一、什么是土壤修复?
土壤修复是指利用物理、化学和生物的方法转移、吸收、降解和转化土壤中的污染物,使其浓度降低到可接受水平,或将有毒有害的污染物转化为无害的物质。从根本上说,污染土壤修复的技术原理可包括为:
(1)改变污染物在土壤中的存在形态或同土壤的结合方式,降低其在环境中的可迁移性与生物可利用性;
(2)降低土壤中有害物质的浓度。
二、土壤修复的技术有哪些?
1、热力学修复技术
利用热传导,热毯、热井或热墙等,或热辐射,无线电波加热等实现对污染土壤的修复。
2、热解吸修复技术
以加热方式将受有机物污染的土壤加热至有机物沸点以上,使吸附土壤中的有机物挥发成气态后再分离处理。
热解吸附技术是目前世界上最先进的污染废弃物处理技术之一,主要处理对象为农药污染土壤、油田含油废弃物、罐底油泥等。其作业原理为利用污染废弃物中有机物的热不稳定性,通过非焚烧的间接加热方式实现实现污染物与土壤的分离,并可将废弃物中的固相、油相、水相、气相绝大部分回收利用,从根本上实现无害化处理,因此该技术被广泛应用于全球的油田废弃物处理作业。
3、焚烧法
将污染土壤在焚烧炉中焚烧,使高分子量的有害物质?挥发性和半挥发性,分解成低分子的烟气 经过除尘、冷却和净化处理 使烟气达到排放标准。
4、土地填埋法
将废物作为一种泥浆,将污泥施入土壤,通过施肥、灌溉、添加石灰等方式调节土壤的营养、湿度和pH值,保持污染物在土壤上层的好氧降解。对于可以用土壤酸度计检测土壤ph值与湿度用土壤EC计检测土壤EC值,查看土壤改良效果。
5、化学淋洗
借助能促进土壤环境中污染物溶解或迁移的化学/生物化学溶剂。在重力作用下或通过水头压力推动淋洗液注入到被污染的土层中,然后再把含有污染物的溶液从土壤中抽提出来,进行分离和污水处理的技术。
6、堆肥法
利用传统的堆肥方法,堆积污染土壤,将污染物与有机物,稻草、麦秸、碎木片和树皮等、粪便等混合起来,依靠堆肥过程中的微生物作用来降解土壤中难降解的有机污染物。
7、植物修复
运用农业技术改善土壤对植物生长不利的化学和物理方面的限制条件,使之适于种植,并通过种植优选的植物及其根际微生物直接或间接吸收、挥发、分离、降解污染物,恢复重建自然生态环境和植被景观。
8、渗透反应墙
是一种原位处理技术,在浅层土壤与地下水,构筑一个具有渗透性、含有反应材料的墙体,污染水体经过墙体时其中的污染物与墙内反应材料发生物理、化学反应而被净化除去。
9、生物修复
利用生物,特别是微生物催化降解有机污染物,从而修复被污染环境或消除环境中污染物的一个受控或自发进行的过程。 其中微生物修复技术是利用微生物,土著菌、外来菌、基因工程菌,对污染物的代谢作用而转化、降解污染物,主要用于土壤中有机污染物的降解。通过改变各种环境条件如,营养、氧化还原电位、共代谢基质,强化微生物降解作用以达到治理目的。
三、我国的土壤修复案例?
(1)工业污染场地修复经典案例——永清“岳塘模式”
计划投入资金:95亿元,其中环境治理约20亿元
资金来源:财政投资和自筹资金
修复体(面)积:重度污染1.74平方公里,总面积8.12平方公里
预计单位成本:16.42万元/亩
治理时间:3-5年
主要污染物:重金属(镉、锰、铜、铅)
(2)矿区土壤修复经典案例——紫金矿业污染事件修复
治理费用:8.3亿元,其中植被恢复投入0.8亿元
资金来源:紫金矿业集团
绿化体(面)积:1.08万亩
单位成本:7400元/亩
主要污染物:铜离子
修复技术:垂直生态屏障系统
修复时间:2010-2012
确认收入:12,700万元
修复企业:高能环境
(3)农田土壤修复经典案例——大环江河流域土壤污染治理治理后的桑园
按20年、50年中长期农业收益计算,修复后的1280亩农田可产生经济收入1.56亿元和3.9亿元在植物萃取修复区域,土壤中镉和砷的含量平均每年降低10%治理区域农产品产品达到当地正常产量水平90%以上,农产品的重金属合格率达到95%
治理费用:2650万元
资金来源:国家财政2450万元,地方政府配套200万
修复体(面)积:1280亩
单位成本:20703元/亩
主要污染物:重金属(镉、砷)
修复技术:植物萃取技术、超富集植物-经济作物间作修复技术、植物阻隔修复技术、化学修复技术
修复进程: 2005-2010 研发;2010-2012治理;2012-2015通过验收
修复企业:中科院物理资源所环境修复中心
(4)北京化工三厂土壤修复
目标污染物:四丁基锡、邻苯二甲酸二辛酯、滴滴涕、重金属铅、镉等有害化学物质
主要修复技术:水泥窑焚烧固化处理技术、阻隔填埋处理技术
修复工程量:6.5万m3
工程简介:北京化工三厂作为化工生产基地近五十年,土壤中含有四丁基锡、邻苯二甲酸二辛酯、滴滴涕和重金属铅、镉等大量有害化学物质。2005年根据北京市规划委员会文件(2005规意选字0356号),该场地被规划为宋家庄经济适用房项目建设用地。
修复效果:修复后的北京化工三厂土壤各项指标经北京市环保局检测,符合居民土壤健康风险评价建议值标准,该工程为国内首例污染土壤修复项目。
(5)南方某热电厂污染场地修复工程
目标污染物:邻甲苯胺、1,2-二氯乙烷、苯并(a)芘、2,6-二硝基甲苯、2,4-二硝基甲苯、砷、镍
修复工艺:原位化学氧化、原地异位固化稳定化、原位热脱附、原地异位间接热脱附
修复工程量:土壤修复工程量18483 m3,地下水修复工程量8292 m3。
修复周期:240天
工程简介:该场地位于我国南方某城市,其前身一期工程为热电厂,于2008年停产。根据后续用地规划,该场地将规划为商业用地和居住用地。根据场调报告,该场地土壤与地下水均受污染,污染物包括邻甲苯胺、1,2-二氯乙烷、氯乙烯、多环芳烃等易挥发的有机污染物,以及砷、镍两种无机污染物。该项目是国内第一个集四项修复工艺于一身的污染修复工程。
修复效果:达到修复目标值。
(6)世界银行多氯联苯管理与处置示范项目(POPs处置管理与示范项目)
主要污染物:多氯联苯
修复技术:热脱附
污染土方量:110000 m3
项目简介:对浙江省PCBs封存点状况进行摸底调查,建设PCBs热脱附处置站。在此基础上对浙江省多个PCBs封存点污染土壤进行清运,并利用间接热脱附设备对污染土壤进行有效处置,处置后土壤全部达到相关标准要求。
修复效果:处置后土壤全部达到相关标准要求。
(7)某汽车部品有限公司厂区内Cr(VI)污染修复工程
目标污染物: Cr(VI)
修复技术: 化学还原技术
修复工程量: 地下水修复面积187 平方米,修复土方量217.8 立方米。
工程周期: 45天
工程简介: 本场地位于中国北方某城市一正在运行的公司厂区内,镀铬车间内“跑冒滴漏”的问题导致土壤和地下水受到Cr(VI)的污染。本项目首先采用化学还原法(D药剂)原位注入修复区域内浅层地下水,随后对污染土壤进行清挖,并采用化学还原法(E药剂)原地异位修复修复清挖的Cr(VI)污染土壤,同时对深层地下水进行抽提-处理。
修复效果: 污染土壤在与D药剂充分反应30天后达到了99%以上的处理效率;后续10个月的持续监测数据表明,地下水中Cr(VI)同样达到修复目标值。
(8)河北某化肥厂砷污染修复工程
目标污染物: 砷
修复技术: 固化稳定化技术+覆土阻隔技术
修复工程量: 修复土方量30042 立方米,阻隔铺设量为11648.18平方米
工程周期: 150天
工程简介: 本场地位于中国北方某城市,由于长期生产作业导致该厂区存在较严重的砷污染,主要集中在净化车间、铜洗车间及污水处理车间,根据场调报告知:现场最大浓度4840mg/kg,最大清挖深度为8.3m。
修复效果: 污染土壤在与固化稳定化药剂反应12 小时后,土壤污染物浸出小于1 mg/L,达到修复目标值。
(9)江苏某遗留农药污染场地土壤修复工程
目标污染物: 苯系物、PAHs等挥发性或半挥发性有机物
修复技术: 常温解吸、热解吸
修复工程量: 修复土方量24.7万立方米。
工程周期: 440天
工程简介: 本项目所在地的两个化工厂过去曾大规模生产农药、精细化工等近百种产品,经场地调查与风险评估发现,两个厂区内土壤及厂区毗邻河道底泥都受到以VOCs和SVOCs为主的有机污染,局部地区污染深度可达地表以下7.5 m。综合考量场地土壤及底泥污染特点,选择常温解吸技术修复VOCs污染土壤,选择热解吸技术修复VOCs及SVOCs复合污染土壤。
修复效果: 根据第三方实验室检测结果,修复后土壤中污染物浓度均达到修复目标值。
(10)紫金山金铜矿湿法厂污染场地修复工程
目标污染物:铜、铁、酸性物质等
主要技术:柔性水平垂直防渗技术、生态屏障技术
工程量:130万平方米
工程简介:该项目位于福建省西南部,矿区属于低侵蚀山地地形,矿区面积4平方公里左右。污染物质为铜、铁、酸性物质等,采用污染源头控制(HDPE水平/垂直阻隔),废水导排、收集、处理,场地生态修复等技术。
效果:从源头有效阻隔污染源,避免大规模的污染出现。
(11)湖南省衡阳市常宁农田土壤修复
目标污染物:重金属镉等有害化学物质
主要修复技术:森美思土壤重金属去除技术
修复工程量:15亩(第一期试验)
工程简介:该工程位于湖南省衡阳市常宁市罗桥镇,属传统的天堂山石盘贡米生产区。该地区土壤为黑色肥沃壤土,土壤有机质含量较高,通气性能好,经检测核心地区土壤硒元素达到0.54mg/kg,极利于开发富硒农作物,但同时也存在重金属污染。
修复效果:通过试验可知,水稻中的镉含量减少了82%~96%,使“镉大米”变成了达到国家标准要求的“安全大米”。