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浅议如何修复污染场地的土壤环境

北极星环境修复网  来源:《中国资源综合利用》  作者:张庆杰  2019/9/16 14:59:11  我要投稿  

北极星环境修复网讯:摘要:我国大部分污染场地是工业生产或矿业活动所致。当前,我国污染场地种类较多,此情况的出现与我 国工业企业和矿业的建设时间及其生产历史有紧密联系。其中,部分污染场地属于历史遗留问题,部分是近 几年产生的。当前,我国污染场地土壤修复尚处于初级阶段,修复技术和修复制度都需要不断完善。本文探 讨了当前污染场地出现的主要原因,分析了当前我国污染场地的主要类型,并寻找有效措施来修复土壤环境, 在恢复我国生态环境、提升人们生活质量的同时,有效促进污染场地土壤环境修复行业的健康发展。

关键词:污染场地;土壤环境;修复措施;污染类型

我国大部分污染场地都处于城区范围内,生态敏感区域内也存在少部分污染场地。由于工业和矿业是导致污染场地出现的最主要原因,所以矿区和重污 染行业所在地是污染场地最为密集的地区,如石油化工、冶金、机械加工、电镀、制造、印染、有色金属矿区、黑色金属矿区、垃圾填埋场、加油站、金属矿渣堆场、废物回收场和电子垃圾处理场等区域 [1]。若 不及时地修复治理场地污染,那么势必会给人们工作、 生活带来很大的影响,也会阻碍社会的可持续发展, 污染的治理迫在眉睫。

1 当前场地土壤污染的主要类型

1.1 重金属污染场地

化学中相对密度不低于 5.0 的金属元素被划归为 重金属元素,一般而言,重金属并无严格的定义。当 前,其中包括 Zn、Ge、Mn、Cu 等 45 种金属元素,而 由于 As 属性与金属元素相似,因此其被归类为重金属 元素,同时 As 也是导致场地污染的重金属元素之一 [2]。 一般而言被污染的场地土壤,较为常见的重金属元素 为 As、Ni、Hg、Cu、Zn、Cd、Cr、Pb 等, 而 这 八 种 重金属元素在日常的化学原料以及冶金业、皮革相关制品行业、蓄电池制造业等多种行业都较为常见 [3]。

1.2 有机物污染场地

有机物污染场地形成的主要原因是对土壤造成 污染的有机物能够进入场地土壤中,并且产生相应的 污染性。此类有机物包括持久性有机污染物、农药、 多环芳烃以及石油类污染物,其主要源自油漆、农药 生产以及石油化工等行业 [4]。

1.3 复合污染场地

重金属和有机污染物共同污染的场地,被称为 复合污染场地,这也是当前工业方面所形成的场地土 壤污染的主要形式。其具体形式较为多样,大致分为 不同种金属之间的复合污染、不同有机化合物之间的 复合污染以及不同重金属与不同有机化合物之间的复 合污染 [5]。当前,我国污染场地中土壤中的污染物主 要是重金属类、农药以及石油类的复合污染,复合污 染物一旦污染土壤,其多种污染物的共同作用会持续、 快速地影响土壤及地下水环境,使得后期的场地修复 存在较大的困难。

2 污染场地土壤的修复措施

传统污染土壤的修复技术并不成熟,普遍是采 取换填法,挖出被污染的土壤,并将其置换成干净的 土壤,其治标不治本。近年来,随着科学技术的快速 发展,污染土壤的修复处理技术也逐渐成熟。

2.1 微生物修复

微生物修复实质上是借助微生物来降解被污染 场地土壤中的有机物,由微生物将土壤中的有机物作 为食物来源,对其进行分解,最终形成二氧化碳和水。 生物修复技术以处理方式进行区分,可以分为异地微 生物修复和就地微生物修复两种技术。

2.1.1 异地微生物修复技术

简而言之,该技术是指挖出污染场地土壤,将 其转移到其他地方接触微生物进行处理。如果以泥浆 态形式进行处理,则需要把场地土壤和水进行混合, 使得其成为泥浆状态,随后合理借助微生物修复技术, 将土壤中的有毒有机污染物分解成无毒化合物,此类 方法在半挥发和非挥发有机物、燃料、PCP、PCBs 等 有机化合物的处理方面能达到较好的效果;以固态微 生物形式处理,则需要在容器或盒子中放入污染场地土壤,并且将水、微生物及其所需营养物质拌入土壤 中,使得微生物最终彻底降解污染场地土壤中的有机 污染物 [6]。

2.1.2 就地微生物修复技术

该技术是指通过压力设备把氧气和营养物质通过井口压入污染场地土壤中,或者是把营养物质平铺 在污染场地土壤表面,由其自行渗透到土壤中。对于 各种油类污染物的处理,此技术能够取得较好的效果。

2.2 化学方式修复技术

化学方式修复主要是借助氧化还原反应对污染 场地土壤中所存在的污染物进行转化处理,使其向低 毒无毒化合物方向转化,或者向化学稳定性更高、迁 移向更弱者新的化合物方向转化。当前,氯化物处理 和脱氯作用是其中较为常用的两种方式。

2.3 物理分离修复技术

物理分离修复技术是指采取物理方式来剔除污 染场地土壤中中的污染物,达到土壤恢复的目的。一 般来说,其分为就地水溶液冲洗、异地水溶液冲洗、 热气注入、热脱附法、电动力学以及土壤蒸汽提取等 技术。 以热脱附法为例,其通过热能提高污染物挥发 性,使得其从污染场地土壤中分离,同时,所挥发出 的污染物可以对其进行处理收集 [7]。一般而言,热脱附系统分为热解吸模块和废气处理系统两个部分,热解吸部分分为高温和低温热脱附两种类型。热脱附技 术本身存在设备便于移动、修复后突然可再利用、污 染物处理种类广泛等优势,其对于 PCBs 等含氯有机 物的处理方面,其属于非氧化燃烧,能够大大降低二 噁英的生成;水溶液冲洗方面,普遍需要借助表面活 性剂,在冲洗的过程中能够取得极佳的去污效果。此 外,随着当前生物工程技术的快速发展,表面活性剂 开始向生物方向发展,其去污效果远远高于常规的表 面活性剂,同时降解更为容易。对于部分由于农药导致的场地污染,有机溶剂能够取得较好的去污效果。

2.4 植物修复技术

此修复方式主要是借助植物来吸收、转移、降 解土壤中的污染物。植物修复技术涵盖植物提取技 术、植物稳定技术、植物挥发技术等。它主要是指大 量种植能够吸收和积累重金属与有机物的植物,对土 壤中的重金属与有机物进行富集,使得土壤中的重金 属和有机物逐渐转移到植物体内,随后对已经趋近于 饱和的食物进行收割和处理,这样能够有效降低土壤 中的有机物与重金属含量,达到改善土壤、促进土壤 恢复的目的;植物稳定技术是借助部分植物的根系及 相关微生物,有效地沉淀土壤中的重金属和有机物, 避免其随着水分的下降而向地下渗透,最终污染其他 动植物或地下水,间接导致有机物和重金属损害人体 健康;植物挥发技术主要是借助植物本身对污染物进 行吸收、积累和挥发,最终达到降低土壤中重金属和有机物含量的目的 [8]。此类处理形式侧重应用于面积 广阔、土壤污染程度较低的场地,植物修复技术成本 较低,同时易于实现,但如果未能妥善处理植物落叶, 会对其他地方形成二次污染。

2.5 高温处理的修复技术

当前,最为常用的高温处理修复技术是焚烧法, 按照焚烧地区不同,分为异地焚烧和就地焚烧两种类 型,这两种方式都是通过超过 1 000℃的高温热解焚 毁土壤中污染物中的卤代化合物以及其他较难溶解的 有机物,促进其挥发。人们可以利用高温处理的修复 技术来处理污染土壤,其本身需要具有较高的操作工 艺水平,但是只要能够合理操作,就可有效去除超过 99.99% 的土壤污染物,所以高温处理修复技术在未 来属于较为理想的污染场地土壤修复技术

3 结语

近年来,我国社会经济快速发展,但是土壤环境污染问题仍然十分严峻,各类污染场地土壤的修复 项目逐年增多。尽管其具有极为广阔的发展前景,但 是人们需要客观认识到其发展过程中存在诸多问题。 当前的修复项目侧重工业污染场地、具有较大开发价 值的土地以及一线和省会城市,整体偏重工业污染场 地。我国作为农业大国,由于化肥及农药的滥用,有 很大一部分耕地也处于待恢复状态,相关部门应当高 度重视,积极创新发展能够用于不同场地条件、不同 污染类型、修复成本较低的修复技术体系,促进各类 污染场地土壤的修复,实现可持续发展。

原标题:浅议如何修复污染场地的土壤环境

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