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有机污染土壤修复技术及案例研究

北极星环保网来源:环境工程 刘惠等2019/4/1 9:33:13我要投稿
所属行业: 环境修复  关键词:污染土壤 土壤修复 土壤淋洗

北极星环保网讯:伴随着大量工业场地的迁移与重建,土壤的有机污染问题开始逐渐浮出水面,有机污染土壤的修复成了人们关注的问题。美国有机污染土壤修复工作开展较早,目前已有大量成功的修复案例。列举了目前国内外有机污染土壤修复的常用技术,并比较了各项技术的优缺点。同时,介绍了美国超级基金污染场地修复的四个典型案例,以期为我国有机污染土壤修复工作提供借鉴。

土壤的有机污染问题是全世界范围内广泛关注的环境问题之一。土壤中有机污染物的来源包括工业泄露和溢出,石油库和化学品库泄露,农药滥用,清洁剂、油、防冻液随意处置,生活垃圾不当处置,垃圾填埋场和垃圾堆场等。

每年有大量的有机物释放到土壤环境中,包括芳香化合物、多氯代有机物、农药、石油等,其中大部分的污染物是难溶的、有毒的、致突变的,甚至是致癌的,对人类健康和生态系统有着巨大的危害。近年来,我国开始逐渐关注有机污染物造成的土壤污染问题,并进行有机污染土壤修复技术的研究。

美国自20世纪80年代起建立了土壤修复超级基金制度,截止2010年,已累计清理有害土壤、废弃物和沉淀物1亿多m3,涉及有机污染物的场地超过总场地的60%。近年来,我国开始逐渐意识到有机污染土壤的危害,大力发展有机土壤修复技术,开展有机污染土壤修复示范工程是十分必要的。本文介绍了目前有机物污染土壤修复的常用技术,和美国有机污染土壤修复的典型案例,为我国有机污染土壤修复工作提供借鉴。

1 有机污染土壤修复技术

有机污染土壤修复技术种类较多,表1中总结了国内外常用的几种修复技术。目前,土壤气相抽提(SVE)和热解吸技术是应用最广泛的有机土壤修复技术,其处理效果、成本和周期都符合城市对土壤修复的要求。其中,SVE技术多应用于卤代和非卤代挥发性和半挥发性有机物的降解中,其对低挥发性有机物和有机农药等物质的处理效果较差。

而热解吸技术对于处理卤代有机物、非卤代的半挥发性有机物、多氯联苯(PCBs)、以及高浓度的疏水性液体等污染物有优势,但这项技术会破坏土壤结构和生物系统。土壤淋洗有浓缩污染物的能力,因此可以作为其他技术的预处理,减少待处理的土壤体积,降低总费用。

微生物修复技术最常用于降解土壤中的石油烃,这项技术是环境友好的,但是修复周期过长。此外,在选择具体的土壤修复技术时,应根据污染物和土壤性质、处理时间、成本等因素进行全面比较。

表1 常用有机污染土壤修复技术

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2 有机污染土壤修复案例

2.1 土壤气相抽提项目——落基山兵工厂18单元污染修复工程

落基山兵工厂是美国的一个化学武器制造中心,位于科罗拉多州的科默斯市。这一兵工厂由美国陆军于20世纪末设立,生产常规兵器和化学兵器,其中包括白磷、凝固汽油弹、芥子气、路易氏剂和氯气。1984年,美国陆军对落基山兵工厂的污染情况进行了详细调查,发现场地内存在多种污染物,包括有机氯农药、有机磷农药、氨基甲酸酯类杀虫剂、有机溶剂、氯化苯、重金属等。

1991年,在落基山兵工厂超级基金污染场地的18号单元进行了土壤气相抽提处理。这一区域在过去主要用以清洗维修设备和车辆,并储存柴油、汽油和各种石油产品。在这一区域的土壤和地下水中发现了大量的VOCs,其中大多为三氯乙烯,其在土壤蒸汽中的体积浓度高达65×10-6。这些VOCs主要来自于清洗过程中使用的含氯溶剂。SVE系统安装在了土壤蒸汽中三氯乙烯浓度最高的区域。

该SVE系统包括一个较浅的气相抽提井和一个较深的气相抽提井。浅井位于黏土层以上,地下13~28尺;深井位于黏土层以下,地下43~58尺。设立两个抽提井是为了研究黏土层对VOCs移除的影响。在气相抽提井周边围绕着4个蒸汽监测井,用于评估SVE系统的性能。

延伸阅读:

最全最基本的土壤知识

污染土壤修复技术的探讨

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