【寒冷地区污染场地修复探究12000字（论文）】

寒冷地区污染场地修复研究—以中国东北地区为例目录TOC\o"1-2"\h\u32161寒冷地区污染场地修复技术难点与对策—以中国东北地区为例 -1-230521.寒冷地区气候、环境及土壤特征 -2-16752.寒冷地区土壤污染来源、现状、危害 -2-113223.寒冷地区土壤污染场地修复技术难点 -3-103304.寒冷地区污染土壤修复技术 -5-246764.1物理修复技术 -5-59424.1.2蒸汽浸提技术 -5-269814.1.3热脱附法 -5-237324.1.4电动修复 -6-231554.2生物修复技术 -6-13794.2.1植物修复 -6-257924.2.2动物修复 -7-164.2.3微生物修复 -7-133384.3化学修复技术 -9-121544.3.2化学淋洗技术 -9-149934.3.3固化-稳定化技术 -10-57805.研究结论与展望 -13-27624参考文献 -15-摘要：我国东北地区因周期性冻融的气候环境、长期复杂的复合污染类型以及有机质含量高等问题，土壤污染呈现修复难度大、技术要求高、修复周期长等特点，得到国内外学者的广泛关注。本文系统分析了寒冷地区气候、环境及土壤环境特征，阐明了土壤污染来源、现状及危害，详细分析了修复技术难点并对比了现阶段应用的各类修复技术原理、优缺点及应用案例。研究认为，化学淋洗技术具有工艺简单、周期短、投资低等优点，有望成为我国修复寒冷地区复合污染土壤的主流技术。针对细颗粒重金属去除效率低的问题，绿色、高效淋洗剂的开发及化学淋洗与固化稳定化等技术联合应用具有良好的应用前景。关键词：寒冷地区；冻融；污染场地；修复；淋洗寒冷地区气候、环境及土壤特征寒冷地区冬季干燥寒冷，夏季潮湿炎热；春季多风沙天气，秋季多冰雹和雷暴天气；阳光充足，降水量相对集中；寒冷期较长，最冷月平均温度低于0℃；存在季节性冻土层，冻层深度可达1.5~2.0米。由于寒冷地区严峻的气候条件，环境状况也不容乐观，因持续的低温天气，易导致水管、电力管道、气割胶管结冰和冻裂，影响生产秩序，并给修复施工和设备操作带来极大的隐患。以我国东北地区为例，土壤类型以高有机质含量的黑土为主，其有机质含量约为黄土的10倍REF_Ref22466\r\h[1]。有机质与有机污染物能产生强烈的共吸附效应，增强对有机物的吸附能力，促进对其吸持。有机质也可通过其含氧功能基与土壤中重金属污染物发生螯合反应，形成不可溶性的螯合物REF_Ref6638\r\h[2]，从而减少重金属在土壤中的迁移度，形成的螯合物通过腐解变为各种矿质养分和小分子有机物，植物根系通过主动运输的方式对其进行吸收。黑土多为粉粒和砂粒，粒径较小，吸附孔容较大，因此能更好地吸附重金属、有机物污染物，从而影响污染物迁移、转化等环境行为。基于冻融胁迫及有机质与污染物螯合效应的影响，治理东北地区土壤污染场地应区别于非寒冷地区土壤污染场地，因地制宜，形成具有针对性的修复技术方案。寒冷地区土壤污染来源、现状、危害截止2019年9月，据全国污染地块环境管理信息系统统计，我国典型行业类型污染地块数量总数为166块，从污染类型来看，无机型污染是主要的污染形式，超标点位数比例高达82.8%，其次是有机型污染，复合型污染所占比例最小。作为重要的工业大国，主要以钢铁、冶金、机械、能源、化学、材料等重工业行业为主。东北地区不仅是寒冷地区代表，也是我国老工业基地，在调查的5724家重点行业企业用地分布中，石油化工类、机械制造类、有色冶炼类、钢铁焦化联合企业分别所占比例为37.3%、18.6%、13.3%和9.2%，其大规模工业化为我国的崛起和振兴做出了巨大贡献，但也随之而来一系列严重的土壤污染问题，东北重工业区污染场地往往呈现重金属-有机物复合污染形式。土壤污染物对生态环境和人体健康造成的影响不容小觑，重金属污染物因其具有长期性、不可逆性、累积性及毒害性不仅改变了土壤的理化性质，还破坏了土壤生物的多样性REF_Ref22547\r\h[3]，一些重金属污染物很难被土壤中微生物的吸收、分解和转化，因此它们会富集在土壤中并转化具有极强毒害性的甲氧基化合物，并通过食物链进入人体，对生命健康产生危害REF_Ref6952\r\h[4]，有机污染物不仅具有致畸、致癌、致突变性，对人体产生的毒理学效应、环境产生的雌性化效应也不可忽视REF_Ref6991\r\h[5]，因此，对东北地区土壤污染场地进行高效绿色修复是我国现阶段研究的重中之重。经过环境保护部的攻关研究，污染土壤修复已取得突破性进展，但仍然存在历史遗留性问题，例如工矿企业在生产经营过程中长期排放废水和废气，因没有适时进行有效治理对周遭土壤环境造成一定危害；各类固体废物如废渣、污泥等的堆放也会引起土壤质量恶化，这些遗留的土壤污染问题加大了后来的修复难度。为了加快建设山清水秀美丽之地，推动生态文明建设实现新提升，我们亟需对东北地区土壤污染场地进行高效修复，坚决打好污染防治攻坚战，早日实现全面振兴东北老工业基地的战略目标。寒冷地区土壤污染场地修复技术难点土壤有机质含量高，污染物难洗脱。寒冷地区土壤类型多为黑土，土质粘重，有机质含量丰富。土壤中的有机质通过其含有的大量含氧官能团及卤素原子能强烈络合重金属污染物，形成不可溶性的螯合物，促进重金属污染物的吸附和沉淀，重金属在土壤中运移就会受到限制，形成的螯合物大部分被固定在污染土壤中，存在稳定，应用一般的物理化学修复技术也很难将其从污染土壤中洗脱出来。土壤中的有机质还能与有机污染物产生共吸附效应，增强土壤胶体对有机物的吸附能力并增大其吸附容量，从而促进对有机物的吸持，影响有机物在污染土壤中迁移、转化等环境行为REF_Ref513\r\h[6]，大部分有机污染物逐渐积累在土壤表面，难以排除。（2）气候状况复杂严峻，原位修复难度大。由于寒冷地区长期低温，冻融交替，环境条件十分恶劣，增加污染场地环境风险的不确定性，而且寒冷地区黑土质地粘重，又存在周期长达4个月的季节性冻层，很多修复技术的实施都难以达到预期效果。随着绿色可持续修复理念的兴起，原位土壤和地下水联合修复技术得到学术界广泛关注。原位土壤修复指在不移动受污染土壤的情况下，直接在发生现场对污染土壤进行处理或修复的技术手段，因其具有基建费用低、不会造成二次污染等优点成为修复寒冷地区污染土壤的主要技术形式REF_Ref7089\r\h[7]，包括原位化学氧化还原、原位淋洗、原位固化-稳定化、土壤气相抽提、微生物修复等。土壤原位修复需要适应当地环境条件，灵活结合施工期、地质条件、污染状况等，获得最经济高效的修复工艺REF_Ref7141\r\h[8]。因此，与地下水的联合修复可改变人为隔离地下水污染和土壤污染的固有思想，在管理科学和自然科学方面都取得较多普适性的应用。然而，原位土壤和地下水联合修复技术需直接在污染场地进行原地修复，由于寒冷地区季节性土壤冻结显著增加了原位操作的技术难度，而且对原位抽提等在线设备的要求较高。（3）污染时间长，复合污染问题突出。东北地区作为我国工业发展的“领头羊”，土壤污染持续时间长，存在较多历史遗留性问题，例如由于工业化需要持续快速发展，无法做到在最适宜的时间内进行修复，导致污染情况日益严峻，加大了后期修复的难度；在工业化发展的进程中，为了加快速度，大部分企业片面追求经济，投入少，索取多，对工厂废弃物的处理不达标，导致重金属、有机污染物直接排入土壤，造成土壤质量恶化REF_Ref7187\r\h[9]。东北地区存在大量的面源污染，部分地区的污染物自然本底值较高，通过传统的修复技术很难可以修复这种大面积的污染场地，如果采取强制性方法进行修复，其带来的二次污染可能会超过土壤污染本身带来的危害。同时，东北地区多呈现复合污染形式，有机物和重金属之间还存在复杂的耦合关系，污染物理化性质的不同导致修复机制也存在显著性差异，修复难度增大。（4）长期低温影响，微生物活性弱。生物修复具有效果稳定、环境友好等优点，是一种经济效益高、生态环保和环境可持续的技术方法，已成为土壤修复研究领域的前沿之一REF_Ref23204\r\h[10]。其中，微生物修复在改善土壤结构、提高土壤活性、促进生土熟化、增加土壤肥力、增强植物对营养物质的吸收和降低污染物毒性等方面有重要的作用，与其他修复技术手段相比，具有无可比拟的优势，因而受到学界广泛关注REF_Ref23249\r\h[11]。温度是影响微生物活性的一个重要因素，寒冷地区最冷月平均温度低于0℃，长期受低温影响，日平均温度低于5℃的天数长达90天，对微生物修复的实施加大了困难。过低的温度易导致微生物的细胞冻结，酶活性降低，代谢速率减缓，细胞长时间处于休眠状态，部分丧失活性导致死亡，无法进行富集、转化污染物等一系列反应，从而影响寒冷地区污染土壤修复的进行REF_Ref7321\r\h[12]。寒冷地区污染土壤修复技术4.1物理修复技术物理修复技术指利用一系列物理技术手段固定或分离土壤中污染物，常用的技术类型包括换土法、蒸汽浸提技术、热脱附法和电动修复REF_Ref23354\r\h[13]。虽然物理修复技术具有投资大、工程量多、技术仪器复杂等局限性，但是可作为预处理、深度处理技术，与其他修复手段联合治理土壤污染场地，在东北地区污染程度较低的土壤场地仍具有技术优势。例如位于长春市莲花山恒利金矿污染地块，研究人员开展热脱附法、水泥窑协同处置等技术及装备的工程示范，修复后的污染土壤场地利用率高达80%，土壤中残余的污染物浓度达到修复目标值，治理效果显著。4.1.1换土法换土法是最早应用的物理修复技术，包括翻土、客土和换土三种。翻土法指将底层未被污染的土壤翻至到表面；客土法指在受污染土壤上层添加干净土壤，避免植物根系与污染物相互接触，有效提高土壤性能；换土法指将被污染的土壤移除，置换成未被污染的土壤REF_Ref7409\r\h[14]。影响该技术修复效果的因素主要包括：（1）污染土壤所处的地理位置。污染土壤所处空旷地段，周围无公共设施，修复较易，对周围环境影响较小。（2）土壤的理化性质。当土壤的含水量较低时，压实度较高，碾压工序较易，后期的工程造价也相应较低。4.1.2蒸汽浸提技术蒸汽浸提技术是将清洁空气引入到受污染的土壤中，由于土壤固、液和气三相之间存在一定的浓度梯度，通过降低气压可以将污染物转化为气态形式，从而排出土壤外，是一种去除挥发性有机污染物为主的原位土壤修复技术REF_Ref7468\r\h[15]。影响该技术修复效果的因素主要包括：（1）土壤的理化性质。蒸汽浸提技术对中、低渗透性地层及挥发性有机卤化物、挥发性非卤化物和石油烃化合物污染土壤修复效果较好。（2）浸提温度。浸提温度越高，反应速率越快，污染物浸提效果越好。（3）浸提时间。修复效果随着浸提时间的延长而稳定REF_Ref7520\r\h[16]。4.1.3热脱附法热脱附法指采用加热的形式，将受污染的土壤加热到一定温度，加速土壤中有机物和重金属的挥发，并采用冷凝的方法将其回收利用REF_Ref7559\r\h[17]。影响该技术修复效果的因素主要包括：（1）土壤污染物的性质。热脱附法主要应用于挥发性有机污染土壤的修复，且污染土壤的含水率不宜过高或过低。（2）加热时间。土壤中污染物的去除率随着加热时间的延长而逐渐提高，最后趋于某一限值。（3）加热温度。由于土壤中污染物的性质不同，因此最大去除率所处的温度范围也不同，应根据具体情况所需去除的污染物种类，选取最适宜的温度范围REF_Ref7608\r\h[18]。4.1.4电动修复电动修复是一种绿色原位土壤修复技术，其工作原理是在受污染土壤区域内通入直流，利用电泳、电迁移、电渗透等电动学效应促使污染物向电极两端移动，将聚集在两端的污染物通过一定手段去除REF_Ref7651\r\h[19]，如图1所示。影响该技术修复效果的因素主要包括：（1）土壤含水率。土壤水分含量必须高于10%～20%，如果土壤含水量低于10%，其修复效果将显著降低。（2）土壤pH。土壤pH的变化将会影响重金属污染物在土壤中的活性及胶体颗粒的聚集程度等。（3）极化问题。电阻、活化、浓差等极化问题的存在将导致电流降低，从而造成能源浪费、修复时间延长及修复效果不佳REF_Ref7693\r\h[20]。图1污染土壤电动修复技术示意图4.2生物修复技术生物修复技术指利用土壤中生物的生理代谢功能吸收、降解和转化污染物，从而达到土壤修复的目的REF_Ref7811\r\h[21]。常用的技术类型包括植物修复、动物修复和微生物修复。虽然生物修复技术周期长，修复效果不稳定，但该技术对环境友好且操作简便，因此常与其他修复技术联合应用治理东北地区土壤污染场地。例如位于哈尔滨市双鸭山岭东区六井煤矿地块，研究人员开展生态修复与固化稳定化等技术及装备的工程示范，修复后的土壤污染地块达到安全利用水平。4.2.1植物修复植物修复指利用植物提取、降解、稳定或挥发，逐步实现生态恢复。植物通过光合作用释放大量氧气，可以增强土壤的通气性，刺激好氧微生物分解转化污染物REF_Ref24007\r\h[22]，黑麦菜和苜蓿草是最佳修复重金属-有机物复合污染土壤的植物组合。影响该技术修复效果的因素主要包括：（1）土壤污染物的性质。植物具有较强吸收呈吸附态重金属的能力，分子量小于500的污染物通常容易被植物根系吸收。（2）气象因素。温度、湿度、光照强度等气象条件均会影响植物的生长繁殖，进而影响土壤污染物的去除效率。（3）植物种类及栽培措施。提高植物修复效率的关键是选取最佳的超富集植物组合，合适的栽培措施应用可以明显改善植物修复效果，栽培措施主要包括修剪、除草、控水、施肥、轮作等REF_Ref24124\r\h[23]。4.2.2动物修复动物修复指通过土壤中低等动物的活动，加快吸收污染物，最终将其分解为无毒的物质，安全环保地降低污染物浓度REF_Ref24291\r\h[24]。影响该技术修复效果的因素主要包括：（1）土壤污染物的性质。污染物的分子量、空间结构及数量都影响动物对污染物分解的难易程度，一般情况下，高分子化合物比低分子化合物难分解，空间结构简单的更易被分解。（2）营养物质。添加一定的营养物质能提高动物修复效率。（3）环境条件。适宜的温度、湿度、酸碱度有利于动物的活动，对修复效果有一定的促进作用REF_Ref8003\r\h[25]。4.2.3微生物修复微生物修复指利用微生物的生命代谢活动对污染物产生一系列作用，其修复机理主要包括微生物富集和微生物转化REF_Ref8039\r\h[26]。影响该技术修复效果的因素主要包括：（1）温度。温度是影响微生物生理代谢的主要因素之一，在一定的温度范围内，随着温度的上升，机体的代谢活性与生长繁殖会显著增强，但当温度持续上升到一定程度，会对细胞机体产生毒害作用，严重时会导致细胞结构改变以至死亡，从而降低微生物修复效率。（2）污染物性质。污染物的可降解性是决定微生物修复效果的关键因素，污染物的空间结构、分子量等也会影响微生物修复的难易程度。（3）营养物质。土壤修复中，氮、磷往往是限制微生物活动的重要因素，因此添加一定的营养物质，有利于改善修复效果REF_Ref8082\r\h[27]。植物根系往往富集耐重金属和有机污染物的多种细菌和真菌，它们对植物修复起到一定的促进作用，因此植物-微生物联合修复技术常用于治理寒冷地区土壤污染场地，图2为污染土壤植物-微生物联合修复技术示意图。图2污染土壤植物-微生物联合修复技术示意图4.3化学修复技术化学修复技术指向被污染土壤中添加化学试剂，以降低土壤中污染物的水溶性和扩散性REF_Ref24575\r\h[28]。常用的技术类型包括氧化还原法、化学淋洗技术和固化-稳定化技术。化学修复技术工艺简单，对土壤修复的深度不受限制，但也存在一些弊端，例如可能对土壤原有的理化性质产生一定破坏、极易造成二次污染等，为了减低其危害性，常选取环境友好型淋洗剂或化学药剂修复东北地区小面积土壤污染场地，与其他修复手段相比仍有明显的技术优势。例如李海波等人REF_Ref10384\r\h[29]用组成为0.1mol/L的HCl和0.5mol/L的CaCl2的复合试剂作为淋洗剂处理沈阳张士灌区镉、铅污染物，其中该地区镉、铅污染物浓度分别为39mg/kg、1250mg/kg，研究表明：在温度25°C、反应时间0.5h、搅拌速度500r/min、pH1.0、淋洗剂固液比1：3的条件下，复合淋洗剂可去除70.8%的镉污染物及29.3%的铅污染物。4.3.1氧化还原法氧化还原法指向污染土壤中加入氧化剂或还原剂，使其与污染物发生一系列化学反应，改变污染物的存在形式和性质，达到污染治理的目的REF_Ref24611\r\h[30]。常用的氧化剂包括：过氧化氢、臭氧、高氯酸盐等，常用的还原剂包括：Fe0、SO2、气态H2S等REF_Ref24660\r\h[31]。影响该技术修复效果的因素主要包括：（1）化学试剂的种类。对于不同的土壤污染物，通常选取不同的化学试剂，且选取的化学试剂应具备费用低、对污染土壤不会造成二次污染等特点。（2）温度。应在适宜的温度条件下对污染土壤进行修复，不宜过高也不宜过低REF_Ref10521\r\h[32]。4.3.2化学淋洗技术化学淋洗技术指将淋洗剂加入到受污染的土壤中，与污染物发生溶解、螯合和稳定等物理化学反应，将污染物从固相转移至液相REF_Ref24889\r\h[33]，图3为污染土壤化学淋洗修复技术示意图。但淋洗技术并非对所有污染物类型与土质条件都适用，主要应用条件包括：（1）污染程度较高的场地，一般化工用地、矿山及选矿厂等污染场地适用效果较好。（2）处理的污染物类型主要包括可溶性有机物和重金属，土壤中的铅、镉、铜、锌、汞、锰等可溶性离子更容易被清洗出来REF_Ref10603\r\h[34]。（3）可有效修复大粒径级别的污染土壤颗粒，例如细沙、砂砾等污染物REF_Ref25016\r\h[35]。研究表明，当土壤渗透性较低、质地较黏重时，化学淋洗技术将受到限制，这是由于黏土颗粒能强烈吸附土壤中的污染物，淋洗剂与污染物无法充分接触，导致修复效果不佳REF_Ref11899\r\h[36]。针对此类土质，可采用冻融协同化学淋洗修复技术，即利用土体发生冻结时，未冻土侧水分向冻结锋面迁移，从而导致土体结构发生变化，结合传统的化学淋洗法，使淋洗液和吸附在黏土颗粒表面的污染物充分接触并发生反应，将吸附于土壤颗粒上的污染物解吸下来，形成可溶性的金属络合物，然后利用土体融沉时排水的现象，收集淋滤液并采用化学手段回收处理污染物REF_Ref11938\r\h[37]。单一化学淋洗法对放射性污染物去除效率不佳，为了改善其修复效果，通常采用化学淋洗与钝化联合修复技术，首先将放射性污染物转化成为固态形式，有效控制其迁移和转化，然后将固化后的土壤投放于特定的位置，加入化学淋洗剂，使其与污染物发生反应，达到修复的目的REF_Ref11987\r\h[38]。影响该技术修复效果的因素主要包括：（1）淋洗剂的种类。为了提高修复效率，多选取降解性能高、生态效应好的淋洗剂，针对不同的污染物，可选取不同的淋洗剂，对于重金属离子，常选取螯合剂与其进行络合作用使其去除，对于有机污染物，常选取生物表面活性剂。（2）淋洗剂浓度及淋洗时间。一般而言，污染物的去除率随淋洗时间的延长和初始淋洗剂浓度的提高而上升。（3）水土比。淋洗剂用量与污染土壤质量的比值影响土壤修复效果，存在一个修复效率的最佳值REF_Ref25192\r\h[39]。图3污染土壤化学淋洗修复技术示意图4.3.3固化-稳定化技术固化指将污染土壤以颗粒状或大块状形式封闭起来，即将污染物稳定在具有完整结构的固态物质中，稳定化指将污染物转化为毒害性小、溶解度小、难迁移的形式，即降低污染物的生物利用度REF_Ref12160\r\h[40]。很多情况下，稳定化过程不同于固化过程，固化仅仅将污染物包裹起来，要通过后续操作处理才能达到修复的目的，而稳定化处理后土壤污染物的淋失、泄露风险已有所降低。影响该技术修复效果的因素主要包括：（1）土壤的理化性质。包括土壤养分状况、透水性、pH等。（2）添加剂的种类及用量、混合混匀程度。为了去除不同的土壤污染物，应分别选取不同的添加剂，一般而言，添加剂的用量越多、与污染土壤的混匀程度越高，修复效果越好REF_Ref25349\r\h[41]。表1为寒冷地区污染土壤修复技术与应用案例分析。表1寒冷地区污染土壤修复技术与应用案例修复技术优点缺点适用范围应用案例参考文献.物理修复技术换土法实施方便，操作简单工程量大，花费昂贵，甚至还会破坏土壤结构污染程度低且污染面积小的土壤Douay等人在法国北部寒冷地区的冶炼厂对污染土壤进行置换修复，镉的含量从26.2mg/kg降低至3.0mg/kg，铅的含量从41.2mg/kg降低至8.4mg/kgREF_Ref12291\r\h[42]蒸汽浸提法可操作性强，对回收利用污染物具有潜在价值应用范围局限，仅适用于高挥发性化学污染土壤高挥发有机污染土壤，对土壤本身的特性（如孔隙率、渗透性、含水率、均质性）要求较高JoséTomásAlbergaria等人以含五种有机污染物的砂质土壤作为研究对象，采用蒸汽浸提法进行修复，污染物去除效率均高达92%REF_Ref12350\r\h[43]热脱附法操作简单，处理效率高改变土壤的理化性质，易造成二次污染挥发性有机和重金属污染土壤傅海辉等人在利用热脱附法修复寒冷地区多溴联苯醚污染土壤时发现：加热温度越高及停留时间越长，多溴联苯醚的去除率越高，修复效果越好，当处理时间为20min、加热温度为450℃左右时，能去除高达99%的多溴联苯醚REF_Ref12373\r\h[44]电动力修复能耗低，使用化学药剂少设备复杂，修复技术尚不成熟低渗透性土壤ApostlolsG等人修复寒冷地区重金属镉污染土壤中时发现：电动力技术取得了良好的修复效果，且添加的天然表面活性剂腐殖酸和十二烷基硫酸钠这两种物质对修复土壤起到促进作用REF_Ref12405\r\h[45]生物修复技术植物修复经济效益高，取材方便植物生长缓慢，生物量低大面积低污染或中污染土壤马婵华等人研究发现：在合适的生长环境下，超积累植物(如黑麦草)可以通过其自身的代谢反应吸收大量重金属镉REF_Ref12435\r\h[46]动物修复修复效率高，潜力大修复效果受环境影响大大面积低污染或中污染土壤NilkanthNikita等人研究发现蚯蚓对修复寒冷地区重金属-多氯联苯复合污染土壤有巨大的潜力REF_Ref12461\r\h[47]微生物修复低成本，不会对环境造成二次污染修复周期长，修复效果不稳定大面积低污染或中污染土壤Barbar等人将球囊霉菌根真菌接种于燕麦和紫花苜蓿后发现植物根系中重金属和有机污染物的质量分数增加，土壤中污染物的浓度降低REF_Ref12484\r\h[48]化学修复技术氧化还原法修复速度快使用的化学试剂一定程度上会破坏土壤结构长期存在且难降解的土壤Kulik等人利用氧化还原和生物联合修复技术对寒冷地区复合污染土壤进行治理，研究发现：该方法可去除高达75%的多环芳烃，对重金属污染也有一定修复效果REF_Ref12503\r\h[49]化学淋洗法工艺简单，修复效率高淋洗剂使用不当易造成二次污染适用范围广，对不同污染程度的土壤都有一定的修复效果Wang等人利用四种生物可降解螯合物对寒冷地区铅锌污染的矿区废弃地和有色金属冶炼厂附近的农田污染土壤进行修复，研究发现：淋洗后土壤与原始土壤相比，残余金属的可浸出性、流动性和生物可利用性均明显降低REF_Ref12529\r\h[50]固化-稳定化技术成本较低，工程适用性好所需设备复杂，需要长期监测适用于重金属和放射性污染土壤董春枝等人用粉煤灰、磷酸钙等固化物质修复寒冷地区重金属污染农田土壤，研究发现：固化剂的投入量越多，修复效果越稳定。REF_Ref12559\r\h[51]研究结论与展望（1）针对我国东北寒冷地区土壤污染物老化时间长、复合污染类型多、污染浓度高等特点，基于绿色淋洗剂的化学淋洗技术逐渐成为研究热点。（2）通过改性和复配的方法得到更高效的淋洗剂是一种必然的趋势REF_Ref25516\r\h。原因如下：1）筛选出的淋洗剂虽然对重金属、有机物有一定去除效果，但污染物浓度限制其修复效率，因此通过酯化、羧甲基化及磷酸化等化学改性方法对淋洗剂进行化学修饰，可有效提高对不同浓度单一污染物的去除效果。2）针对原淋洗剂在修复寒冷复合污染土壤时只能去除某种特定污染物及不同污染物的去除率不同等情况，通过对淋洗剂的改性，可提高多种污染物的去除率，改善淋洗剂的普适性。3）人工螯合剂、化学表面活性剂因在环境中不易降解、危害土壤理化性质而很少应用于修复寒冷地区污染土壤，对淋洗剂进行改性，可尽量消除其危害特性。4）某些淋洗剂虽修复效果好，但因价格昂贵而无法应用于大面积寒冷地区土壤的修复工程，因此我们可以对本身价格不高的淋洗剂进行改性，使其与昂贵的淋洗剂达到尽可能相同的淋洗效果。5）单一淋洗剂在土壤修复中仍存在一定局限性，根据不同类型淋洗剂修复机理的差异性，将它们联合使用，使其发生协同反应，不仅能强化污染物的去除效果，还可以减少淋洗剂的用量。因此，研究环境友好型生物表面活性剂和螯合剂的改性及其复配，发展高效淋洗工艺具有良好的应用前景REF_Ref25568\r\h。（3）随着修复技术不断的发展研究，协同修复技术的出现可以解决使用单一淋洗技术存在的修复具有局限性及易造成二次污染等问题，并能有效提高多种污染物的修复效率。为了改善寒冷地区土壤污染场地的修复效果，学者们建立了化学淋洗与超声波联合修复体系，由于超声波具有极强的穿透性，在传播过程中可以激活土壤污染物的微小泡核，从而发生一系列动力学反应，有效加强复合污染土壤化学淋洗的修复效果。尽管化学淋洗技术可快速去除土壤中的某些污染物，但土壤胶体不仅能够吸附、结合污染物，也能够吸附加入的淋洗剂，使用淋洗剂后，部分淋洗剂会残留在土壤中，这些残留的淋洗剂会提高未被洗脱的重金属等污染物的迁移性，增强其活性，促进污染物继续土壤溶液中释放，而固化-稳定化通过吸附、沉淀和络合反应能够影响污染物在液相和固相中再分配的能力，有效降低其在环境中的迁移转化能力和生物利用性，因此二者联合应用于治理东北地区土壤污染场地，可以降低土壤中污染物的活性，增强土壤酶活性，从而改善土壤中微生物的生存环境，由于东北地区寒冷期较长，因此在选取固化-稳定化材料方面应考虑其具备良好抗冻性能、吸附性能。寒冷地区复杂严峻的环境条件加大了污染土壤的修复难度，为进一步完善修复技术体系，特提出如下建议：在充分分析该地土壤污染成因及污染特征基础上，开展有针对性的场地分类分级方法及防控技术。针对东北地区复合污染物类型多样及赋存状态复杂，通过对污染特征因子的统计分析为基础，运用层次分析法建立分类指标体系与模型，形成东北地区典型复合污染场地分类分级方法，并根据不同防控技术的适用污染物及治理效果、成本、可操作性等因素，提出面向不同类型和级别复合污染场地的同步修复技术，并通过结合地统计学、多元统计分析和风险评价模型等方法开展复合污染风险及修复技术的研究。在东北地区严寒条件下，建议形成污染物分类管理、污染分级处理和分步修复的技术理念。例如在淋洗-耐寒微生物降解-固化稳定化联合修复技术中，首先基于污染物在不同粒级土壤中的差异性，采取淋洗技术去除易洗脱的污染物，多选取鼠李糖脂、皂角苷等环境友好型生物表面活性剂，通过酯化、羧甲基化及磷酸化等化学反应对其进行修饰，并将改性后的表面活性剂与可生物降解型螯合剂进行组合和复配研究，提高对污染物的淋洗效果，针对细颗粒土壤分级效果差的问题，优化淋洗剂浓度、配比、水土比等工艺参数，研发高效能淋洗工艺，对撬装式分级淋洗设备进行进料系统、筛分系统、旋流器粒度分级系统、土水分离系统、浓缩-脱水稳定化系统、淋洗液回收系统的技术单元优化，实现细颗粒污染土壤的高效分离。其次，因东北地区寒冷干燥，筛选研究耐寒高效降解微生物并组合具有协同增效功能的耐寒混合降解菌种，富集转化污染物中的多环芳烃等有机污染物，优化微生物净化技术的应用参数。最后，采用固化稳定化技术处理热脱附后土壤中残余重金属，选择具有良好抗冻性能、吸附性能的膨润土、高岭土等黏土矿物，考察其对重金属固化稳定化性能，选取具有抗冻及分散性能的木质素磺酸钙，通过胺化改性进一步提升其重金属吸附性和抗低温性，开展改性黏土矿物和木质素磺酸钙的复配研究，测试不同因素对材料性能的影响研究，筛选环境友好型重金属固化稳定化材料，开展工艺研究，形成污染土壤固化稳定化工艺体系。从绿色可持续修复理念出发，对场地修复的环境效益、经济效益、社会效益进行综合分析和评价。对寒冷地区土壤污染场地实施的修复过程中，需要因地制宜，不断加强对土壤修复技术的研究，发挥不同治理技术的优势，制定合理的联合修复技术方案，朝着环境友好、可持续发展的方向迈进。参考文献向雁.东北地区水—耕地—粮食关联研究[D].中国农业科学院,2020.TrelluC,PechaudY,OturanN,etal.Remediationofsoilscontaminatedbyhydrophobicorganiccompounds:Howtorecoverextractingagentsfromsoilwashingsolutions[J].Journalofhazardousmaterials,2020.高双全.重金属污染农田土壤的淋洗修复研究及大田试验应用[D].华南理工大学,2020.RaklamiA,TahiriAI,BechtaouiN,etal.Restoringtheplantproductivityofheavymetal-contaminatedsoilusingphosphatesludge,marblewasteandbeneficialmicroorganisms[J].JournalofEnvironmentalSciences,2021,99:210-221.JieWA,LiangS,ZhaiLL,etal.Analysisofthelong-termeffectivenessofbiocharimmobilizationremediationonheavymetalcontaminatedsoilandthepotentialenvironmentalfactorsweakeningtheremediationeffect:Areview[J].EcotoxicologyandEnvironmentalSafety,2021,207.SunJ,PanL,TsangD,etal.OrganiccontaminationandremediationintheagriculturalsoilsofChina:Acriticalreview[J].ScienceoftheTotalEnvironment,2017,615:724.GongYY,ZhaoDY,WangQL,etal.Anoverviewoffield-scalestudiesonremediationofsoilcontaminatedwithheavymetalsandmetalloids:Technicalprogressoverthelastdecade[J].WaterResearch,2018,147(443).QayyumS,KhanI,MengK,etal.Areviewonremediationtechnologiesforheavymetalscontaminatedsoil[J].InternationalJournalofEngineeringandManagementResearch,2018,8(6).ArgyrakiA,BoutsiZ,ZotiadisV.Towardssustainableremediationofcontaminatedsoilbyusingdiasporicbauxite:LaboratoryexperimentsonsoilfromthesulfideminingvillageofStratoni,Greece[J].JournalofGeochemicalExploration,2017.CasazzaAA,ConvertiA,AsforaSL,etal.SoilBioremediation:OverviewofTechnologiesandTrends[J].Energies,2020,13(18).GermainJ,RavetonM,BinetM,etal.PotentialityofNativeAscomyceteStrainsinBioremediationofHighlyPolychlorinatedBiphenylContaminatedSoils[J].Microorganisms,2021,9(3).MaTT.StudyonMicrobialRemediationofHeavyMetalsContaminatedSoil[J].ChemicalEngineeringDesignCommunications,2018.BekuzarovaSA,BurdzievaOG,ArkhireevaIG,etal.Soildegradationandremediation[J].IOPConferenceSeries:MaterialsScienceandEngineering,2020,913(5).VidalJ,CarvelaM,SaezC,etal.TestingDifferentStrategiesfortheRemediationofSoilsPollutedwithLindane[J].ChemicalEngineeringJournal,2019,381(4).彭达.重金属及有机物复合污染场地调查及修复技术研究[D].湖南大学,2019QayyumS,KhanI,MengK,etal.Areviewonremediationtechnologiesforheavymetalscontaminatedsoil[J].InternationalJournalofEngineeringandManagementResearch,2018,8(6).CbA,ClB,ScC,etal.Multistepthermodesorptioncoupledwithmolecularanalysesasaquick,easyandenvironmentallyfriendlywaytomeasurePAHavailabilityincontaminatedsoils[J].Talanta,2021,228.IlyasN,ShoukatU,SaeedM,etal.Comparisonofplantgrowthandremediationpotentialofpyrocharandthermaldesorptionforcrudeoil-contaminatedsoils[J].ScientificReports,2021,11(1).CameselleC,GouveiaS,CaboA.EnhancedElectrokineticRemediationfortheRemovalofHeavyMetalsfromContaminatedSoils[J].AppliedSciences,2021,11(4):1799.DWen,RFu,LiQ.RemovalofInorganicContaminantsinSoilbyElectrokineticRemediationTechnologies:AReview[J].JournalofHazardousMaterials,2020,401.CasazzaAA,ConvertiA,AsforaSL,etal.SoilBioremediation:OverviewofTechnologiesandTrends[J].Energies,2020,13(18).WangZC.ResearchProgressonRemediationofSoilHeavyMetalPollutionbyGardenPlants[J].FrontiersinArtResearch,2020,2(7).MaQQ,WangZD,YangF,etal.PresentSituationofCadmiumPollutioninVegetableFieldsandResearchProgressofPhytoremediationTechnology[J].IOPConferenceSeries:EarthandEnvironmentalScience,2018,186(3).PushkarB,SevakP,ParabS,etal.Chromiumpollutionanditsbioremediationmechanismsinbacteria:Areview[J].Journa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