土壤修複

土壤修複

新型環保技術措施
土壤修複是使遭受污染的土壤恢複正常功能的技術措施。在土壤修複行業,已有的土壤修複技術達到一百多種,常用技術也有十多種,大緻可分為物理、化學和生物三種方法。
    中文名:土壤修複 外文名: 适用領域: 所屬學科: 對象:遭受污染的土壤 目标:恢複正常功能 技術:100多種

方法

場地土壤受到重金屬污染時,可通過以下途徑進行修複或治理:

1.土方開挖,異位修複:可通過分離細小土粒部分來實現修複,結合使用提取(溶解金屬)或對分離後的泥沙進行後續處理。

2.土方開挖,不經過處理即作他用:中度污染土壤可用作建築材料,例如在土木工程建設中加高堤壩。

3.土方開挖後填埋:無法經過土壤修複或者通過固定化處理轉化為建築材料的土壤,必須在IBC條件下進行填埋處理。

4.固定化處理:将土壤與能夠結合固定污染物的物質混合,從而滿足相關的土壤污染物釋放标準。原則上,經過處理的土壤既可以原位回填,也可以用于其他方面,比如建築材料、路基填埋等等。

5.此外,還可以采用IBC措施對場地進行修複,如應用生物栖息層(habitat layer),這可防止直接接觸污染物,并可以阻斷植物對重金屬污染物的吸收。

6.原位法土壤修複:采用酸和電動修複提取重金屬污染物。

現狀

破壞

随着工業化進程的不斷加快,礦産資源的不合理開采及其冶煉排放、長期對土壤進行污水灌溉和污泥施用、人為活動引起的大氣沉降、化肥和農藥的施用等原因,造成了土壤污染嚴重。2006年7月,國家環保總局局長周生賢在全國土壤污染狀況調查及污染防治專項工作視頻會議中表示,全國土壤污染的總體形勢相當嚴峻。據不完全調查,全國受污染的耕地約有1.5億畝,污水灌溉污染耕地3250萬畝,固體廢棄物堆存占地和毀田200萬畝,合計約占耕地總面積的1/10以上,其中多數集中在經濟較發達的地區。嚴重的土壤污染造成巨大危害。據估算,全國每年因重金屬污染的糧食達1200萬噸,造成的直接經濟損失超過200億元。

對于目前國内土壤污染的具體情況,并沒有明确的官方數據。分析認為,目前我國的土壤污染尤其是土壤重金屬污染有進一步加重的趨勢,不管是從污染程度還是從污染範圍來看均是如此。據此估計,目前我國已有六分之一的農地受到重金屬污染,而我國作為人口密度非常高的國家,土壤中的污染對人的健康影響非常大,土壤污染問題也已逐步受到重視。

期待

随着科學發展觀的深入貫徹落實,國家對環境保護工作越來越重視,對水、大氣、土地的污染等監控力度日益加大.“十二五”規劃中,節能環保已被列為七大戰略性新興産業之首,其中土壤修複被納入環保産業的重點發展之列,國家将财政、稅收、金融等方面提供政策支持,同時地方政府土壤污染防治意識增強,根據環境管理和土壤污染防治的需要,分别制定了相關配套措施。目前我國土壤修複技術長期停留在實驗室水平,較缺乏經濟有效的土壤修複産業化成熟經驗。

因此加快實驗室技術走向工程現場時改善我國土壤環境的迫切要求。國内主要缺乏技術工程化的承載者-具有技術特色的實力型修複企業;其次缺乏修複領域的高層次工程技術人才;第數據公開性差導緻污染場地的基礎數據不健全;缺乏實用技術的成套設備裝置。因此,與國外擁有成熟土壤修複技術公司共同合作,開放适合本土化技術越來越迫切。

政策

2012年3月份出台的《“十二五”規劃綱要》将節能環保列為七大戰略性新興産業之首。其中,土壤修複是在環保産業的重點發展之列并明确提出要強化土壤污染防治監督管理。

在環境産業發達的國家,土壤修複産業占整個環保産業的市場份額高達30%至50%。國内的一些科研機構包括清華大學以及中科院等紛紛開始研究土壤修複項目。事實上,國内土壤修複市場正被國内外看好。國外的一些土壤修複咨詢機構,如荷蘭DHV集團等也紛紛進入國内,帶動了國内修複産業的意識、技術和市場的發展。在北京、上海、南京等經濟相對發達且污染場地較多的區域,也迅速湧現了一批土壤修複工程類企業。

盡管2011年我國貨币信貸政策持續趨緊,但銀行等金融機構對環保産業的信貸力度明顯增大,2010-2011年以農銀租賃、國泰租賃為代表的融資租賃公司競相拓展節能環保市場;私募基金投資者也已經将視野移向以土壤修複為代表的環保領域。應該說環保産業的融資環境良好。

從行業發展來看,自2009年以來,環保産業成長速度明顯加快。受此影響,國内土壤修複的産業鍊也逐步進入有序化和細分化階段,形成從土壤污染項目的檢測到風險評估、再到修複工程的實施、進而還有相應修複設備商的上中下遊産業價值鍊。

競争

中國土壤修複行業的市場格局也初步形成:以北京建工修複為代表的國有企業拿下了北京地區的主要大型項目;以杭州大地環保、北京高能時代為主的民營修複企業則分食長三角等地的中小型項目;

2011年3月,國務院專門批準《湘江流域重金屬污染治理實施方案》,這是迄今為止全國第一個也是唯一獲國務院正式批準的重金屬污染治理試點方案,總投資達595億元。截至2012年9月,永清環保已修複污染土壤超過9.2萬方,成為湘江重金屬污染治理的“主力軍”。

修複現狀

美國

美國約存在294000個污染場地,其中,1982-2005年間,

共有1536個場地列入NPL。僅2007年,美國超級基金項目耗費3.8億美元用于土壤修複項目。據估計,美國完成所有污染土壤的修複将需要投資2089億,且大部分修複需要經過30~35a。美國于20世紀80年代之後進行了大量土壤修複工程。美國超級基金計劃所實施的土壤修複技術已成為世界各國了解最新土壤修複技術變化的重要窗口。2002-2005年财政年度中,60%的污染源處理工程項目采用的是原位修複技術,比1982-2005年财政年度高了13個百分點。

這主要是因為原位修複技術具有無需挖運土壤、修複成本低、适宜對深層污染介質修複、對施工人員健康影響小等特點。對美國1982-2005年間,977項土壤修複項目進行統計,如圖1所示[4,6],圖1中淺色部分表示原位修複技術,深色部分表示異位修複技術。原位修複技術462項,占項目總數的48%,異位修複技術515項,占總數的52%。在所有污染修複項目中,26%采用原位蒸發提取,18%采用異位固化/穩定化,11%采用異位離場焚燒。

近幾年多項萃取和化學處理技術受到更多關注,而焚燒技術因可能産生二次污染越來越少被采用。如凡科林為代表的生物修複以水基、可生物降解的、混合型表面活性劑為主,用于清理、處理油污染類、鹽污染類、石蠟污染類等土壤污染治理的表面活性劑,以及其它脫脂類清洗産品等。該公司的産品專業對應性較強,包括含有九種基本土壤微生物的可以高效整治油田、鹽污染土壤的産品,在除油方面其産品也具有其特點,産品含有植物提取的溶劑,這與其它同類産品大多含有合成溶劑是不同的,因為植物提取的溶劑對環境保護更為有效。其技術特别是在土地治理方面可選擇産品更廣泛及應用手段更為專業。

歐洲

據估計,歐洲每年約有21.1億歐元用于污染土壤的修複及管理工作。圖2給出了1978-2007年間,歐洲

部分國家及整個歐洲不同土壤修複技術的運用現狀。由圖2可知,歐洲各國根據本國國情,所采用的土壤修複技術存在明顯的較大差異。歐洲運用原位和異位熱脫附、原位和異位生物處理、原位和異位物化處理技術修複污染場地的項目占所有統計項目的69.17%,其中原位熱脫附、原位生物處理和原位物化處理修複技術占35%,異位熱脫附、異位生物處理和異位物化處理修複技術占34.17%,二者比重相當,其他修複技術占30.83%。在實際工程中,生物處理技術運用最多,達到35%,其中原位生物處理占18.33%,異位生物處理占16.67%。

另外,将污染土壤作為廢棄物而非可再生資源處理(包括挖掘處置技術、污染場地管制等)的工程項目在歐洲仍然占有較大比重,達到37%。

中國

我國土壤修複技術研究起步較晚,加之區域發展不均衡性,土壤類型多樣性,污染場地特征變異性,污染類型複雜性,技術需求多樣性等因素,主要以植物修複為主,已建立許多示範基地、示範區和試驗區,并取得許多植物修複技術成果,以及修複植物資源化利用技術成果。物理/化學修複技術中研究運用較多的是:(1)固化-穩定化;(2)淋洗;(3)化學氧化-還原;(4)土壤電動力學修複。目标是污染場地土壤的原位修複技術。聯合修複技術中研究運用較多的是:(1)微生物/動物-植物聯合修複技術;(2)化學/物化-生物聯合修複技術;(3)物理-化學聯合修複技術。目标是混合污染場地土壤修複技術。

發展趨勢

四大發展方位[1,4,6-7]:(1)在決策導向上,從基于污染物總量控制轉變到基于污染風險評估;(2)在技術上,從單一的修複技術發展到多技術聯合的原位修複技術、綜合集成的工程修複技術;(3)在設備上,從固定式設備的異位修複發展到移動式設備的原位修複;(4)在應用上,發展到多種污染物複合或混合污染土壤的組合式修複技術;從單一廠址場地走向特大場地;從單項修複技術發展到大氣、水體同步監測的多技術多設備協同的場地土壤-地下水一體化修複。

六大發展方向[1,4,6-7]:(1)綠色、環境友好的生物修複技術;(2)從單一的向聯合/雜交的綜合修複技術;(3)從異位向原位修複技術;(4)基于環境功能修複材料(納米)的修複技術;(5)基于設備化的快速場地修複技術;(6)土壤修複決策支持系統及修複後評估技術。

修複技術

在政府财政支持下我國開展了多個類型場地的修複技術設備研發。盡管可以羅列的土壤及地下水污染的修複技術很多但實際上經濟實用的修複技術很少。土壤修複技術歸納起來常用的有以下幾種:

1、熱力學修複技術,利用熱傳導,熱毯、熱井或熱牆等,或熱輻射,無線電波加熱等實現對污染土壤的修複。

2、熱解吸修複技術,以加熱方式将受有機物污染的土壤加熱至有機物沸點以上使吸附土壤中的有機物揮發成氣态後再分離處理。

熱解吸附技術是目前世界上最先進的污染廢棄物處理技術之一,主要處理對象為農藥污染土壤、油田含油廢棄物、罐底油泥等。其作業原理為利用污染廢棄物中有機物的熱不穩定性,通過非焚燒的間接加熱方式實現實現污染物與土壤的分離,并可将廢棄物中的固相、油相、水相、氣相絕大部分回收利用,從根本上實現無害化處理,因此該技術被廣泛應用于全球的油田廢棄物處理作業。

3、焚燒法,将污染土壤在焚燒爐中焚燒,使高分子量的有害物質?揮發性和半揮發性,分解成低分子的煙氣經過除塵、冷卻和淨化處理使煙氣達到排放标準。

4、土地填埋法,将廢物作為一種泥漿将污泥施入土壤通過施肥、灌溉、添加石灰等方式調節土壤的營養、濕度和pH值保持污染物在土壤上層的好氧降解。對于可以用土壤酸度計檢測土壤ph值與濕度,用土壤EC計檢測土壤EC值,查看土壤改良效果。

5、化學淋洗,借助能促進土壤環境中污染物溶解或遷移的化學/生物化學溶劑在重力作用下或通過水頭壓力推動淋洗液注入到被污染的土層中,然後再把含有污染物的溶液從土壤中抽提出來,進行分離和污水處理的技術。

6、堆肥法,利用傳統的堆肥方法,堆積污染土壤,将污染物與有機物,稻草、麥稭、碎木片和樹皮等、糞便等混合起來,依靠堆肥過程中的微生物作用來降解土壤中難降解的有機污染物。

7、植物修複,運用農業技術改善土壤對植物生長不利的化學和物理方面的限制條件,使之适于種植,并通過種植優選的植物及其根際微生物直接或間接吸收、揮發、分離、降解污染物,恢複重建自然生态環境和植被景觀。

8、滲透反應牆,是一種原位處理技術,在淺層土壤與地下水,構築一個具有滲透性、含有反應材料的牆體,污染水體經過牆體時其中的污染物與牆内反應材料發生物理、化學反應而被淨化除去。

9、生物修複,利用生物,特别是微生物催化降解有機污染物,從而修複被污染環境或消除環境中污染物的一個受控或自發進行的過程。其中微生物修複技術是利用微生物,土著菌、外來菌、基因工程菌,對污染物的代謝作用而轉化、降解污染物,主要用于土壤中有機污染物的降解。通過改變各種環境條件如,營養、氧化還原電位、共代謝基質,強化微生物降解作用以達到治理目的。

上一篇:危險化學品

下一篇:入侵物種

相關詞條

相關搜索

其它詞條