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土壤修復

訪問量:時間:2023-06-14

土壤修復技術的種類較多,原理較為復雜,有些技術的應用是多種反應原理聯合作用的結果。因此,本指南主要按照技術的主導作用原理進行概括介紹,基本囊括了H前發展較為成熟的或已在國內外有所應用的技術方法。

1.土壤混合/稀釋技術(SoilBlending,MixingorDilution)

技術原理:土壤混合/稀釋技術是指用清潔土壤取代或者部分取代污染土壤,覆蓋在土壤表層或者混勻,使污染物濃度降低到臨界危害濃度以下的一種修復技術。通過混合和稀釋,減少污染物與植物根系的接觸,并減少污染物進入食物鏈。技術特點:土壤混合/稀釋修復技術可以是單一的修復技術,也可以作為其它修復技術的一部分,如固定化穩定化、氧化還原等。土壤混合/稀釋修復技術作為其它修復技術的一部分,其主要0的是增加添加劑(如固化/穩定化劑、氧化劑、還原劑)的傳輸速度,使添加劑盡量和反應劑接觸。使用此技術時需根據土壤污染物濃度、范圍和土壤修復目標值,計算需要混合的干凈土壤的量?;旌蠒r盡量垂直方向混合,少水平方向混合,以免擴大污染面積?;旌?稀釋可以是原位混合,也可以是異位混合。適用范圍:土壤中的污染物不具危險特性,且含量不高(一般不超過修復目標值的2倍)。該技術適合于土壤滲流區,即土壤含水量較低的土壤,當土壤含水量較高時,混合不均勻會影響混合效果。

2.填埋法(LandfillCap)

技術原理:填埋法是將污染土壤進行掩埋覆蓋,采用防滲、封頂等配套設施防止污染物擴散的處理方法。填埋法不能降低土壤中污染物本身的毒性和體積,但可以降低污染物在地表的暴露及其遷移性。技術特點:填埋法是修復技術中最常用的技術之一。在填埋的污染土壤的上方需布設阻隔層和排水層。阻隔層應是低滲透性的粘土層或者土工合成粘土層,排水層的設置可以避免地表降水入滲造成污染物的進一步擴散。通常干旱氣候條件要求填埋系統簡單一些,濕潤氣候條件可以設計比較復雜的填埋系統。填埋法的費用通常小于其它技術。

適用范圍:在填埋場合適的情況下,可以用來臨時存放或者最終處置各類污染土壤。該技術通常適用丁?地下水位之上的污染土壤。由于填埋的頂蓋只能阻擋垂向水流入滲,因此需要建設垂向阻隔墻以避免水平流動導致的污染擴散。填埋場需要定期進行檢查和維護,確保頂蓋不被破壞。

3.固化穩定化技術(Solidification/Stabilization)

技術原理:固化穩定化技術是指將污染土壤與黏結劑混合形成凝固體而達到物理封鎖(如降低孔隙率等)或發生化學反應形成固體沉淀物(如形成氫氧化物或硫化物沉淀等),從而達到降低污染物遷移性和活性的U的。主要鈕招兩個概念,固化是指將污染物鈕裹起來,使之呈顆粒狀或者大板塊存在,進而使污染物處r相對穩定的狀態;穩定化是指將污染物轉化為不易溶解、遷移能力或毒性變小的狀態和形式,即通過降低污染物的生物有效性,實現其無害化或降低其對生態系統危害性的風險。按處置位置的不同,分為原位和異位固化穩定化。技術特點:在異位固化/穩定化過程中,許多物質都可以作為黏結劑,如硅酸鹽水泥(Portlandcement)、火山灰(Pozzolana)、娃酸醋(Silicate)和涵青(Btumen)以及各種多聚物(Polymer)等。硅酸鹽水泥以及相關的鋁硅酸鹽(如高爐溶渣、飛灰和火山灰等)是最常用的黏結劑。有許多因素可能影響異位固定化穩定化技術的實際應用和效果,如最終處理時的環境條件可能會影響污染物的長期穩定性;一些丄藝可能會導致污染土壤或固化后體積顯著增大;有機物質的存在可能會影響黏結劑作用的發揮等。固定化/穩定化方法可單獨使用,也可與其它處理和處置方法結合使用。污染物的埋藏深度可能會影響、限制一些具體的應用過程。原位修復時必須控制好黏結劑的注射和混合過程,防止污染物擴散進入清潔土壤區域。適用范圍:固化穩定化技術的成本和運行費用較低,適用性較強,原位異均可使用。該技術主要應用于處理無機物污染的土壤,不適合含揮發性污染物土壤的處理。對于半揮發性有機物和農藥殺蟲劑等污染物的處理效果有限。不過H前正在研究能有效處理有機污染物的黏結劑,可望在不久的將來有所應用。

4.土壤淋洗技術(SoilFlushing)

技術原理:土壤淋洗是指借助能夠促進土壤環境中污染物溶解或遷移作用的溶劑,通過將溶劑與污染土壤混合,然后再把包含有污染物的液體從土土壤中抽提出來,進行分離處理的技術。此技術分原位和異位土壤淋洗。原位土壤淋洗一般是指將沖洗液由注射井注入或滲透至土壤污染區域,攜帶污染物質到達地下水后用泵抽取污染的地下水,并T地面上去除污染物的過程。異位化學淋洗技術需要將污染土壤挖掘出來,用水或淋洗劑溶液清洗土壤、去除污染物,再對含有污染物的清洗廢水或廢液進行處理,潔凈土可以回填或運到其他地點回用。

5.土壤氣相抽提技術(SoilVaporExtraction,SVE)

技術原理:土壤氣體抽提技術是通過在不飽和土壤層中布置提取井,利用真空泵產生負壓驅使空氣流通過污染土壤的孔隙,解吸并夾帶有機污染物流向抽取井,最終在地上進行污染尾氣處理,從而使污染土壤得到凈化的方法。

6.焚燒(Incineration)

技術原理:焚燒技術是使用870?1200°C(1400?2200°F)的高溫,揮發和燃燒(有氧條件下)污染土壤中的肉代和其他難降解的有機成分。高溫焚燒技術是一個熱氧化過程,在這個過程中,有機污染物分子被裂解成氣體或不可燃的固體物質。

7.微生物降解(Bioremediation)

技術原理:微生物降解是利用原有或接種微生物(即真菌、細菌其它微屯物)降解(代謝)上壤中污染物,并將污染物質轉化為無害的末端產品的過程??赏ㄟ^添加營養物、氧氣和其它添加物增強生物降解的效果。

8.生物通風(Bioventing)

技術原理:生物通風法是一種強迫氧化的生物降解方法,即在受污染土壤中強制通入空氣,強化微生物對土壤中有機污染物進行生物降解,同時將易揮發的有機物一起抽出,然后對排出氣體進行后續處理或直接排入大氣中。

9.植物修復技術(Phytoremediation)

技術原理:植物修復主要是利用特定植物的吸收、轉化、清除或降解土壤中的污染物,從而實現土壤凈化、生態效應恢復的治理技術。植物修復主要通過三種方式進行污染土壤的修復,包括:植物對污染物的直接吸收及對污染物的超累積作用;植物根部分泌的酶來降解有機污染物;根際與微生物的聯合代謝作用,從而吸收、轉化和降解污染物。

10.氧化還原技術(Oxidation/Reduction)

技術原理:氧化還原技術是通過氧化/還原反應將有害污染物轉化為更穩定、活性較低和/或惰性的無害或毒性較低的化合物。氧化還原包括將電子從一種化合物轉移到另一種化合物。

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