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污染土壤修复技术的探讨

  广东科技报12月2日讯11月30日-12月2日,2016全国有机污染场地调查评估与修复技术交流会暨院所高校土壤修复技术交流会在广州市华南理工大学大学城中心酒店举行。会议聚焦工业污染场地治理与修复的关键技术展开深度交流与对接,来自中国环科院、环保部固管中心、北京市环科院、广东省环科院等院所高校土壤修复领域的权威专家30余人参会并演讲。

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大咖热议土壤污染防治立法

土壤是组成大自然环境中非常重要的一部分,它能为耕作农作物提供机械支撑能力,还可以为农作物提供所需要的水、肥、气、热等要素。一旦土壤受到污染,可降低农作物产量和质量,污染地下水等间接影响人类的健康。

  在我国大气、水、土壤三大污染防治领域中,目前只有土壤污染防治立法空缺。全国人大环资委法规室主任科员、《土壤污染防治法》编写人付莎介绍,党中央、全国人大常委会、国务院高度重视土壤污染防治工作。目前,已形成《中华人民共和国土壤污染防治法》。她表示,“征求意见稿”突出“以提高环境质量为核心,实行最严格的环境保护制度”,建立法作为解决土壤污染问题的根本性措施,使土壤污染防治工作有法可依、有序进行。   此外,受全国人大环资委法案室相关领导委托,大会组委会借助“2016全国有机污染场地调查评估与修复技术交流会”的契机,协助开展土壤污染防治法征求意见稿的调研和建议收集工作,以帮助立法部门更好地、更接地气的推进该法案的编制工作。

1土壤的污染来源

推动院所高校与产业界对接

在国内随着经济的发展和资源的利用。土壤受到污染也日益加重。特别是在重工业密集区、石油开采区,农药化肥播撒区等都是污染土壤高危区。随着城市布局的调整,一些重工业企业如冶炼、化工、电镀、电子等从城市中搬迁到远郊。在此遗留在城市中企业原场地的土壤受到企业产生的废水、废气、废渣的污染。其土壤中可能含Cr,Hg,Pb,Zn,Sn,Cu等重金属和其它的污染物[1.2]。例如:位于沈阳张士灌区长期用含工业废水对其灌溉[3],导致其灌区土壤重金属污染和该区水稻中重金属Cr含量超标。Cr含量过量会造成植物根系对水分和养分的吸收减少,植物的生长受阻。

  据悉,本届会议,由中国土壤环境修复产业技术创新战略联盟联合地下水污染防控与修复产业联盟、环保部华南环境科学研究所、华南理工大学、广东省环境科学研究院、广东省生态环境技术研究所、广州市节能环保技术应用交流促进会等单位联合主办。其中,设有一个特殊的内容单元暨“院所高校土壤修复新技术推介”。本单元邀请了中国地质科学院、广东省生态环境技术研究所、浙江大学、同济大学、中国矿业大学、中国石油大学、北京师范大学等院所土壤修复专家进行专题技术成果发布和交流。让院所高校已有的专利技术和最新的研究成果,更好地与产业界进行有效对接和融合,才能更好地推动行业技术进步,造福生态环境。   土壤修复的标准该为如何?轻工业环境保护研究所总工程师宋云做了题为《国内外土壤修复相关标准探讨》。他指出,我国污染场地修复处于发展初期,在修复目标建立上经验不足,存在较大的不确定性。他重点介绍了美国环保局和各州、荷兰和日本的土壤标准及限制性和非限制性用途土壤修复标准制定的原则和分层次的土壤修复目标制定方法。

重金属污染物在土壤中可移动性差、存留时间长、发生隐蔽、污染缓效性和不可逆性等特点[4.5],而它不能完全被自然界的生物及微生物自然降解[6.7]。

给接下来土地的在开发利用造成了麻烦。防治土壤污染和处理一直是国内外的焦点研究课题,而严重的土壤污染已经成为阻碍城市可持续发展再利用的因素,急需对污染的土壤进行修复处理。

2目前的土壤修复技术

污染土壤修复与治理技术的研究起步于20世纪70年代后期,但是我国对土壤的修复治理的研究起步较晚,与欧、美、澳、荷、日等国家存在着相当大的差距。而我国多以生物修复技术、换土修复技术、固化修复技术等为主要的修复技术路线。

2.1生物修复技术

生物修复技术是指利用植物或微生物的生命代谢来吸收并降解污染物[8.9]。可以改变重金属在土壤中的存在形态,达到对重金属在土壤中的净化、减少、积累固定的作用。

生物修复技术在我国为主要修复技术。如广西是种植甘蔗最多的地区,根据甘蔗本身的植物特性,对其研究实践后发现甘蔗能有效对重金属污染的土壤进行修复处理[10]。在湖南湘西利用野菊花、五节芒等植物对铅锌矿区进行修复处理[11]。生物修复见图1。

2.1换土修复技术

换土修复技术一般分为客土、换土、深层翻土等方法。

(1)客土是把未经污染的土壤加入到污染的土壤中,使表面土层的污染物含量降低来处理污染土壤的方法,减少对人类及自然界的危害。

(2)换土是将污染场地的土壤运输到其它地方,在移走的污染土壤场地上换上未污染的土壤。

(3)深层翻土就是将受污染的土壤场地,用机械挖掘设备将深层的未被污染的土壤或是污染较轻的壤,翻至场地表面,覆盖其污染的土壤,见图2。

2.2固化修复技术

固化修复方法是把一种土壤固化剂加入污染的土壤中[12],常用固化剂有硅酸盐、磷酸盐、石灰、沸石[13]等来改变土壤的化学性质,从而对重金属其它污染物进行吸附和沉淀来降低土壤中的污染物含量。如沈阳张氏灌区的试验表明每hm2土壤施用1500~1875kg石灰,籽实中Cd质量分数下降50%。固化修复一般实施方法见图3。

2.3几种修复技术特点的对比

3种修复技术特点的对比见表1。

上述几种修复方法在实际应用过程中都能达到一定的生态效益和环境效益,但也存在着一些缺点。在国内急需一种投资少、效益高、消耗少及处理人员无需直接接触污染土壤,且具有技术流程简单的处理技术。

3污染土壤淋洗修复技术的发展

3.1土壤淋洗定义

土壤淋洗技术从广义上是利用流体淋洗出土壤中的污染物,这种流体可能是含有化学成分的淋洗剂或是清水[15]。通过淋洗剂与土壤中污染物产生化学反应,以相互的离子交换、吸附、沉淀、螯合等去除污染物。在这过程中淋洗剂分为有机淋洗剂、无机淋洗剂、螯合剂和表面活性剂。这种淋洗方法可以去除土壤中大量的重金属污染物,有着广泛的修复应用,同时限制了有害物污染物的扩散范围。

延伸阅读:

3.2土壤淋洗的分类

污染土壤淋洗修复技术在近几年也得到了一定的实际应用,它按照处理污染土壤的位置可分为原位土壤淋洗和异位土壤淋洗2种淋洗[16]方式。

(1)原位土壤淋洗技术是通过在污染的场地使用注射井向土壤中注入淋洗剂,它主要是根据污染物分布的深浅,通过让淋洗剂的自身重力或是外界力使淋洗剂向下渗透与污染物发生化学反应。在此过程中含有污染物的溶剂可以通过提取井的方式回收,经处理达标后排放。

(2)异位土壤淋洗修复技术通常采用5个步骤。

第1步:将受到污染的土壤进行挖掘。

第2步:把挖掘出来的污染土壤运输到指定的污染土壤处理厂。

第3步:在处理厂对污染土壤和淋洗液按照一定的固液比混合,然后放入淋洗反应器或是反应池中,通过搅拌等外力的辅助作用下让污染土壤和淋洗液发生化学反应作用。

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