近年来,世界土壤污染问题日益凸现,土壤污染修复工作也有很大阻碍,尤其在发展中国家,对生态环境、食品安全和人体健康构成严重威胁。其中,汞、镉、铅、铬和砷等重金属污染物导致的土壤污染尤为突出。根据《中国环境年鉴》可知,由于关停转迁,我国现已有大量工业场地遗址,对污染严重的工业场地遗址进行技术修复是改善土壤环境质量的迫切要求,也是世界科技的研究热点。欧美发达国家的污染场地修复产业占整个环保产业的50%以上。2011年2月,《重金属污染综合防治“十二五”规划》通过国务院正式批复,重金属污染土壤被列为主要整治内容之一,污染场地土壤修复技术必将受到更多关注。

一、欧美土壤修复技术研发历程

欧美土壤修复技术的研发历程分为3个阶段:(1)20世纪80年代以前,土壤治理方式为物理、化学修复,修复技术主要采用挖掘填埋、客土法、固化/稳定化、土壤气提、化学萃取;(2)20世纪80年代至21世纪初,土壤治理方式为物理、化学和生物修复,修复技术主要采用IMC(隔离、维护和控制)、淋洗、化学萃取、化学氧化还原、玻璃固化和热脱附;(3)21世纪以来,土壤治理方式为物理、化学和生物修复,但已开始广泛关注高效低费的修复方法,研究重点为植物修复及自然转移和衰减。

二、土壤修复技术运用现状

1.美国运用现状

美国约存在294000个污染场地,其中,1982-2005年间,共有1536个场地列入NPL。仅2007年,美国超级基金项目耗费3.8亿美元用于土壤修复项目。据估计,美国完成所有污染土壤的修复将需要投资2089亿,且大部分修复需要经过30~35a。美国于20世纪80年代之后进行了大量土壤修复工程。美国超级基金计划所实施的土壤修复技术已成为世界各国了解最新土壤修复技术变化的重要窗口。2002-2005年财政年度中,60%的污染源处理工程项目采用的是原位修复技术,比1982-2005年财政年度高了13个百分点。这主要是因为原位修复技术具有无需挖运土壤、修复成本低、适宜对深层污染介质修复、对施工人员健康影响小等特点。

2.欧洲运用现状

估计,欧洲每年约有21.1亿欧元用于污染土壤的修复及管理工作。图2给出了1978-2007年间,欧洲部分国家及整个欧洲不同土壤修复技术的运用现状。由图2可知,欧洲各国根据本国国情,所采用的土壤修复技术存在明显的较大差异。欧洲运用原位和异位热脱附、原位和异位生物处理、原位和异位物化处理技术修复污染场地的项目占所有统计项目的69.17%,其中原位热脱附、原位生物处理和原位物化处理修复技术占35%,异位热脱附、异位生物处理和异位物化处理修复技术占34.17%,二者比重相当,其他修复技术占30.83%。在实际工程中,生物处理技术运用最多,达到35%,其中原位生物处理占18.33%,异位生物处理占16.67%。另外,将污染土壤作为废弃物而非可再生资源处理(包括挖掘处置技术、污染场地管制等)的工程项目在欧洲仍然占有较大比重,达到37%。

三、我国与发达国家差距

发达国家相比,我国落后20多年,主要存在以下六方面差距:(1)技术种类单一,缺乏体系,尤其是原位、快速、适用于场地土壤(包括地下水)的物化技术;(2)技术装备严重缺乏,缺产业;(3)技术规范缺标准,缺法规,技术难以应用;(4)工程化修复案例极少,缺市场化;(5)缺乏自身实践积累的经验,公司少;(6)关键是投入少,缺乏实用技术。

四、我国土壤修复技术发展建议

我国污染场地土壤修复蕴含巨大市场需求,然而,针对污染场地土壤修复技术、工程化应用和设备研发起步较晚,现阶段无论是引进国际上的先进技术,还是自主研发都需要理性思考。欧美等发达国家,现已开发出与修复技术配套的先进装备,但成套引进现成的技术装备,费用昂贵,受到国外知识产权保护的制约。考虑到我国土壤类型多样、污染场地复杂、污染特征各异,这对修复设备提出了更多更高的要求,现成的技术装备可能缺乏适宜性,不一定适合在我国应用,开发适合国情的修复设备应是我国污染场地土壤修复领域的工作重心之一。应该在借鉴国外成熟修复技术和先进装备的基础上,从我国场地污染特征、国家经济社会发展、国家科研水平及现阶段技术储备等多方面综合考虑修复技术的选择和发展方向。