(1)20世紀80年代以前,土壤治理方式為物理、化學修復,修復技術主要采用挖掘填埋、客土法、固化/穩定化、土壤氣提、化學萃取;(2)20世紀80年代至21世紀初,土壤治理方式為物理、化學和生物修復,修復技術主要采用IMC(隔離、維護和控制)、淋洗、化學萃取、化學氧化還原、玻璃固化和熱脫附;(3)21世紀以來,土壤治理方式為物理、化學和生物修復,但已開始廣泛關注高效低費的修復方法,研究重點為植物修復及自然轉移和衰減。

二、土壤修復技術運用現狀

1.美國運用現狀

美國約存在294000個污染場地,其中,1982-2005年間,共有1536個場地列入NPL。僅2007年,美國超級基金項目耗費3.8億美元用于土壤修復項目。據估計,美國完成所有污染土壤的修復將需要投資2089億,且大部分修復需要經過30~35a。美國于20世紀80年代之后進行了大量土壤修復工程。美國超級基金計劃所實施的土壤修復技術已成為世界各國了解最新土壤修復技術變化的重要窗口。2002-2005年財政年度中,60%的污染源處理工程項目采用的是原位修復技術,比1982-2005年財政年度高了13個百分點。這主要是因為原位修復技術具有無需挖運土壤、修復成本低、適宜對深層污染介質修復、對施工人員健康影響小等特點。

2.歐洲運用現狀

估計,歐洲每年約有21.1億歐元用于污染土壤的修復及管理工作。圖2給出了1978-2007年間,歐洲部分國家及整個歐洲不同土壤修復技術的運用現狀。由圖2可知,歐洲各國根據本國國情,所采用的土壤修復技術存在明顯的較大差異。歐洲運用原位和異位熱脫附、原位和異位生物處理、原位和異位物化處理技術修復污染場地的項目占所有統計項目的69.17%,其中原位熱脫附、原位生物處理和原位物化處理修復技術占35%,異位熱脫附、異位生物處理和異位物化處理修復技術占34.17%,二者比重相當,其他修復技術占30.83%。在實際工程中,生物處理技術運用最多,達到35%,其中原位生物處理占18.33%,異位生物處理占16.67%。另外,將污染土壤作為廢棄物而非可再生資源處理(包括挖掘處置技術、污染場地管制等)的工程項目在歐洲仍然占有較大比重,達到37%。

三、我國與發達國家差距

發達國家相比,我國落后20多年,主要存在以下六方面差距:(1)技術種類單一,缺乏體系,尤其是原位、快速、適用于場地土壤(包括地下水)的物化技術;(2)技術裝備嚴重缺乏,缺產業;(3)技術規范缺標準,缺法規,技術難以應用;(4)工程化修復案例極少,缺市場化;(5)缺乏自身實踐積累的經驗,公司少;(6)關鍵是投入少,缺乏實用技術。

四、我國土壤修復技術發展建議

我國污染場地土壤修復蘊含巨大市場需求,然而,針對污染場地土壤修復技術、工程化應用和設備研發起步較晚,現階段無論是引進國際上的先進技術,還是自主研發都需要理性思考。歐美等發達國家,現已開發出與修復技術配套的先進裝備,但成套引進現成的技術裝備,費用昂貴,受到國外知識產權保護的制約。考慮到我國土壤類型多樣、污染場地復雜、污染特征各異,這對修復設備提出了更多更高的要求,現成的技術裝備可能缺乏適宜性,不一定適合在我國應用,開發適合國情的修復設備應是我國污染場地土壤修復領域的工作重心之一。應該在借鑒國外成熟修復技術和先進裝備的基礎上,從我國場地污染特征、國家經濟社會發展、國家科研水平及現階段技術儲備等多方面綜合考慮修復技術的選擇和發展方向。