重金属污染土壤修复技术研究.doc

《重金属污染土壤修复技术研究.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《重金属污染土壤修复技术研究.doc（7页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、重金属污染土壤修复技术研究关键词：重金属;土壤修复;修复模式;修复技术随着我们国家的工业化的加速，经济的发展水平的不断提高，同时也伴随着出现了较为严重的土壤污染问题。其中重金属污染状况尤为严重，给人们的身体健康带来了严重的威胁。这就要求我们要高度重视重金属污染土壤的治理与修复。在治理重金属污染土壤选择修复技术时，首先需要确保修复效果能够满足未来土地利用方式的要求。同时还需要考虑在技术的可行性、工期的要求、经济的适宜性，应选择相对成熟、能够降低或减少污染物毒性、迁移性的修复技术，在修复工程实施过程中避免对环境造成二次污染。一、我国重金属污染现状分析随着我们国家的工业化进程加快，目前我国重金属污染

2、土壤情况可以说是非常严重。在2005年4月与2013年12月这段时间，我国进行了初次全国土壤污染状况调查，调查的范围包括中国所有的耕地，还有一部分林地、草地、未利用地与建设用地。此次调查面积总计约为630万平方公里。整体上来分析此次调查结果，从调查数据上可以发现我们国家的土壤环境问题非常严重，其中尤为重要的是工矿业废弃地土壤的环境问题。根据公布的调查结果，全国的土壤超标率达到了16.1%。依照污染状况的轻重程度划分，重度污染点位所占的比例为1.1%、中度污染点位所占的比例为1.5%、轻度污染点位所占比例为2.3%、轻微污染点位所占比例比例最高达到了11.2%。按照污染状况的类型来划分，土壤的污

3、染类型主要以无机为主，其次为有机类型次之，复合类型的污染所占比例最小。污染物超标类型占比最大的是无机类型污染物，超标点位数量占总数量82.8%。检出无机类型污染物中的污染因子镉（cd）、汞（Hg）、砷（As）、铜（cu）、铅（Pb）、铬（Cr）、锌（zn）、镍（Ni）8种污染物点位超标率分另0为7.0%、1.6%、2.7%、2.1%、1.5%、1.1%、0.9%、4.8%。在空间分布上，我国南方的土壤污染状况要比北方土壤污染状况要严重。东北老工业基地、珠江三角洲、长江三角洲等局部区域土壤的污染狀况尤为突出。在我国中南地区和西南地区土壤重金属污染范围是较大的。到目前为止，我国受到重金属铅、镉、砷

4、等重金属污染的农用地已经超过了2000多万公顷，污染面积占到了我国总农用地面积的20%以上;同时工业污染造成的污染范围也达到了千万公顷级别。二、修复模式重金属污染土壤修复工程目前主要的修复模式包括：原地异位处理、原位处理和异地处理/处置这三种模式。原地异位处理指的是污染土壤挖掘后在原场地进行处置，处置过程均在原场地范围内。这种处置模式的优点是无须客土回填，避免了资源的浪费。能够快速清理污染源，并且切断暴露途径，可以避免土壤转运出厂引起的二次污染。原位处理指的是不对地块内的污染土壤进行挖掘，在原污染污染区域直接进行土壤修复作业。这种修复模式避免了土壤开挖转运造成的二次污染，同时也避免了因清理污染

5、土壤造成的环境风险。异地处理/处置指的是将污染的土壤转运至其他场地或者修复工厂进行处置。与其他两种修复模式相比，这种模式能够快速清理污染源，缩短修复周期。但是同时因为污染土壤的转运，也容易造成二次污染。此种修复模式在实施过程中要对修复过程进行严格的监督和管理。在修复工程实施的策略的选择上，首先要对前期污染土壤的污染状况调查与风险评估等资料进行分析研究，然后再根据地块特征条件、地块的特征污染物、地块的修复目标、地块的修复范围、地块的清理时间、地块的清理风险、对客土的需求、运输的成本、运输过程中的风险、污染土壤堆置成本、污染土壤堆置过程中的风险、土壤修复的成本、土壤修复的时间、工程实施的风险、工程

6、成本、工程实施时间这些方面进行综合比选之后确定修复模式。三、修复技术在确定了污染土壤的修复模式之后，再进行适宜的修复技术的比选。针对重金属污染土壤，现有多种可选修复技术，包括固化/稳定化、异位土壤淋洗、危废处置、水泥窑协同处置、植物修复等。（一）固化/稳定化技术固化稳定化技术是向污染土壤中添加固化稳定化药剂，通过一系列的物理、化学作用将污染物固定在固化体中，目前常用的固化剂为水泥。固化/稳定化技术可以在原位进行也可在异位进行。经过几十年的研究，是一种比较成熟的土壤修复技术，已有大量的工程应用。美国环保局曾将稳定化技术称为处理重金属污染土壤的最佳技术之一。迄今为止，美国已有200多个超级基金项目

7、涉及污染土壤的稳定化处理，同时因其成本较低、施工难度低、应用范围广泛等优点固化/稳定化技术在我国也得到了广泛的应用。技术特点：与其他污染土壤的修复技术比较，固化稳定化修复成本低。并且该工艺在应用过程占地面积小，处理时间相对较短。固化/稳定化技术相对较为成熟，在我国已广泛应用。技术局限性：由于固化/稳定化技术不能将重金属污染物去除，不能做到减量化，不能够降低污染物的总量，所以不适用于以总量为验收标准的情形。并且修复后土壤的利用或者处理方式会受到限制。固化/稳定化修复后土壤常见的利用方式主要为当作路基的材料进行利用或者是进行填埋覆盖。固化/稳定化后的土壤修复效果受硫酸盐、油等抑制物质影响。其效果难

8、以预测长期表现，需要长期监测或维护。修复后的土壤体积可能增加并且修复后的土壤不能放置在地下水位之下，通常情况下固化/稳定化修复技术需要与阻隔填埋修复技术联用。土壤是一种重要的资源，如果固化/稳定化处理后的污染土壤进入垃圾填埋场，则势必会造成资源的浪费。（二）土壤淋洗土壤的淋洗是指通过将污染物的土壤中剥离，污染物进入淋洗液，然后再对淋洗液进行后续处置。该技术根据实施地点的不同可分为原位和异位土壤淋洗。原位土壤浸出的过程通常是指注射或浸出溶液渗透到土壤污染区冲洗污染的土壤，然后提取浸提液或提取含有污染物的地下水，并进行异位处理地上去除污染物。异位土壤淋洗技术是指先将受污染的土壤挖掘、堆放在场地内，

9、用水或浸出液冲洗去除污染物，再对浸出废水或含污染物的废液进行处理。经处理合格的土壤可以回填或运输到其他场地回用。技术特点：土壤淋洗技术对于重金属和半挥发性有机物污染土壤较为适用，一般需添加洗涤剂。淋洗过程能够去除大部分重金属，做到污染物减量化。与固化/稳定化技术比较，因为能够去除重金属，处理后的土壤去向不受限制。同时应用淋洗技术，污染物去除彻底，时间快。技术局限性：应用土壤淋洗技术土壤需具有高渗透能力。根据工程经验，淋洗修复技术在黏土修复中应用难度较大。淋洗修复实施过程中会消耗大量的水，通常水土比会大于1：3，同时因为淋洗剂的添加也需要配套水处理设施。该技术适用于中高浓度污染的污染土壤，淋洗后

10、的土壤一般需要其他修复技术进行联合处理。淋洗设备复杂，市场上现有的单套设备处理能力均较小，适用于小体量的污染土壤修复。（三）危险废弃物处置对于部分特殊地块，若普通的修复施工产生的经济成本和环境风险明显大于将污染土壤作为危险废弃物处置的情形下，可以考虑污染土壤作为危险废弃物处置。技术特点：危险废弃物处置技术适用于多种污染土壤，开挖出污染土壤可以直接委托第三方单位处置，操作简单、施工快速，处置过程中不会对周边的环境造成二次污染风险。技术局限性：危险废弃物处置技术单价过高，不适用大批量污染土壤处置，从经济适用性来说，成本较为昂贵。（四）水泥窑协同处置水泥窑协同处置技术是在生产水泥的同时，对污染土壤进

11、行焚烧固化。技术特点：水泥窑协同处置技术成熟，适用范围广，可用于重金属污染土壤和挥发性较差的有机物污染土壤修复，其优点是处置量较大，成本较低。技术局限性：需协调水泥厂进行处置，含水量高热值低的土壤需要消耗较多的能量。另外根据部长信箱的回复，污染土壤外运进行水泥窑协同处置需要进行危废鉴定，流程较为复杂。如果污染物的含量比较高，根据相关的导则，污染土壤在水泥窑协同处置过程中的掺加比例则可能会较低，整个处置周期相对较长。（五）植物修复植物修复主要是利用特定植物的吸收、转化来去除或降解土壤中的污染物，从而实现土壤净化、生态效应恢复的治理技术。植物对污染土壤的修复主要通过三种途径进行，即植物在生长过程中

12、直接吸收污染物;植物根系分泌的酶降解有机物;根际与微生物联合吸收、降解和转化污染物。技术特点：与目前常用的物理和化学的修复技术相比较，植物修复技术具有成本低、效率高、无污染、不破坏土壤环境的特点。植物修复技术很容易就地处理污染物，而且易于操作。技术局限性：在植物修复应用过程中，修复植物的选择需要有针对性，修复植物对环境具有选择性，只有在特定的环境下特定的植物才能够生长。修复植物修复过程容易受到外界条件的影响，不利的气候条件将会对植物的生长产生不利的影响从而造成修复效果较差，修复周期较长。植物修复的修复深度取决于修复植物的根系深度，通常情况下修复深度一般小于1m，所以只能够修复表面的污染。如果污

13、染深度过深则不能够利用植物来修复。同时修复植物的生长过程容易受到有害物质的影响，如果污染物浓度过高则可能会抑制修复植物的生长，所以通常情况下只能够修复低浓度污染土壤。四、修复技术筛选土壤修复技术的筛选过程必须要考虑多种要素，包括污染物的特性、浓度、分布及迁移转化等特征、场地地质水文条件、技术可获得性及可行性、修复费用、修复目标、时间周期及修复过程对环境的影响等。在确定修复模式后，在选择适用的土壤修复技术。在选择具体的修复技术时，首先要保证修复修复效果能够满足土地未来的开发利用方式，其次修复技术还必须具有可行性，能够满足工期、成本的要求，在此基础上我们选择可以减少污染物的毒性、迁移性的成熟技术。

14、修复技术的筛选可以从以下九方面进行考虑：（一）修复目的性修复技术的筛选以实现保障人体健康、将地块土壤中污染物的环境风险降低到可以接受的水平为最终目标。（二）污染物针对性对不同风险和不同污染情况的土壤分别对待;同种污染物在不同浓度下的适用修复技术可能不同，比如同样是重金属污染物，高浓度污染土壤可能不适宜应用固化/稳定化技术，而低浓度的污染土壤可能适宜应用。因此需要结合污染物浓度选择合适的修复技术。（三）地块及地质水文条件针对性在不同的地块情况及地质水文条件下，不同的修复技术的效果和效率可能有所不同;需要根据地块特殊的情况及地质水文条件，选择最为有效的修复技术。（四）技術可获得性修复技术应选择可以

15、达到修复目标的最简化的途径或方法，方案选择、设计采用成熟可靠的修复技术，而不单纯追求技术的先进性，以确保修复的顺利完成。（五）经济合理性选择修复技术不能够仅仅考虑当前的修复成本，而是要根据地块的未来规划，考虑该区域的未来经济发展，考虑其长期的经济合理性。（六）实施可行性在选择修复技术时要充分考虑到我们国家修复行业的现状，同时还要考虑配套设施的处置能力，比如废水处置与废气处置设施的配套水平。（七）修复时间合理性为尽快完成污染土壤修复工作，降低修复过程中的潜在环境风险，适应地块开发再利用的需求，在选择修复技术时，同等条件下选择修复时间短的技术。（八）周边环境影响在修复施工过程中，控制二次污染，减少

16、污染土壤的转移，减少废气、废水、扬尘、噪声等排放，尽量减小对周边居民、环境所造成的影响。（九）公众接受公众参与是修复施工中重要的一环，在修复过程中要避免对周边群众的生产生活产生影响，避免发生群体性事件。在技术筛选阶段，污染物针对性、场地及地质水文条件针对性由于其在技术可行性研究中的重要性，通常在修复与风险管控技术筛选过程中起到相对更为重要的作用。五、结语综上所述，目前我们国家正在面临非常严重的土壤污染问题，其中重金属污染尤为突出。重金属修复技术目前主要应用较多的包括固化/稳定化、异位土壤淋洗、危废处置、水泥窑协同处置、植物修复等。在选择修复技术是要分析多种要素，包括污染物的特性、浓度、分布及迁移转化等特征、场地地质水文条件、技术可获得性及可行性、修复费用、修复目标、时间周期及修复过程对环境的影响等。在土壤修复过程中，需要根据污染土壤的具体特征，针对性地选择适宜的