２０１０年４月 沈阳航空工业学院学报 Ａｐｒ．２０１０ 第２７卷第２期 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｖｏ１．２７ Ｎｏ．２ 文章编号：１００７—１３８５（２０１０）０２—００７３—０４ Ｃｒ污染土壤原位固定化修复技术研究进展 可欣张毓李延吉王琦李润东 （沈阳航空工业学院清洁能源与环境工程研究所，辽宁沈阳１１０１３６） 摘要：土壤原位固定修复是通过添加不同外源物质固定土壤中重金属元素，达到降低重金属迁 移能力和生物有效性的一种有效的土壤污染修复技术。由于该技术具有操作方便、效果快速，处 理成本低廉等优点，使得其在土壤污染防治过程中具有不可替代的作用。本文较为系统的综述 了铬土壤的原位固定化修复的几种常见方法及其作用原理，分析了固定化修复技术的局限性，提 出了该技术未来的发展方向。 关键词：铬；污染土壤；原位固定；修复 中图分类号：Ｘ１３１ 文献标识码：Ａ 铬污染来源主要是工业含铬废气和废水、废 渣的排放。如金属加工、铬铁冶炼、电镀、制革、颜 料、耐火材料和化工等工业。铬作为五毒元素之 一，具有极强的致疾致癌作用，对人们的环境健康 造成了严重的威胁。其中，六价铬的毒性要远远 大于三价铬。六价铬通过空气、食物和水进人人 体，通过消化道、呼吸道、皮肤和粘膜侵人人体，主 要积聚在肝、肾、内分泌系统和肺部。短时间接 触，会使人得各种过敏症。长期接触，亦可引起全 身性的中毒…。土壤污染的治理也因此已受到 普遍重视。和其他重金属污染一样，铬污染的治 理途径主要有两种 ：一是将铬从被污染土壤中 清除；二是改变铬在土壤中的存在形态，将六价铬 还原为三价铬，降低其在环境中的迁移能力和生 物可利用性。其中，由于固定化修复方法在成本 和时间上能更好的满足重金属污染土壤土壤修复 的要求而得到了广泛的关注。 铬污染土壤的固定化修复方法可具体分为物 理固定化修复、化学固定化修复、微生物固定化修 复等方法，每种方法都包括异位和原位两种方式。 异位固定化修复应用较早，技术相对成熟，但是由 于异位修复需要将污染土壤挖出后，在地面上利 用大型混合搅拌装置对修复进行完全混合，所以 需要的工程量较大，耗资较多，造成许多不便。重 收稿日期：２００９—１２—０３ 基金项目：辽宁省自然科学基金（２００７２０１４）；辽宁省创新团队项 目（２００８Ｔ１５１）；教育部优秀人才项目（ＮＣＥＴ一０７—０５６４） 作者简介：可欣（１９７８一），男，辽宁沈阳人，副教授，博士，主要研 究方向：土壤污染修复，Ｅ—ｍａｉｌ：ｋｅｘ＠ｉａｅ．ａｃ．ｃｎ。 金属原位修复的研究开始于２０世纪５０年代，人 们最早用吸附剂固定水体中的重金属。原位固定 化修复作为一种修复技术、因其成本低廉、易于实 施、近年来发展较快，对于重金属污染土壤、特别 是对于轻中度污染、不失为一种适宜的方法Ｌ３。Ｊ。 由于固定剂原位修复重金属污染土壤简单易行、 成本低廉且不破坏土壤结构、已经得到了广泛关 注，有关学者进行了大量的研究。 ｌ物理原位固定化修复 物理固定化与其它固定技术相比，无需破坏 无机物质，但可能改变有机物质的性质。其原理 为，利用物理方法将污染物固定或包封在密实的 惰性材料中，使其稳定化的一种过程。常见的固 定剂包括沸石、膨润土等物质。沸石具有表面多 孔的结构、阳离子交换性能力大，含有大量的三维 晶体结构，具有独特的分子结构和很强的离子交 换能力，从而通过离子交换吸附降低土壤中重金 属Ｃｒ的有效性＿５ Ｊ。膨润土的主要成分是蒙脱 石，为层状硅铝酸盐，具有很大的内外表面积，使 得其具有较高的离子交换容量和较强的离子交换 能力 一引。 在美国超基金项目的支持下，重金属污染土 壤的原位固定化修复已经得到广泛应用，美国威 斯康星州的马尼托奥克河的一段受重金属严重污 染的底泥曾采用原位固定修复技术处理。Ｍｅｅｇｏ． ｄａｌＩ 采用了硅土作为粘合剂，对铬污染土壤进行 固定化修复，结果土壤淋滤液中六价铬的浓度从 试验前的大于３０ｍｇ／Ｌ降低到５ｍｇ
固化稳定化修复技术重难点分析及应对措施
一、重点分析及应对措施
固化稳定化修复技术的施工重点包括以下：
（1）选择合适的药剂；
（2）确定药剂的最佳投加比；
（3）药剂混合要均匀。本项目中影响固化/稳定化效果的主要重点分析及应对措施如下：
1、选择合适的复合修复药剂
本项目污染土壤中有7种重金属污染物，单一的固化稳定化药剂无法满足修复要求，因此需要根据污染类型和污染程度配置合适的复合型修复药剂，并通过小试试验检测药剂的可行性。对于不同污染物质需要采用不同类型的固化/稳定化药剂处置，同时还需要根据污染物质浓度来合理调整药剂的投加比例。如对砷（As）进行稳定化治理，采用以碱性氧化物为基料的稳定化药剂。
2、确定最佳的药剂投加比
（1）本项目污染土壤中共计有7种重金属污染物，不同类型重金属的固化稳定化原理不同，采样的药剂种类也不同，因此要根据土壤中各重金属浓度确定各药剂的配置比例，并通过小试试验确定最终符合药剂的投加比。
（2）固化/稳定化药剂的添加量需根据不同污染程度土壤区别对待，可结合现场进行的中试，对数据进行整理和归类，从而评估固化/稳定化技术的修复效果，确定最佳药剂添加量和进料量。依据中试
的分析结果，估算应用于整个修复工程的单位批次药剂添加量。该周期药剂添加量的设置是工程前期的经验值的1-2倍，以保证污染土壤得到彻底修复。
3、污染土和药剂混合均匀
将污染土壤与固化/稳定化药剂混合均匀是固化/稳定处置工艺中至关重要的步骤，目的是保证药剂和污染物充分接触。本程实施过程中采用土壤改良机进行混合，根据需要可进行多次混合。均匀混合后的反应时间是稳定结构形成、药剂与金属污染物进行化学反应的重要阶段，需要保证足够的反应时间，以完成固化/稳定化过程。本项目实施过程中，污染土壤与药剂经混合充分后，在待检区堆置至少3天后，方可进行检测验收与后续利用。
二、难点分析及应对措施
本项目修复难点包括：
（1）确保修复效果达标；
土壤污染治理技术与策略
土壤是地球生态系统的重要组成部分，对人类农业生产、生态环境和生物多样性发挥着重要作用。然而，随着城市化的加速推进和工业化的不断发展，土壤污染问题日益突出。土壤污染对人体健康和环境造成严重威胁，因此，治理土壤污染的技术和策略变得尤为重要。
一、土壤污染治理技术
1.原位修复技术
原位修复技术是在不移动土壤的情况下，通过改变土壤环境、修复土壤污染物的技术。常用的原位修复技术包括土壤通气、水洗、热解、生物修复等。其中，生物修复是一种利用微生物或植物来修复污染土壤的技术，通过微生物的降解作用或植物的吸附作用来减少土壤中有害物质的浓度。
2.土壤剥离与置换技术
土壤剥离与置换技术是通过将受污染的土壤剥离出来，然后用无污染的土壤进行置换的技术。这种技术适用于对污染物含量非常高的土壤进行治理，能够快速有效地将有害物质剥离出土壤。
3.化学修复技术
化学修复技术是通过给土壤添加化学物质来修复污染土壤的技术。常用的化学修复技术包括原位固化、原位稳定化等。这些方法能够与土壤中的有害物质发生反应，形成稳定的化合物，从而减少有害物质的迁移和释放。
4.土壤保护技术
土壤保护技术是通过改变土壤使用方式和种植管理方法，减少土壤污染的发生和扩散的技术。这种技术包括合理施肥、改良土壤结构、植被覆盖等。通过加强土壤保护，能够减少土壤污染物的输入和积累。
二、土壤污染治理策略
1.法律与政策措施
加强土壤污染治理需要制定相关的法律和政策，建立相应的污染物排放标准和土壤质量标准。同时，要加强监测与评估，完善土壤污染的防治和修复体系，加大对土壤污染违法行为的处罚力度。
2.科学研究与技术创新
加强土壤污染治理需要加大科学研究和技术创新力度。通过开展土壤污染的原因与分布状况的研究，探究土壤污染治理的技术和策略。同时，要积极推广和应用新兴的土壤污染治理技术，促进治理技术的进一步发展和成熟。
3.社会参与与公众教育
(ffl《资源节约与环保》202T年第5期土壤污染修复技术及土壤生态保护策略何车轮郭兰(黄冈市生态环境局黄梅县分局 湖北黄冈435500)摘要：随着社会的进步和国民经济的发展，国民环保意识逐 渐增强，对生态保护的关注度越来越高。土壤是工农业发展和人 类生存的重要物质基础，土壤污染对人类生产及生活活动的影 响不言而喻。文章首先探讨了几种常见的土壤污染修复技术，继 而分析了土壤生态保护及污染管理策略。关键词：土壤污染；修复技术；生态保护引言当土壤当中含有的有害物质过多，已经超过其自净能力，便 会引发土壤组成、结构以及功能上的变化,使微生活活动受到抑 制，各种有害物质及其分解产物在土壤中积累，通过“土壤T植 物一＞人体”或“土壤T水一＞人体”被人体吸收，危害人类健康。新 时期，如何对土壤污染修复技术加以科学研发与推广，促进我国 土壤生态保护事业的优化发展，值得深思。1土壤污染修复技术1.1物理修复1丄1客土与换土法客土修复技术主要是针对污染程度较轻的土壤所应用的一 种处理方法，是在土壤当中掺入洁净土壤，从而达到修复的目 的。而换土技术则是通过未被污染的土壤替换污染土壤。随着现 代科技的发展，客土法与换土法土壤修复能力较低的劣势逐渐 显现,在土壤污染修复实践中的应用情况也越来越少。1.1.2电动修复技术该技术主要是以电泳或者电场作用之下的电迁移为基础， 将铭离子、锌离子、铅离子等重金属离子和无机盐由土壤内传 送至电极，并对重金属淤泥进行定期处理。与其他原位处理方 式不同，电动修复技术可以依靠低导电率实现对细微颗粒土壤 中重金属的去除，不会对土壤自然结构形成破坏，而且修复范 围较广、操作过程简单灵活，优势明显。然而，其缺点主要体现 在所需能源消耗较高、较易发生极化、受酸碱度影响较大等，影 响修复效率。目前,对于电动修复技术应用还在持续研究和完 善之中。为了提高电动修复技术的实际作用效果，一般会选用 络合剂、无机酸、有机酸以及表面活性剂等作为强化剂，以缓解 其“聚焦”效应。1・2化学修复1.2.1 土壤淋洗技术该技术是对污染土壤和化学洗涤剂进行混合，依靠溶剂的 解吸、溶解、螯合以及固化等化学作用对污染物进行分离，从而 实现重金属的分离与回收,达到修复污染土壤的目的。采用土壤 淋洗技术的过程中，无论使用何种淋洗剂，土壤肥力都会呈现出 一定程度的下降。相比之下,酸性淋洗剂可以呈现出更高的淋洗 效率，但其破坏力更强，会改变土壤性质。因此，目前采用生物表 面活性剂与有机酸替代了对酸性淋洗剂的应用，其土壤破坏性 相对较小。土壤淋洗技术比较容易引发二次污染，而且淋洗剂价格昂 贵,在我国的实际应用范围较小，主要用在重金属污染土壤的修 复处理中。随着现代科技的发展，淋洗技术也在不断完善，日后 必将朝着更加绿色化的方向改进。倘若将其与其他修复方式进 行组合应用，能够有利于促进污染土壤修复效果的提升。1.2.2原位固化/稳定化技术原位固化/稳定化技术是土壤污染治理领域较为成熟的一种 技术，可以在不搬移土层的前提下,依靠机械力向土壤中混入固 化剂和稳定化剂，与污染物形成充分融合,经过一定物理与化学 作用，使污染介质被封固于固态材料当中，或是将污染物转变为 化学性质稳定的形态，促进污染物在环境当中的扩散与迁移。然 而，该修复技术需要应用的药剂量相对较大，而且对复合污染土 壤所能呈现的整体修复性较低。这是由于土壤酸碱度会影响到 所残留重金属的生物有效性，还可能引发二次污染。1.3生物修复1.3.1原位生物修复此项技术通常应用于亚表层土壤的修复处理中，其作用机 理在于将某种有机营养物质掺入到污染土壤当中，亦或是对污 染土壤含氧量进行控制，从而实现土壤内有害物质分离的一种 方法。通常情况下，污染土壤范围较广，无论采用何种修复方法， 都将耗费大量人力、物力和财力。基于此，目前主要应用生物通 气法、土耕法等修复污染土壤中的原微生物。其中，土耕法具有 更强的经济性，而且操作简便、见效快，不会引发严重的二次污 染。但此方法仍然存在一定缺陷，比如污染物会在土壤当中依靠 多种途径进行传播与分散,而且需要的处理周期较长。1.3.2植物修复技术(1) 植物提取。该处理方法是在土壤污染区域大量种植金属 超积累植物,从而高效吸收土壤中残留的金属污染物。通过对该 种植物的反复多次种植,去除土壤中赋存的重金属污染物；(2) 植物挥发。该处理方法是利用土壤中生长植物的根部吸 收各类有害物质,并依靠植物生长过程的作用，使污染土壤中有 毒物质被转化成为气态形式，最终挥发至自然界，以此降低土壤 的整体污染程度；(3) 植物固定。该种方法是针对污染程度较轻或结构比较简 单的污染土壤进行处理，效果较为显著。它是对微生物和植物作
