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土壤修复之土壤污染分类与技术选择

   时间:2016-04-11 15:18:00     浏览:677018    评论:0    
核心提示:污染土壤修复是指利用物理、化学和生物等方法转移、吸收、降解和转化土壤中的污染物,使其浓度降低到可接受水平,或将有毒有害污染物质转化为无害物质的过程。从根本上说,污染土壤修复的技术原理可概括为改变污染物在土壤中的存在形态或同土壤的结合方式,降低其在环境中的可迁移性与生物可利用性,以及降低土壤中有害物质

污染土壤修复是指利用物理、化学和生物等方法转移、吸收、降解和转化土壤中的污染物,使其浓度降低到可接受水平,或将有毒有害污染物质转化为无害物质的过程。从根本上说,污染土壤修复的技术原理可概括为改变污染物在土壤中的存在形态或同土壤的结合方式,降低其在环境中的可迁移性与生物可利用性,以及降低土壤中有害物质的浓度。

污染分类:不同成因

一、按场地原用途分类

工业污染场地:主要是化学工厂、生产或堆放有害化学物质场所、电厂或核电厂使用后的土地。

农田污染场地:主要是因为污水灌溉,以及大气、地下水及周边污染物等造成污染的农田。

矿山污染场地:主要是矿山在开采和选矿过程中污染的场地。

固废集中处理处置场地:主要是固体废物的简易填埋和简易焚烧等不当处置方式所污染的场地。

二、按污染物类型分类

重金属污染场地:主要是钢铁冶炼企业、尾矿以及化工行业固体废物的堆存场,典型污染物包括砷、铅、镉、铬等。

有机物污染场地:主要是石油、化工、焦化等企业的污染场地,污染物以有机溶剂类如苯系物、卤代烃为代表,也常复合有重金属等其他污染物。

持久性有机污染物(POPs)污染场地:主要是杀虫剂生产、使用过程中污染的场地,污染物主要包括DDT、六氯苯、氯丹及灭蚁灵等,还包括含多氯联苯(PCBs)的电力设备的封存和拆解场地等。

电子废弃物污染场地:这类场地主要以重金属和POPs(主要是溴代阻燃剂和二噁英类剧毒物质)为特征污染物。

JIEIDatabase的统计分析显示,截止2013年我国共开展了至少358个土壤修复项目,其中近60%的项目为工业污染场地修复。我国目前已实施的土壤修复类项目以重金属为主要污染物,占比53.2%;其次为有机污染物,占比19.8%;第三是重金属、有机污染物、POPs和VOCs等造成的复合污染类,占比15.3%;POPs和VOCs等单因子污染的占比较少,分别为9.9%和1.8%。

技术选择:因地制宜

经过数十年来世界范围的研究与应用,包括生物修复、物理修复、化学修复及其联合修复技术在内的污染土壤修复技术体系已经形成,并积累了不同污染类型场地土壤原位、异位或综合修复技术的工程应用经验。

一、生物修复技术

植物修复技术:利用植物的代谢、转化、吸附等功能处理污染土壤的方法。主要适用对象:矿区及农田土壤。

微生物修复技术:利用微生物吸附、降解土壤中污染物的方法。主要适用对象:农田土壤。

二、物理修复技术

热脱附(热解吸)技术:将土壤中有机污染组分加热到足够高温度,使其蒸发并与土壤介质相分离的方法。主要适用对象:高浓度的挥发性有机物污染场地。

土壤气相抽提技术(SVE):通过抽气井产生真空,形成一个压力或浓度梯度,使气相中的挥发性有机物由抽气井抽出的方法。主要适用对象:挥发性有机物污染土壤。三、化学修复技术

固化/稳定化技术:将污染物在污染介质中固定,使其处于长期稳定状态的方法。主要适用对象:高污染和重金属污染场地。

淋洗技术:用水或含有冲洗助剂的溶液洗脱和清洗土壤中污染物的方法。主要适用对象:重金属或多污染物混合污染场地。

氧化-还原技术:通过向土壤中投加化学氧化剂或还原剂,使其与污染物发生化学反应来净化土壤的方法。主要适用对象:土壤和地下水同时被有机物污染的场地。

2014年10月,环保部参考国外工业场地污染修复的相关经验,结合国内现有污染场地修复的成功案例,制订了《2014年污染场地修复技术目录(第一批)》。《技术目录》明确了15种技术的原理、适用性、修复周期和成本以及成熟度等,每项技术还提供了一个参考案例,使之更具有指导性。

“不同地块的土壤本底情况、污染物特征、污染程度、治理目标、资金投入、时间要求都不一样。因此,解决一个地块的污染问题不能仅靠一项技术,而是需要根据每个地块的边界条件,具体问题具体分析,提出包含技术、评价、监测、管理的全方位解决方案。”北京环科院副院长姜林这样表示。

技术发展:综合高效

中国工程院院士赵其国认为,“在加强技术研发的同时,一要注重引进、吸收、消化适用于国情的国外先进技术,实现综合集成创新;二要注重搭建土壤环境的国际交流与合作平台,加强修复技术的引进与本土化,加快带动土壤修复新兴战略产业的发展”。

根据江苏省环保产业研究院发布的《2014-2020年中国土壤修复市场》研究报告,国际上土壤修复技术发展的主要历程如下:

1980年以前:挖掘填埋、客土法、固化/稳定化、土壤气相抽提、化学萃取等;

1980-2000年:隔离/维护/控制系统、淋洗、化学萃取、氧化还原、玻璃化、热脱附;

2000年以后:根据土壤污染特点,制定多种修复技术联合的修复方案,特别是植物修复技术取得了重要进展。

目前,我国土壤修复技术大约落后发达国家15年左右,未来也将大致按照上述历程演变。据此预测未来5-10年,我国土壤修复技术的发展趋势主要为:

一是从基于污染物浓度控制的修复目标,向基于风险控制的可持续修复目标发展;

二是从单一修复技术,向多技术组合、综合集成的修复技术发展;

三是从基于固定式设备的离场修复,向基于移动式设备的现场修复发展;

四是从服务于单一污染物、单一场地、单一介质的修复,向服务于复合污染、大型场地、土壤/地下水一体化修复发展。

 

 
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