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重金属土壤修复技术

2020-12-09 13:47:46 作者:土壤修复专家

固化/稳定化技术(S/S)

用于处理重金属类(铬、镉、铜、铅、锌、砷、镍、汞等)、石棉、放射性物质、腐蚀性无机物、氰化物和砷化合物等,以及农药/除草剂、石油或多环芳烃类、多氯联苯类和二噁英等有机化合物污染土壤,适用于各类以浸出浓度为修复指标的污染项目。
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异位热脱附技术(ESTD)

用于(yu)处理挥发性及半挥发性有机物(如石油烃、农药、多氯联苯(ben)等)和汞污(wu)染(ran)土壤,适用于(yu)各类(lei)具(ju)备异(yi)位(wei)修复条件(jian)的土壤污(wu)染(ran)区(qu)域。

原位热脱附技术(ISTD)

用(yong)于处理(li)挥发性及(ji)半挥发性有机物(wu)(如(ru)石油(you)烃、农(nong)药、多(duo)氯联苯等)和汞污(wu)染土壤,适用(yong)于不具(ju)备异位(wei)修复条件的区(qu)域,修复场地(di)无需开(kai)挖,如(ru)深层或建筑物(wu)下(xia)方的污(wu)染区(qu)域。

淋洗(Soil Washing)

用(yong)于处理各类重金(jin)属(铬、镉、铜、铅、锌(xin)、砷、镍、汞等)及半挥发性(xing)、难(nan)挥发性(xing)有机物污(wu)(wu)染底(di)泥(ni)和土壤,适用(yong)于各类以金(jin)属总量为(wei)修复指(zhi)标的(de)污(wu)(wu)染项目。


1. 工程措施

包括(kuo)换土法(fa)(fa)、深(shen)耕翻土法(fa)(fa)、固化、稳(wen)定(ding)化方法(fa)(fa)、电动(dong)力修(xiu)复法(fa)(fa)等(deng),工程措(cuo)施具有稳(wen)定(ding)、见效快的优点,但存在工程量大、投资费用高、二(er)次(ci)污(wu)染隐患等(deng)缺点,不(bu)适(shi)宜(yi)大面积污(wu)染土壤的治理。

2. 化(hua)学治理措施

包括淋溶法、施用改良剂等(deng)方(fang)法,能够(gou)在短期内(nei)降低(di)土壤中(zhong)重金属的毒性和生物有效性,因人为向土壤中(zhong)施加化学药(yao)剂,易(yi)造成(cheng)二次污(wu)染,且该方(fang)法是(shi)一种原位修复方(fang)法,重金属Cd仍存留在土壤中(zhong),容易(yi)再度活化危害植物,其潜在威胁并未消除。

3. 农业生态(tai)修复措施

通过调节诸如土(tu)(tu)壤(rang)水分、土(tu)(tu)壤(rang)pH值、土(tu)(tu)壤(rang)阳(yang)离子代换量(CEC)、CaCo3和(he)土(tu)(tu)壤(rang)氧化还原状况及气温、湿(shi)度(du)(du)等因素,降低Cd生(sheng)物有效性(xing),以减弱重(zhong)金属对植物的毒害(hai)(hai)作用。Cd形态发(fa)生(sheng)了改变(bian),但仍存在土(tu)(tu)壤(rang)中,容(rong)易再度(du)(du)活化,对生(sheng)物产生(sheng)危(wei)害(hai)(hai)。

4. 微(wei)生物修复

微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)抗重(zhong)金属(shu)机(ji)制(zhi)包括生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)吸附、胞(bao)外沉(chen)淀(dian)、生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)转化、生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)累积(ji)和外排(pai)作用(yong)。微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)一方(fang)面(mian)可以降低土壤中重(zhong)金属(shu)的毒性,并可以吸附积(ji)累重(zhong)金属(shu);另一方(fang)面(mian)可以改变根(gen)系微(wei)环境,从而提高植物(wu)(wu)(wu)(wu)对重(zhong)金属(shu)的吸收、挥发或固定效率(lv)。目前,大部分微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)修(xiu)复技术(shu)还局限(xian)在科研(yan)和实验室(shi)水(shui)平,实例研(yan)究还不多,无法(fa)大面(mian)积(ji)推广。

农田土壤修复技术——施用稳定剂联合修复 

  为缓解重金属对(dui)农(nong)田土壤造成的危害,采用施加(jia)(jia)稳(wen)定剂与表(biao)土的联合修复(fu)技术,可对(dui)污(wu)染土壤原地施加(jia)(jia)石灰等稳(wen)定剂,再覆盖未受污(wu)染的土壤进行(xing)修复(fu)。

工业厂区重金属污染场地土壤修复技术 

  土(tu)(tu)壤(rang)淋(lin)洗(xi)技术是(shi)利(li)用(yong)淋(lin)洗(xi)液将重金属从土(tu)(tu)壤(rang)中(zhong)(zhong)置换出(chu)来的(de)(de)技术,正以其广(guang)泛的(de)(de)适应性(xing)和(he)快速(su)性(xing)应用(yong)于实际工程治理中(zhong)(zhong)。“缓(huan)(huan)变(bian)型(xing)地球化学(xue)灾(zai)害(hai)(hai)(hai)”理论(lun)是(shi)在国(guo)外(wai)“化学(xue)定时炸弹”的(de)(de)概(gai)念基础上发(fa)展起来的(de)(de)。在老一辈科(ke)学(xue)家的(de)(de)关怀指导下(xia),与严光生研(yan)究(jiu)员(yuan)、刘晓端研(yan)究(jiu)员(yuan)等合作,陈明等人首先着手研(yan)究(jiu)了(le)“缓(huan)(huan)变(bian)型(xing)地球化学(xue)灾(zai)害(hai)(hai)(hai)”理论(lun)。2002年,国(guo)土(tu)(tu)资源部(bu)“十五”规(gui)划中(zhong)(zhong)设置了(le)《缓(huan)(huan)变(bian)型(xing)地球化学(xue)灾(zai)害(hai)(hai)(hai)研(yan)究(jiu)》项目。缓(huan)(huan)变(bian)型(xing)地球化学(xue)灾(zai)害(hai)(hai)(hai)研(yan)究(jiu)的(de)(de)主要(yao)内容包括(kuo)物质来源,迁移(yi)转化途(tu)径、规(gui)律和(he)影(ying)响因素,灾(zai)害(hai)(hai)(hai)链的(de)(de)组(zu)成与阻断途(tu)径,灾(zai)害(hai)(hai)(hai)发(fa)生发(fa)展的(de)(de)定量模型(xing)和(he)预测,灾(zai)害(hai)(hai)(hai)的(de)(de)检(jian)测监(jian)控和(he)信息处理技术等。

 

深化地球化学工程学理论——用于水—土重金属污染综合修复

1.地球(qiu)(qiu)化(hua)学(xue)(xue)(xue)工程学(xue)(xue)(xue)的概念在本(ben)世纪初开始引入国内(nei),其原(yuan)理(li)是应用地球(qiu)(qiu)化(hua)学(xue)(xue)(xue)知识(shi),通过人工制造(zao)的某些(xie)地球(qiu)(qiu)化(hua)学(xue)(xue)(xue)作用或利用地球(qiu)(qiu)化(hua)学(xue)(xue)(xue)原(yuan)理(li)制造(zao)的产(chan)品实现(xian)环境污染治理(li)与管理(li)的途径(jing)、方(fang)法和技术。

2.地(di)球化(hua)学工程技术用于修复重金(jin)属(shu)污(wu)染土壤(rang)(rang)(rang)有(you)(you)三大优势:一是(shi)可(ke)以(yi)根据(ju)不同(tong)(tong)的(de)土壤(rang)(rang)(rang)条件(jian)和(he)污(wu)染物质(zhi),选择不同(tong)(tong)的(de)非金(jin)属(shu)矿(kuang)物材料;其次有(you)(you)些非金(jin)属(shu)矿(kuang)物自(zi)身(shen)的(de)重金(jin)属(shu)含量微乎其微,进入土壤(rang)(rang)(rang)后(hou)可(ke)以(yi)在自(zi)然条件(jian)下与土壤(rang)(rang)(rang)中的(de)组分结合,不会对环境(jing)造(zao)成二次污(wu)染,可(ke)以(yi)认为是(shi)一种清洁材料;第三,由于非金(jin)属(shu)矿(kuang)物价格低(di),低(di)成本的(de)修复剂具有(you)(you)天然的(de)优势。

3.随着矿山开采、冶炼、电镀以及制革行业的蓬勃发展,一些企业盲目追逐经济利益,轻视环境保护,再加上农药、化肥、地膜、饲料添加剂等的大量使用,我国土壤中Pb、Cd、Zn等重金属的污染状况日益严重,污染面积逐年扩大,危害人类和动物的生命健康。据报道,2008年以来,全国已发生100余起重大污染事故,其中Pb、Cd、As等重金属污染事故达30多起。据2014年国家环境保护部和国土资源部发布的全国土壤污染状况调查公报显示,全国土壤环境总状况体不容乐观,部分地区土壤污染较重,耕地土壤环境质量堪忧,工矿业废弃地土壤环境问题突出。

4.全国土壤总的点位超标率为16.1%,其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。据农业部对我国24个省市、320个重点污染区约548万hm2土壤调查结果显示,污染超标的大田农作物种植面积为60万hm2,其中重金属含量超标的农产品产量与面积约占污染物超标农产品总量与总面积的80%以上,尤其是Pb、Cd、Hg、Cu及其复合污染尤为明显。我国的一些主要水域如淮河流域、长江流域、太湖流域、胶州湾等也都出现了重金属污染。

(铬、镉、铜(tong)、铅、锌、砷、镍、汞等(deng))、石(shi)棉(mian)、放射性物(wu)质、腐蚀性无机物(wu)、氰化物(wu)和砷化合物(wu)等(deng),以及(ji)农药/除草剂、石(shi)油或(huo)多环芳烃(ting)类(lei)、多氯(lv)联苯(ben)类(lei)和二噁英等(deng)有机化合物(wu)污染(ran)土壤(rang),适用于各类(lei)以浸出(chu)浓度为修复指标的污染(ran)项目。

 

参考文(wen)献如下:

[1]刘玉真.改性纳米黑碳的土壤环境(jing)行为(wei)及其环境(jing)效(xiao)应研(yan)究[D].山东师范大学,2015.152。

[2]赵立芳.腐(fu)植酸、水铁(tie)矿及(ji)其共(gong)沉物(wu)对土壤镉(ge)的(de)钝化(hua)效果研究[D].兰(lan)州(zhou)大学,2019.

[3]秦端(duan)(duan)端(duan)(duan).土壤重金属(shu)吸附材料的筛选及机(ji)理探(tan)讨(tao)[D].扬州大学(xue),2017.1-89.

[4]宁梓君.改良栽培方(fang)式对川芎(xiong)镉(ge)吸附(fu)能(neng)力和镉(ge)富集阶段影响的研究[D].成(cheng)都中医药大(da)学,2015.1-81.

[5]李风.提高重金属(shu)富集植物籽粒苋对污染农田(tian)修(xiu)复效(xiao)率的研(yan)究[D].中国(guo)科学(xue)(xue)院大学(xue)(xue),2019.

[6]王(wang)雨薇.有机物(wu)料(liao)对菜地土壤中Pb、Zn的生物(wu)有效(xiao)性的影响[D].吉(ji)林农业大学,2018.

[7]杨俊(jun)俏(qiao).镉铅(qian)胁迫下草(cao)地早熟(shu)禾和高羊茅幼苗生(sheng)长及(ji)重金属累(lei)积(ji)特性的比较研究[D].扬州(zhou)大(da)学(xue),2014.65.

[8]王(wang)洪.氯化钙及黄腐酸盐对镉污(wu)染水(shui)稻田土壤的(de)淋洗修复[D].华中科技大学,2017.88.

[9]李凤.乙酰胺--有机酸低(di)共(gong)熔离(li)子液体在土壤重金属修(xiu)复中的应用[D].河北(bei)科技大学,2019.

[10]牛(niu)明(ming)芬(fen),胡思雨,史(shi)奕(yi),等.农业土壤重(zhong)金(jin)属污染原位修复技术[J].土壤与作(zuo)物.2018。

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