汙染土壤修復可以採取哪些方式

土壤是經濟社會可持續發展的物質基礎,關係人民群眾身體健康,關係美麗生態建設。

汙染土壤修復可以採取哪些方式

不斷增長農業糧食體系和工業體系的需求以及日漸龐大的全球人口導致了嚴重的土壤汙染問題,日益加劇的土壤汙染和到處擴散的廢棄物正在威脅著未來全球的糧食生產以及人類和環境的健康。汙染土壤修復已成為全球生態修復過程中的重要一項。

據2014年《全土壤染公國汙狀況調查報》資料顯示,我國土壤汙染型別以無機型為主。耕地土壤環境質量堪憂,工礦業廢棄地土壤環境問題突出。部分地區土壤汙染較重,西南、中南地區、長江三角洲、 珠江三角洲、東北老工業基地等部分割槽域是土壤修復的重點區域。

為保護好土壤環境,推進生態文明建設,《土壤環境質量標準》、《土壤汙染防治行動計劃》、《土壤汙染防治法》、《農用地土壤汙染風險管控標準》、《建設用地土壤汙染風險管控標準》、《工礦用地土壤環境管理辦法》相繼頒佈實施。

工礦業、農業等人為活動,土壤環境背景值高是造成土壤汙染或超標的主要原因。汙染土壤如何修復呢?

據瞭解,土壤汙染物的型別主要有化學、物理、生物和放射性汙染物四種類型。針對土壤汙染具體型別,可以採取化學、物理、生物等多種方式進行修復治理。

其中,物流修復主要有蒸汽浸提技術、固化修復、分離修復、玻璃化修復、熱力學修復、熱解吸修復、電動力學修復、換土法等;化學修復主要有原位化學淋洗、異位化學淋洗、溶劑浸提技術、原位化學氧化、原位化學還原與還原脫氯、土壤效能改良等;生物修復主要有植物修復、原位生物修復、異位生物修復等。

一、物理修復技術

1。土壤蒸汽提取技術(真空提取技術)

透過佈置在不飽和土壤層中的提取片,真空向土壤匯入空氣,空氣流經土壤時,揮發性和半揮發性有機物隨空氣進入真空井而排出土壤,降低土壤汙染物濃度。

該技術屬於一種原味處理技術,必要時也可用於異位修復。適用於揮發性、半揮發性有機汙染物,可用於原位生物修復,如石油輕產品汽油、二氯苯、氯仿等。

技術特點:可操作性強,裝置簡單,容易安裝;對處理地點的破壞很小;處理時間較短,在理想條件下6-24個月即可;可與其他技術結合使用;可處理固定建築物下的汙染土壤。

缺點:去除率難以達到90%;在低滲透土壤和有層理土壤上有效性不確定;只能處理不飽和土壤。

2。固化穩定化技術

該技術主要是透過物理或化學作用固定汙染物。所謂固化是指向土壤新增粘結劑,如水泥、石灰、瀝青、熱塑塑膠等引起石塊狀固體形成;穩定化是指透過化學物質與汙染物之間的化學反應使汙染物轉化成不溶態的過程。

該技術適用於土壤無機汙染物治理。裝置簡單,費用較低。但它不破壞、不減少汙染物,僅僅是限制汙染物對環境的有效性。隨著時間推移,被固化的汙染物存在被重新釋放的可能,對環境造成危害。

這裡有必要介紹一下原位、異位,是根據修復位置進行的劃分。所謂原位,鑽孔注射粘結劑,大型攪拌裝置混合。處理後凝結層上覆蓋清潔土壤。不適於有機汙染物,因為為水泥固化時土壤溫度升高,有機汙染物會揮發。

異位是指汙染土壤挖掘出來,與粘結劑結合,使汙染物固化。處理後的土壤可以運回原處,也可運往別處填埋處置,適用於無機汙染物治理。

3。玻璃化技術

高溫熔融汙染土壤使其形成玻璃體或固結成團。屬於固化技術。無機汙染物被結合在玻璃體中,有機汙染物揮發。

原位玻璃化技術是指向汙染土壤插入電極,對汙染土壤固體組分施加1600-2000℃高溫處理,使有機汙染物和部分無機汙染物如硝酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽等得以揮發或熱解而從土壤中去除。無機汙染物,如重金屬和放射性物質等被包覆在冷卻後形成化學性質穩定的、不滲水的堅硬玻璃體中,熱解產生的水分和產物由氣體收集系統收集後進一步處理。

異位玻璃化技術是指挖出汙染土壤,利用等離子體、電流或其他熱源在1600-2000℃高溫下熔化土壤及其汙染物,有機汙染物在高溫下被熱解或蒸發而去除,產生的水汽和熱解產物收集後由尾氣處理系統進行進一步處理後排放。熔化物冷卻後形成的玻璃體將無機汙染物包覆起來,使其失去遷移性。

4。熱處理技術

利用高溫產生的一些物理和化學作用,如揮發、燃燒、熱解去除或破壞土壤中的有毒物質。該技術常用於小狐狸有機汙染的土壤,如揮發性有機物、半揮發性有機物、農藥、高沸點氯代化合物;也適用於部分重金屬汙染的土壤,如揮發性金屬汞。

熱解

包括預處理、解析、固相後處理和氣體後處理等過程。汙染物透過揮發作業從土壤轉移到蒸汽中,以濃縮汙染物或高溫破壞汙染物的方式處理第一階段產生的廢氣中的汙染物。主要適用於處理揮發和半揮發有機汙染等,對除草劑等農藥、石棉、非金屬、腐蝕性材料並不適用。

焚燒

800-2500℃高溫下透過熱氧化作用破壞汙染物的異位熱處理技術,不適於非金屬和重金屬。

熱處理

針對VOC

S

、水銀、農藥、油等高濃度土壤汙染,直接加入使汙染物揮發或分解,間接加熱使汙染物揮發。該工藝可以實現VOC

S

無害化。

5。電動學修復技術(電動力學技術)

向土壤施加直流電場,在電解、電遷移、擴散、電滲透、電泳等共同作用下,使土壤溶液中的離子向電極附近富集從而被去除。目標汙染物包括大部分無機汙染物、放射性物質及吸附性較強的有機物。

技術特點 :適用於任何地點,可在不挖掘條件下處理土壤,最適合黏質土,對飽和不飽和土壤都潛在有效,處理有機無機汙染物均可,也可以從非均質的介質中除去汙染物,費用效益比較好。使用該技術要新增增強溶液,汙染物溶解度高度依賴土壤PH值,土壤含碳酸鹽、岩石時汙染物去除效率下降。

6。稀釋和覆土

稀釋將汙染物含量低的清潔土壤混合汙染土壤,深層土壤可犁翻與表層土壤混合,降低汙染土壤汙染物含量。該作用降低土壤汙染物濃度,因而可降低作物對汙染物的吸收。

覆土在汙染土壤上覆蓋一層清潔土壤,避免汙染土層中的汙染物進入食物鏈。清潔土層要足夠厚,以便植物根系不會延伸到汙染土壤中。

該技術比較簡單,容易操作。但不能去除土壤汙染物,沒有徹底排出土壤汙染物的潛在危害,只能一直土壤汙染物對食物鏈的影響,並不能減少土壤汙染物對地下水等其它環境部分的危害。

汙染土壤修復可以採取哪些方式

二、化學修復技術

1。土壤淋洗技術

在淋洗劑(水或酸或鹼溶液、螯合劑、還原劑、絡合劑及表面活性劑溶液)作用下將土壤汙染物從土壤顆粒去除。主要分為原位淋洗技術和異位淋洗技術。

原位淋洗技術:在田間直接將淋洗劑加入汙染土壤中,經過必要混合,使土壤汙染物溶解進入淋洗溶液經滲透或水平排出,最後將含有汙染物的淋洗溶液收集再處理。

異位淋洗技術是指將汙染土壤挖局出來,用水或其它化學溶液進行清洗使汙染物從土壤中分離處理。該技術適用於質地較強汙染土壤處理,不適於黏重土壤。

2。 原位化學氧化技術

透過混入土壤的氧化劑與汙染物發生氧化反應,使汙染物降解成低濃度、低移動性產物。適用於被油類、有機溶劑、農藥及非水溶性氯化物所汙染的土壤。

3。 化學脫滷技術(氣相還原技術)

使用特殊還原劑或高溫和還原條件使鹵化有機汙染物還原。該技術適用於揮發和半揮發性有機汙染物、鹵化有機汙染物、多氯聯苯、呋喃等所汙染的土壤,不適用於非金屬鹵化有機汙染物和重金屬、多環芳經、除草劑和農藥、石棉、腐蝕性物質、非鹵化有機汙染物等。

4。 溶劑提取技術

一種異位修復技術,汙染物轉移進入有機溶劑或超臨界液,而後溶劑被分離以進一步處理或棄置。黏質土和泥炭土不適於該技術。

5。 農業改良措施

一般農業生產上可操作的技術措施,以達到降低土壤重金屬有效性、抑制土壤重金屬向農作物遷移的技術。包括施用改良物料和調節土壤氧化還原狀況等方面。

該技術包括新增石灰等無機材料、有機物和還原物質(如多留碳酸鹽和硫酸亞鐵等)。改良物料不能去除土樣中的汙染物,但卻能夠在一定時期內不同程度地固定土壤汙染物,抑制其危害性。

中性化技術改良酸性土壤歷史悠久,費用低、取材方便、見效快、可接受性和可操作性較好;但不能從汙染土壤中取出汙染物,效果具有一定的時間性。

有機改良劑包括各種有機物料,如植物秸稈、各種有機肥、泥炭、活性炭等。有機物料可透過與重金屬的配合作用而改變土壤中重金屬的形態。

無機改良劑有石灰、鈣鎂磷肥、沸石、磷肥、膨潤土、褐藻土、鐵錳氧化物、鋼渣、粉煤灰、風化煤等。

氧化還原技術,可以透過水分管理來實現,如鎘汙染土壤可採用淹水種稻方式抑制其有效性。

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三、植物修復技術

利用植物及其根系微生物對土壤汙染物的吸收、揮發、轉化、降解、固定作用而去除土壤中汙染物的修復技術。該技術將汙染物從土壤中徹底去除、對環境擾動小、提高土壤肥力、成本低、操作簡單等優點。

1。 植物提取技術

植物根系吸收汙染物並將汙染物富集於植物體內,而後將植物體收穫、集中處置。

2。 植物降解作用

被吸收的汙染物透過植物體內代謝過程而降解,汙染物在植物產生的化合物作用下在植物外降解。該技術可出現在生物降解無法處理的土壤條件中。但形成有毒的中間產物或降解產物,較難測定植物體內產生的代謝產物。

土壤修復方面還有很多的專業技術,同土壤修復一樣, 氨法脫硫、VOCS治理、固體廢棄物處理、汙水治理等等都是生態改善和環境保護的重要舉措。