20世纪50年代,欧洲各国、美、日本等发达国家普遍处于工业高速发展阶段,土壤污染问题随之而来,引发各国政府重视。美国于1980年专门制定了《超级基金法》,提出了棕地的概念,随后加拿大、荷兰、日本等发达国家都由于因工业化造成棕地污染问题制定并发布了土壤污染相关法律法规,从此重金属污染场地修复研究得以迅速发展。中国重金属污染场地修复起步较晚。2004年国家环境保护总局下发了《关于切实做好企业搬迁过程中环境污染防治工作的通知》,明确提出了对污染企业搬迁后的原址进行土壤监测、风险评估和修复。
重金属污染场地土壤修复技术主要包括固化/稳定化修复、土壤淋洗修复、生物修复等。①固化/稳定化修复,是在土壤中添加固化/稳定化剂,通过物理上隔离污染物或将污染物转化成化学性质不活泼的形态,降低污染物危害的处理方法。常用固化/稳定剂化有水泥、硅酸盐、高炉渣、石灰、窑灰、沥青、沸石和钢渣,还有新发展的固化/稳定化材料,如多羟基磷酸盐、含铁氧化物材料、纳米陶瓷、功能化生物炭等。固化/稳定化修复技术操作简单,适用于不同污染程度的土壤修复,但难以保证重金属的长期、长效稳定。②土壤淋洗修复技术,是借助能够促进土壤固相中重金属溶解或迁移作用的溶剂(淋洗剂),注入被污染场地土层中,把土壤固相中的重金属转移到土壤液相中,再对液相中的重金属进行处理的技术。淋洗剂除水、有机酸或无机酸、络合剂EDTA(乙二胺四乙酸)外,还有天然有机酸、生物表面活性剂等生物淋洗剂。生物淋洗剂生物降解性好,对环境无污染,逐步取代无机酸、络合剂EDTA等。土壤淋洗修复技术成本高、淋洗液处理流程长,适应于污染严重的易渗透土壤,如沙土、砂砾土壤、冲积土等土壤修复。③生物修复,包括微生物修复和植物修复。微生物修复是通过微生物的吸附、沉淀或氧化还原作用去除污染场地土壤中的重金属,或使重金属由高毒性形态转变成较低毒性形态。植物修复是直接利用植物吸附、富集、挥发、过滤等作用去除重金属或降低重金属毒性的技术。植物修复技术中常用的植物分为超富集植物和耐性植物两类。生物修复技术成本低、绿色环保,适应于污染程度轻的土壤修复。
重金属污染场地地下水修复技术主要包括自然衰减修复、抽取处理修复、可渗透反应屏障技术等。①自然衰减修复,是在无人为干扰下,污染物在地下水中发生自然降解、弥散、稀释、吸附、挥发等化学和生物化学作用而降低其浓度、毒性和移动性的自然过程。②抽取处理修复,是捕捉地下的污染羽水体并将其抽出地面,然后采用物理法(吸附法、反渗透法、气浮法等)、化学法(混凝沉淀法、氧化还原法等)以及生物法(活性污泥法、生物膜法等)将水净化后再使用或重新输入地下。③可渗透反应屏障修复,是通过可渗透的反应墙对地下水污染羽进行阻截和修复。反应墙是在地下安置的活性材料墙体,填充反应介质包括零价铁、沸石和微生物活性的碳源等。处理中包括了物理、化学或生物作用过程。
重金属污染场地修复技术趋于土壤-地下水一体化修复、两种或多种方法联合修复方向发展,环境友好的绿色生物修复技术将成为研究热点。