国内外污染场地修复技术综述

(整期优先)网络出版时间:2014-07-17
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国内外污染场地修复技术综述

王进

上海伊世特科技管理有限公司广州分公司龙翠芬

东莞市能源利用监测中心李婉婵

摘要:本文从污染场地及修复技术的概念出发,根据修复技术的主要类型,并结合自身工作经历,简要分析针对污染场地的土壤及地下水的几种国内外常见的修复技术,以期为污染场地修复工作提供一些帮助。

关键词:污染场地;土壤;地下水;修复技术

1引言

随着世界范围内的城市化进程逐渐加快,越来越多的冶金、化工、电镀等企业搬迁,遗留下许多可能对环境及人体健康造成危害的场地。国外许多发达国家已经将评价和修复这些场地当成城市发展的首要任务,但是目前我国对污染场地的修复还处于起步阶段,需先全面了解污染场地修复技术的概念和分类,并能够形成较为具体可行的修复污染场地土壤及地下水的技术体系。

2污染场地修复概念

污染场地是指因从事生产、使用、经营、堆放、贮存有毒有害物质,造成土壤或地下水污染,并已对人体健康以及生态环境造成危害的地块。与其相对应的污染场地修复技术一般是指能够改变待处理污染物的结构,并减小其毒性和迁移性的单一的或系列的物理、化学、生物等处理技术单元。目前国内外的污染场地修复技术主要是针对污染土壤及污染地下水。

3污染土壤的修复技术

以前修复技术尚未成熟时对污染土壤的处理仅仅是将其挖出并填埋于另一地方,这种处理方法根本不能彻底消除污染。随着技术的不断发展,目前对污染土的处理方法已经有数百种,修复效果最显著并被广泛采用的有以下五种。

3.1物理技术分离

物理技术分离就是通过物理方式将污染土中的污染物分离出去,进而达到修复土壤的目的。目前常用的物理方法主要有异地水溶液冲洗法、就地水溶液冲洗法、土壤中蒸气提取法、热解吸法、热气注入法以及电动力学技术等。其中就地水溶液冲洗法操作简单,应用较为广泛,它主要是通过把大量的水或其它化学试剂灌入土内,进而将土壤中的危害物质清洗出去。

3.2化学技术

化学技术主要是指利用氧化还原反应将土壤中含有的危害性污染物转化为低毒或无毒的化合物,目前常用的方法有脱氯作用和氯化物处理。如果想把深层土壤中的污染物快速氧化,可以利用大口径的钻机进行深层搅拌,使污染土和氧化剂充分混合,增加反应效率,进而达到快速氧化目的。

3.3微生物修复技术

微生物修复技术就是将微生物引入土壤中,利用其分解作用将有机污染物处理为水和二氧化碳,进而达到修复的目的。一般在接入微生物(若污染土微生物量达到要求可不接种)后,还需借助压力把氧气和营养物质通过井孔压入到污染土中,或者把营养物质平铺在地表让其自动渗入土内。目前在发达国家普遍采用的是通气生物修复法,它将土壤蒸气提取法和微生物修复法结合在一起,利用土壤蒸气提取孔来导入空气,可有效去除油类污染物。

3.4植物修复技术

植物修复技术就是利用植物将土中的污染物吸收、聚集、转移或降解。如植物本身可以将有毒的有机化合物矿化,将一些重金属元素和无机物从土壤中吸收并富集到地面上。这种修复处理技术成本低廉,易于实现,通常适用于土壤污染程度相对较低、面积广的场地。

3.5高温处理法

高温处理法是通过高温使土壤中的有毒有害物质裂解、变性,从而降低土壤污染程度的方法。目前普遍采用的高温处理方法是就地焚烧法和异地焚烧法,两者统称为焚烧法。主要是利用1000℃左右的高温将污染物中的卤代化合物和其它难溶有机物热解焚毁并挥发出去。该方法如果操作得当,可基本清除土壤中的污染物,是一种较为理想的污染土处理技术。

4污染地下水的修复技术

根据以往的修复经验可知,地下水污染修复花费巨大,而且传统的异位修复技术(即污染土体开挖法)不仅工程量巨大,而且这种方法不能彻底地净化含水层。目前经过改良的异位修复技术主要是抽取—处理法,原位修复技术主要有原位冲洗法、原位微生物处理技术、原位稳定—固化法、原位反应墙技术等。

4.1抽取—处理法

抽取一处理法就是将已污染的地下水抽出,然后在地表进行处理的方法。一方面,通过不断的抽取污染地下水,能够使污染水的污染程度和范围逐渐减小,还能使含水层介质中的污染物质通过向水中转化而得到清除。另一方面,在地表进行水处理不受区域和环境限制,可以采取物理、化学、生物等诸多方法进行处理,保证去除率的最大化。

4.2原位冲洗法

原位冲洗法是将液体渗入或注入土壤、地下水污染带,然后在下游抽取地下水和冲洗混合液,最后再注入地下或进行地上处理。冲洗液可以是水、潜溶剂、表面活性剂或其它物质。这种方法比传统抽取一处理法易去除空隙污染物,所以处理效果明显增强。不过使用此方法前需要进行大量的资料收集和可行性研究。

4.3原位微生物处理技术

这种方法通常与注气法配合,即上文提到的通气生物修复法。在操作时需要把微生物生长所需要的氧气和营养物质从井孔中注进地下水中,以增强微生物降解有机污染物的能力。不过用此法处理地下水需要注意的是,在水中挥发性污染气体很容易被气浮出来,所以必须与蒸汽提取法结合使用。

4.4原位稳定—固化法

在已污染的含水层或包气中注入可使污染物不继续迁移的物质,使有机或无机污染物达到稳定状态的方法称为稳定—固化法。可应用于具有中等或较高渗透性的低层。不过使用该方法需事先分析拟处理场地的水文地质条件是否符合要求。

4.5原位反应墙技术

该方法也被称为被动处理墙法或被动处理屏障法。是利用注入井将反应介质注入污染源的下游地带,形成一个“污染物的反应带”,再利用污染物与注入的介质发生作用,进而使地下水中的污染物被阻截、固定或降解。目前用于反应的充填介质主要有零价铁、活性炭、泥炭、微生物、石灰、蒙脱石、锯屑等。在处理墙中污染物的反应包括降解、吸附和沉淀等。如果条件允许,还可以利用“狭道和闸门”,保证地下水能够与处理墙充分反应。

5我国目前污染场地修复存在的问题

目前我国污染场地修复还处于起步阶段,相较于发达国家成熟的修复体系,还存在着许多不足,主要表现在以下四个方面。

(1)污染场地环境修复技术和装备还无法满足要求。目前,国内自主研发的原位修复技术并不能完全符合我国国情与工程建设经验,而且缺乏规模化应用及产业化运作的管理技术支撑体系。

(2)我国目前对污染场地环境修复资金机制还不够完善,对资金的承担者以及修复风险的承担者还没有明确规定。虽然一些地方政府部门,如上海、北京、杭州等地的环保与国土部门,探索了场地治理修复融资机制,起到了良好的效果,但是还缺乏一种可持续的资金机制。

(3)我国目前缺乏针对污染场地管理整治的专门法律法规,场地出让与开发程序缺乏环保部门监管环节,导致污染场地治理与修复的责任主体难以明确,因而治理修复工作难以落实。

(4)污染场地的基础数据和资料至今仍然不够全面。虽然在全国场地污染状况调查工作中,开展了近10类场地的污染调查,但是由于时间与资金的限制,尚不能调查全部的工业企业场地,无法掌握全国主要行业的工业企业场地污染状况,难以建立污染场地档案,进行空间分布制图。

6结束语

以上介绍的修复技术一般都是针对具有典型污染物的场地。对于污染物复杂多变,污染较为严重的场地,可以制定多技术联合修复的方案,使修复效果最大化。当然,如果想彻底地修复污染场地,还需要各方面共同努力,处理好当下存在的场地修复的四点问题,并配备专业的修复人才,制定科学的修复目标。

参考文献:

[1]安大力.浅析污染场地的土壤修复过程与修复技术[J].科技创新导报,2013(2)

[2]程生平.地下水污染场地的控制与修复[J].煤炭技术,2011,30(9)

[3]赵勇胜.地下水污染场地污染的控制与修复[J].吉林大学学报(地球科学版),2007,37(2)

[4]李向阳.污染场地土壤修复技术及前景的探讨[J].黑龙江科技信息,2013(26)

[5]污染场地土壤修复技术导则