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污染场地治理技术范文1
摘要:本次研究以城市工业污染作为主题,探讨与其相关的污染场地类型及土壤修复技术研究进展问题。首先对我国城市工业污染场地的类型进行了简要说明,并结合当前几种土壤修复技术的应用及研究趋势,对主题展开具体论述。
关键词:城市工业;污染场地;土壤修复;技术研究
1引言
在改革开放政策下,我国经过多年快速发展,经济地位已经位居世界第二,成为世界级的超级大国;但由于发展速度快、环境治理跟进慢,因此,导致了诸多工业污染问题。从当前城市工业污染场地分析,主要包括重金属、有机污染物、复合污染三大类型;但在土壤修复技术方面方法已经开始应用多种修复技术,并在尝试创新发展,以下进行具体说明。
2城市工业污染场简述
在三大污染类型中,重金属污染有45种元素(以相对密度在5.0以上为主);但在土壤重金属污染方面,主要由8种元素引起,具体是Cd、Cu、As、Ni、Cr、Pb、Hg、Zn。从行业分析,以冶炼、皮革、化学品、铅蓄电池制造等居多。有机物污染则集中在有机化学物方面,如石油、农药、多氯联苯、苯系物等。复合污染中有重金属-有机复合污染,以及有机物类型内、重金属类型内的复合污染等。另外,在复合污染中由于污染物之间存在交互作用,也会造成一系列难以预料的环境效应,并给污染治理工作造成极大阻碍与技术挑战。
3城市污染场地土壤修复技术研究进展分析
目前在应对城市工业污染场地造成的土壤污染问题时,多以污染源分析为主,实施针对性、综合性的治理措施。从应用与发展层面观察,土壤修复技术包括淋洗修复、热处理、土壤气提、植物修复、固化与稳定技术等。以下从常用的土壤气提技术、固化与稳定技术、植物修复技术进行具体说明。
3.1土壤气提技术
土壤气提技术以物理方法为主,具体是对土壤孔隙实施蒸汽压的降低,然后,将污染物转化为蒸汽形式,并通过气提方法完成污染治理。同时,这种土壤气提技术的应用能够以活性炭吸附法、生物处理法完成对土壤的净化处理,并实现循环利用。从应用情况看,通常以原位土壤、异位土壤、多相浸提三种技术应用为准。在气提系统下,能够实现热空气,提高轻质石油烃挥发,并使三氯乙烯、四氯乙烯类的有机卤化物得到有效挥发。以评估效果分析,也能够达到对非黏质土壤污染物的修复,其修复效果在现阶段能够达到90%。在三种技术应用中,原位与异位土壤气提技术,针对地下含水层之上的包气带效果最好,而后一种技术对于包气带、地下含水层均有显著效果。整体上能够根据亨利系数进行评估,通常在>0.01的情况下、蒸汽压>66.66时,均能够进行有效处理。
3.2植物修复技术
植物修复技术属于绿色技术,因其成本低、可原位修复、环境美学效应突出而受到好评。一般实践中以超富集植入、富集植物提取修复为准;其原理即以植物根系达到对污染物的有效控制,减少其扩散,并利用恢复生态功能完成稳定性修复,同时,在植物的代谢功能、转化功能、吸附功能下,也能够很好的实现对污染物的降解、过滤,并达到改良土壤的目的。从应用范围观察,如重金属、石油、炸药、放射性核素、农药等造成的土壤污染均可。另外,在农田土壤污染物、人工湿地、生物栖息地等治理与建设方面均有显著效果。在我国的砷、铅、铜、镍、镉、多环芳烃方面已经起到了较好效果。然而,针对超富集植物方面的一些瓶颈,需要进行匹配性的农艺性状、病虫害防治等,以此增强植物修复技术的应用效果。
3.3固化-稳定技术
使污染物在污染介质中获得固化,并处在稳定状态,可以通过固化-稳定技术完成;如应用固化稳定剂、污染土壤混合达到修复目的。从应用原理分析,它集合了化学-物理-热力学多种方法实施综合治理;具体以石灰、沥青、硅酸盐水泥等固化稳定剂为准。这种方法的应用适用于原位与异位方面的重金属污染土壤修复,对有机污染物的土壤修复则效果不明显。建议在修复过程中需要遵循因地制宜的原则;固化-稳定技术的优势在于成本低、见效快;其风险主要在于可能性的环境条件影响下,会造成污染物的重新释放,所以,在应用过程中,必要进行安全性监测评估,提高治理效果。
4展望
目前,我国已经引入诸多研发设备,但关于土壤修复技术的研究技术依然处于初步发展阶段。需要增加这个方面的知识产权保护;尤其是在引进设备、技术权限方面,价格昂贵的现状下,必要从政府投入、企业技术研发方面增加技术扶持。尤其要强化我国在组合技术方面治理水平。比如,在单一修复方法的基础上,增加对无机-有机复合污染、新老污染物并存方面的污染。另外,应该在环境修复材料研发方面扩大影响,如氧化剂、还原剂、催化剂等方面的新产品研发;政府可以通过加强对生态环境效应的监测、评估;使实际的调查研究结果,能够与当前城市工业污染场地土壤修复技术发展水平相匹配。需要说明的是,应该按照现阶段我国不同地区的污染场地类型、修复技术应用情况,鼓励更多的民营企业投入到对污染场地的治理技术研发与治理中,提高土壤修复的市场化水平,从多个面向增加修复速度、提高修复效果。
5结束语
通过上文分析可以认识到城市工业污染场地类型比较多样,修复中的技术应用存在一些瓶颈;但从现阶段的土壤修复需求分析,可开发市场潜力巨大。随着我国公共卫生与生态环保政策的持续推进,未来会在该领域引起重多企业进驻;同时,也会使我国城市工业污染场地修复速度走向快速、持续发展阶段。因此,必要借鉴欧美环境治理的一些经验,并引进相关技术;另一方面,在推动我国土壤修复技术发展的同时,应该大力推动知识产权保护,提高对修复技术创新,促进其向更好的方向发展。
参考文献:
[1]廖晓勇,崇忠义,阎秀兰等.城市工业污染场地:中国环境修复领域的新课题[J].环境科学,2014(3).
[2]陈飞,马玲,杨栗清等.园林绿化在城市生态修复中的应用[J].科技视界,2013(11).
污染场地治理技术范文2
【关键词】地下水资源;污染治理;方法
0.前言
地下水资源的循环持续应用对创建洁净、环保、低碳城市极为有利。倘若无法应对处理地下水资源持续应用有关问题,便会对社会经济建设发展形成不良影响。为此,应采用科学有效的工作策略,凸显地下水资源综合效益,预防对社会环境、自然环境形成破坏影响。在实现效益最大化的基础上,可凸显有利影响,降低不利因素。可在保护与应用资源之中赢得平衡。本文基于这一目标研究了地下水资源污染治理的有效方式技术,明确了应依据具体的污染物类别、地貌地形状况、区域地质环境等因素综合考量,选择合理可行的治理方式,进而提升工作实效性。
1.地下水资源污染治理方法
1.1抽出处理修复方法
抽出处理修复技术方法为修复地下水异位的核心技术手段,实现了广泛持久的应用。伴随污染治理技术的不断深化发展,令该方法具备了更丰富的含义。应用该方法修复处理通常划分成两类,即地下水动力管控以及处理地上污染物质。该技术依据地下水形成污染的范畴,在场地之中布置定量抽水井,借助水泵以及水井抽取污染地下水,而后通过地面净化处理设施进行有效的污染治理。该抽取阶段中水井水位将不断降低,位于水井四周将构成水位下降漏斗,令四周地下水持续的流入水井,降低污染扩散。可引入地表径流,回灌入地下,也可满足当地供水需求。
当前抽出处理修复方法主要的治理对象包括十二类污染物质。典型目标为TCE,还包括卤化有机物质,例如VC以及PCE等。
1.2监测自然衰减修复方法
监测自然衰减法是利用污染场地天然存在的自然衰减作用使污染物浓度和总量减小,在合理的时间范围内达到污染修复目标的一种地下水污染修复方法。自然衰减作用包括对流、弥散、稀释、吸附、沉淀、挥发、化学反应和生物降解作用等。污染物的自然衰减存在于任何一个污染场地,但是自然衰减强度各不相同,主要取决于污染物性质和地下环境条件。对一个具体的污染场地,地下水污染修复能否采用监测自然衰减法修复需要调查评价。通过野外和室内物理、化学、生物调查获得有关数据,进行自然衰减有效性评价,包括污染场地水文地质条件评价,提供生物自然衰减正在发生的证据,估计污染物衰减速率和衰减容量,预测修复达到目标所需的时间等。
监测布置应考量污染源的综合分布以及具体的扩散模式、呈现出的地质水文状况、开采地下水的条件、呈现出的水化学特点等。应引入点面结合方式,明确核心重点。针对区域状况应进行合理管控,监测控制对象主体为排放大量毒害物质、危害影响明显的污染源、重度污染区域,供水水源基地等。监测点位的设置应基于地下水质中污染物质的扩散状况明确。
1.3原位修复方法
原位修复方法可用于治理饱水带有机污染问题,并适合同SVE联合应用。具体方法为,注入空气至地下,构成气流屏障,预防污染晕持续的向下方扩散并发生迁移现象。可在气压梯度影响下对地下存在的挥发污染物进行汇总收集,并通过供养方式,令污染物完成生物降解。该过程之中,形成质量迁移转化的机理较为复杂,在各个修复时期,存在的控制速度以及效率也包含差别。
1.4石油污染物有效治理方法
针对石油污染物进行有效治理的方法包括,物理方式、水利控制技术、原位处理方式、化学氧化处理、生物修复方法、地下曝气以及综合处置方式。
应用物理方式手段,可针对导致石油烃污染现象的地下水展开有效治理,具体方式涵盖评比处理以及被动收集技术方式等。水利控制技术主要借助井群系统,利用抽水,或者向着含水层进行注水的方式,通过人为影响令地下水水利梯度发生变化,进而可令形成石油污染的水质同洁净水质实现有效分离。采用原位处理方式为治理地下水形成石油烃污染现象的重要研究内容。该方法技术不但投入经费较低,同时还可省略较多地表处理系统设施,可最大化的降低石油烃暴露,进而预防潜在的污染问题。为一类具有广泛发展前景的治理污染方法技术。
原位化学氧化处理方式为新时期逐步研发的,可良好处置土壤与地下水之中石油污染物质。另外可采用地下水曝气处理方式应对污染问题。原位生物修复处理为抵御地下水石油污染现象的创新方法,在目前具备良好的发展前途。
2.地下水资源污染治理方法比较
针对各类修复处理方法不同的工作机理,探究其治理不同污染物质的功效,可通过选择较为常见的污染物作为治理对象。例如选择汽油添加剂,比较各类治理污染方法的应用,为工程投资、技术方法运行成本、具体的治理时间以及呈现的修复水平分析提供统一的研究平台。
通过综合比对,区域调查层面,自然衰减监测修复方法所需的投入最高,接下来便是原位修复技术。工程设备配备投入层面抽出处理方法技术呈现出较高的造价水平,相比之下,自然衰减监测修复方法的技术造价水平最低。系统运行维护管理工作中,原位修复以及自然衰减监测修复方法实力相当,投入成本较低,抽出处理方法需要投入较高的成本费用。系统检测管理工作中,自然衰减监测修复方法需要投入较多经费,而原位修复方法投入较低。
综上所述不难看出,抽出处理修复方法总体成本处在首位,而原位修复技术投入成本水平最低。治理时间层面,排除自然衰减监测修复方法外,其他方法并不具备鲜明的优势与缺陷。修复处理的效果则为抽出处理方法排在首位,接下来依次为原位修复技术以及自然衰减监测修复方法。
3.结语
总之,针对地下水资源污染状况,为有效的治理修复,我们只有明确各类方法技术特征、应用机理,适用范畴,通过比对研究、内涵把握,合理的选择适用性、可行性技术手段,树立创新发展意识,借鉴发达国家成功经验,方能真正提升地下水资源污染治理综合水平,达到事半功倍的工作效果,进而实现可持续的全面发展。 [科]
【参考文献】
[1]温随群,刘雁翼,宋文娟.我国地下水资源开发对环境的影响与治理对策[J].华北水利水电学院学报,2008,29(2).
[2]吴亲帮.地下水资源可持续发展存在的问题及治理对策[J].中国水运(下半月),2009,9(1).
污染场地治理技术范文3
【Key words】Electroplating industry soil remediation bioremediation combined remediation plants and microorganisms
1 前言
土壤重金属污染是我国亟待解决的环境问题。电镀行业是产生重金属污染的主要行业之一。由于电镀行业使用了大量强酸、强碱、重金属等有毒有害化学品,在工艺过程中排放了高毒物质和危害人类健康的废水、废气和废渣,对人类的生存环境产生了巨大危害。尤其是重金属镍污染后果相当严重,镍可引起接触性皮炎,直接进入血液的镍盐毒性较高,胶体镍或氯化镍毒性较大,可引起中枢性循环和呼吸紊乱,使心肌、脑、肺、肾出现水肿、出血和变性,长期接触、吸入或注射镍化物均有致癌作用。电镀企业关闭后遗留的重金属污染土壤对环境构成严重威胁。然而如何针对性地有效进行修复治理,是人类面临的又一大问题。电镀厂污染场地属于重污染行业污染场地,急需进行环境综合治理与土壤修复[1]。
本文通过对某电镀厂厂区土壤样品监测结果的分析研究和修复治理方法的探讨,为进一步开展污染土壤修复工作以及合理规划和利用该场地提供科学的理论依据,同时,对于改善和提高当地城镇环境质量、保障人体健康和维护社会稳定也将具有重大意义。
2 企业基本情况
该电镀厂于2003年3月投产,厂区面积约3500m2,主要从事各种五金件产品的来料电镀加工。全厂共3个电镀车间,8条电镀生产线,其中7条半自动电镀生产线、1条全自动电镀生产线。主要镀种为镀锡、镀镍、镀铬、镀锌。电镀加工产品方案见表1。
使用的主要原辅料有金属镍板、硫酸镍、氯化镍、电解铜、硫酸铜、硫酸、盐酸、铬酐、氰化钠、氰化亚铜、氰化钾等。产生的电镀废水经废水处理站处理达标后排放。根据当地电镀行业环境整治要求,该电镀厂已停产待迁。
3 土壤污染现状及成因分析
为了解该电镀厂所在地土壤污染现状,委托澳实分析检测(上海)有限公司对其厂区土壤进行了监测。
3.1 监测项目
pH值、总氰化物、锑、砷、铍、镉、铬、铜、铅、镍、硒、银、铊、锌、汞等。
3.2 监测地点
厂区废水处理站边和电镀车间旁各设一个采样点,编号分别为Z1、Z2。按0~20cm、40~60cm、80~100cm采样深度各采一个样品,对应样品编号Z1-1~Z1-3和Z2-1~Z2-3。
3.3 监测结果
厂区土壤样品监测结果见表2和图1。
表2 厂区土壤监测结果
图1 土壤监测结果对比分析图
土壤样品监测结果表明,除镍指标外,其余指标监测值均符合《浙江省污染场地风险评估技术导则》(DB33/T892-2013)表A.1部分关注污染物的土壤风险评估筛选值中的住宅及公共用地筛选值。
土壤监测结果镍超标原因主要为企业生产过程中涉及到镀镍等工序,生产废水和废气中含有镍等重金属。车间地面、排水沟渠等没有按规范进行防渗处理,镀镍废水没有进行有效收集容易渗漏到地面,等等,各种因素导致土壤受到重金属污染。根据《浙江省污染场地风险评估技术导则》(DB33/T892-2013)以及有关文件要求,企业场地需要进行土壤污染修复治理。
4 土壤重金属污染治理方法
目前针对土壤重金属污染修复方法较多,主要包括物理方法、化学方法和生物方法[3]。生物修复方法因其效果好、投资省、费用低、易于管理和操作、不产生二次污染等被公认为是生态友好型原位绿色修复技术[4]。生物修复方法主要有植物修复、微生物修复、植物与微生物联合修复。
4.1 植物修复
植物修复技术主要有植物稳定、植物提取、植物挥发等类型[5]。植物稳定是利用植物来降低重金属在土壤中的迁移,但是随着时间或环境的改变,可能仍会发生渗漏和扩散,这种方法并没有减少重金属的含量,只是改变了重金属的存在形态;植物提取是指利用对重金属富集能力强的超积累植物吸收土壤中的重金属,并将重金属转运储存在地上部分,然后通过收获地上部分进行焚烧,来达到去除重金属的目的;植物挥发是指利用植物吸收、转运、积累、挥发来去除土壤中一些挥发性的重金属[6]。
4.2 微生物修复
微生物修复技术是利用土壤中某些微生物对重金属的吸收、沉淀、氧化还原等作用,以达到降低土壤重金属的毒性。某些微生物能代谢产生柠檬酸、草酸等物质[7]。这些代谢产物能与重金属产生螯合或形成草酸盐沉淀,从而减轻重金属的伤害。Siegel等研究表明,真菌可以通过分泌氨基酸、有机酸以及其他代谢产物来溶解重金属以及含重金属的矿物[8]。微生物修复的局限性在于:微生物有些情况下不能将污染物全部去除;微生物对环境的变化响应比较强烈,环境条件的改变能大大影响微生物修复效果。
4.3 植物与微生物联合修复
鉴于植物修复和微生物修复各自在重金属污染修复中的不足,植物与微生物联合技术通过发挥植物和微生物各自的优点,最大限度弥补其在重金属污染修复中的不足,有效提高植物修复的效果。土壤中许多细菌不仅能够刺激并保护植物的生长,而且还具有活化土壤中重金属污染物的能力。最近俄罗斯科学家培育出一种耐重金属污染并保护植物生长的细菌,这种细菌能够在Zn、Ni、Cd和Co存在的条件下产生抗生素细菌的细胞不具备稳定的基因,但是位于染色体外能够自动复制的环状DNA分子,可以有效阻止重金属离子进入细胞,同时能够刺激并保护植物的生长[9];Ma等成功地从Ni污染土壤中分离得到耐受重金属污染的细菌,并发现这些细菌在较高水平重金属污染的土壤中能够促进植物生长;Idris等在遏蓝菜属植物Thlaspigoesingense根际分离出大量对Ni耐受性较强细菌,包括Cytophaga、F lexibacter、Bacte2roides等,这些细菌可以明显提高Thlaspigoesingense对Ni的富集能力[10]。虽然菌根化植物抗逆性强、吸收降解能力强,但不容易获得,因此,菌根与植物修复体系的选择与建立有非常广阔的应用价值,也是重金属污染土壤生态恢复的一个新的研究方向[11]。
5 结论与展望
污染场地治理技术范文4
20世纪70年代的“拉夫运河事件”,这是美国环境史上最不堪回首的一段记忆,也成为全世界最知名的危险废弃物填埋污染事件之一。这一惨痛教训直接促使美国国会于1980年通过了《环境应对、赔偿和责任综合法》,批准设立污染场地管理与修复基金,即“超级基金”,不惜花费巨资治理历史遗留的“毒地”,直到今天。
放眼全球,很多国家都曾遭遇过环境污染的难题,“品尝”过环境污染造成的恶果,在治理污染方面都走过漫长而艰辛的道路。1972年6月,联合国在瑞典斯德哥尔摩召开“人类环境会议”后,西方发达国家开始了对环境的认真治理,工作重点是制定经济增长、合理开发利用资源与环境保护相协调的长期政策。到20世纪80年代,发达国家基本控制了污染,普遍较好地解决了国内的环境问题。
1992年6月的里约联合国环境与发展大会,正式否定了工业革命以来“高生产、高消费、高污染”的传统发展模式,标志着包括西方国家在内的世界环境保护工作又迈上了新的征途――从治理污染扩展到更为广阔的人类发展与社会进步的范围,环境保护和经济发展相协调的主张成为人们的共识,“环境与发展”则成为世界环保工作的主题。
发达国家环境治理之路,对发展中的我们,可资借鉴。而与此同时,也要看到,环保问题从来不是一劳永逸。近年来,美国密歇根州弗林特市发生的水污染事件再次震动美国朝野,引起大反思。由此可见,在工业化、后工业化时代,防治污染在任何国家都不能放松。
英国:利用技术科学治污
200多年前开始的第一次工业革命促进了钢铁、煤炭、化工和其他行业的繁荣,推动了英国经济和社会的发展。然而与此同时,对于废料处理和运营管理的疏失,也导致了化学废料流入土壤或者直接排入地下,带来非常严重的土壤及地下水污染问题。从20世纪中叶开始,英国就陆续制定相关的污染控制和管理的法律法规,同时进行土壤改良剂和场地污染修复研究。英国土地修复技术非常规范,目前主要采取物理方法、化学方法、生物修复三方面的技术。
对于泰晤士河的治理,英国成立了治理专门委员会和水务局(公司),对整个流域进行统一规划与管理,提出水污染控制政策法令。1850至1949年,英国政府开始第一次泰晤士河治理,主要是建设城市污水排放系统和河坝筑堤。1950年至今进行了第二次污染治理,不仅重建和延长了伦敦的下水道,还建设大型城市污水处理厂,加强工业污染治理,采取对河流直接充氧等措施治理水污染。目前,全流域建设污水处理厂470余座,日处理能力为360万吨,几乎与给水量相等。泰晤士河沿岸的生活污水都要经过污水处理厂处理才能排放到河中,污水处理费用计入居民的自来水费中。
在泰晤士河的治理中,科学技术的作用同样得到高度重视,尤其是泰晤士河的第二次治理。经过100多年的综合治理,特别是20世纪六七十年代的高强度治理,泰晤士河已成为国际上治理效果最显著的河流,也是世界上最干净的河系之一。1955至1980年间,泰晤士河总污染负荷减少了90%,河流水质已恢复到17世纪的原貌,100多种鱼重返泰晤士河。
日本:针对立法 问责严厉
在工业化较早的日本,1968年的“痛痛病”事件直接导致了1970年《农业用地土壤污染防治法》的出台。1975年,大量六价铬污染土壤事件在东京地区频繁爆发,逐渐演化成严重的社会问题,进而引起全社会对“城市型”土壤污染的关注。在此背景下,2002年5月29日,日本公布了针对“城市型”土壤污染的《土壤污染对策法》,并于同年12月26日公布了《土壤污染防治法实施细则》。
《土壤污染对策法》的立法目的旨在通过确定土壤中的特定有害物质进而实施土壤污染防治对策保护公众健康、确立相关措施防止人体健康受到污染的侵害等。日本土壤污染防治立法并不仅限于这些专门立法,还有大量与土壤污染预防相关的立法,包括《大气污染防治法》《Dioxine类物质特别对策法》《水质污染防治法》《废弃物处理法》《化审法》《肥料取缔法》《矿山保安法》等,这些立法通过对大气污染、Dioxine物质污染、水污染、固体废物污染、特定化学物质污染、化肥和农药污染以及矿物污染的控制,从不同方面来阻断新的土壤污染源,从而达到预防土壤污染的目标。
日本在水资源安全问题上同样有过沉痛的教训。从上世纪60年代起,日本各地连续发生多起水污染造成的社会事件,引起日本全国的强烈反响。在舆论的压力下,日本政府不得不下决心解决企业排污造成的水污染问题。日本首先从立法开始,短短几年,先后通过了《控制工业排水法》《水质污染防治法》《湖泊水质保全特别措施法》等法律,后来,日本又根据情况变化多次修改《水质污染防治法》。这样,日本主管部门和法律部门就可以依据这些法律监督和管理水资源,并调查和追究污染水质的责任方。在这种法律和舆论的约束下,日本任何一级行政长官对水资源和居民用水的安全达标都不敢掉以轻心,否则不仅自己的“乌纱帽”不保,而且可能身陷法律纠纷。
日本为确保水资源安全,防止水污染,还建立了信息公开和居民查询制度。在许多城市,主管部门都在供水系统的各个环节设立了监控系统。如东京都,从上游的水源到最终段的居民家庭管道,一共安b了10多个检测点,共有60多项检测项目,而且随时公布这些项目的检测结果。居民每天可以从东京都水道局的网站上看到有关信息。如果居民感觉自己家中的水质有问题,可以电话询问水道局,或登门查询,水道局必须给予说明,或上门检查。
为解决企业排放问题,日本政府采取了“鞭子加糖块”的政策。一方面,严厉打击非法排放的企业,作出严厉的处罚。另一方面,日本政府向投资建设污水处理系统的企业提供一定的财政补贴,还给予税率上的优惠。这些政策让企业知道,与其违法排污被罚高额罚金甚至企业倒闭,不如拿出些资金修建废水处理设施,而且还能得到政府的补贴,政策引导使日本在短时间内就杜绝了企业排放污水问题。
德国:摸清家底 区别对待
在工业化过程中,德国留下了许多污染场地,有15%-20%的土地被怀疑可能受到污染。调查结果表明,德国有30万块土地需要治理。在后工业化时代,土壤保o已经成为德国环保的一项重要工作。
德国的土壤保护工作做得比较深入细致,开展了污染场地调查,底数清楚,为开展土壤保护工作打下了坚实基础。
首先,全面开展土壤监测。目前,德国各州都对土壤进行长期监测,全国共有800多个监测点,绝大部分是环保部门设立的,也有一些是农业部门设立的。联邦与各州政府设立土壤污染调查小组,根据土地的用途,对土壤进行监测,随时了解土壤特性的变化信息,同时观察土壤发展趋势,评估治理措施是否有效。
其次,对全国有污染嫌疑的地块进行排查、筛选,对重点污染地块进行详细调查,然后通过情景模拟,开展土壤修复研究,制定技术方案并实施。
第三,建立污染场地数据库。如萨克森州对全州污染土地建立了一个详尽的数据库,所有与土壤保护相关的州政府部门都可以使用这个数据库,下一级地方政府也可以查找属于本地区的污染场地情况。同时,建筑公司也可利用这个数据库。通过这个数据库,可以对全州土壤保护进行有效的动态管理。
德国还通过精密计算设计了一套指标来评估土壤风险:在绿色线上的,主要是预防土壤恶化;在黄色线上的,要发出警告;在红色线上的,必须进行清理。
澳大利亚:改造污染土地成公园
和世界很多其他国家一样,澳大利亚也逐渐将重度污染的工厂企业慢慢搬离城市中心和住宅区周边。搬迁留下的空地会经环境署的严格评估并由开发商做出改造意见申请,获得批准之后才允许将污染地块修复和转型为非工业用地。
污染场地治理技术范文5
关键词:土壤污染;类型;修复
土壤污染是指人类活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度,引起土壤质量恶化的现象。主要污染物质包括农业生产中使用的化肥、农药,城市周边工业释放的有机物、重金属、放射性物质、病原菌等。特别是在近年来,对着经济发展与城市化的加速,工矿企业导致的场地污染严重,使土壤遭受到严重的有机物污染和重金属污染,没有处理的污染场地将是定时炸弹,可能对国家可持续发展造成巨大影响,因此必须对土壤污染进行妥善修复,促进社会、经济、环境的可持续发展。
1土壤污染类型
1.1重金属污染?
采矿、冶金和化工等工业排放的三废、汽车尾气以及农药和化肥的使用都是土壤重金属的重要来源。按生物化学性质土壤中的重金属可以分为两类:第一类,对作物以及人体有害的元素,如汞、镉、铅及类金属砷等,因此,必须减少这些元素的含量使其不超过环境的容量;第二类,常量下对作物和人体有益而过量时出现危险的元素,如铜、锌、铬、锰及类金属硒等,应控制其含量,使其有益作物生长和人体健康。
1.2石油污染
石油污染是指在石油的开采、炼制、贮运、使用过程中原油和各种石油制品进入环境而造成的污染,土壤中的石油污染物多集中在20cm左右的表层。石油开采过程中产生的落地油和油田的接转站、联合站的油罐、沉降罐、污水罐、隔油池的底泥,炼油厂含油污水处理设施产生的油泥,也是我国油田土壤石油污染的主要来源。污染土壤中石油主要成分为C15-C36的烷烃、多环芳香烃、烯烃、苯系物、酚类等,其中环境优先控制污染物多达30种。
1_3化肥污染
化学肥料在现代化的农业生产中不仅是粮食增产的物质基础,更是农业生产资料的主体。在粮食增产中花费的贡献率在40%-60%,稳定在50%左右,但是化肥中的有毒重金属、有机物以及无机酸类等是造成土壤污染的主要来源。
1.4农药污染
据初步统计,我国至少有1300-1600万hm2耕地受到农药污染。造成土壤农药污染的主要是有机磷和有机氯农药。据2000年国家质检总局数据,全国47.5%的蔬菜农药残留超标,因农残超标被退回的出口农产品金额达74亿美元。
2土壤污染的特点
2.1土壤污染具有隐蔽性和滞后性
往往要通过对土壤样品进行分析化验和农作物的残留检测,甚至通过研究对人畜健康状况的影响才能确定。因此,土壤污染从产生污染到出现问题通常会滞后较长的时间。
2.2壤污染具有累积性
污染物质在土壤中不容易迁移、扩散和稀释,因此容易在土壤中不断积累而超标,同时也使土壤污染具有很强的地域性。
2.3土壤污染具有不可逆转性
重金属对土壤的污染基本上是一个不可逆转的过程,许多有机化学物质的污染也需要较长的时间才能降解。对重金属污染,通常的方法有:利用植物吸收去除重金属、施加抑制剂、控制氧化还原条件、改变耕作制和换土、深翻等。土壤污染很难治理。积累在污染土壤中的难降解污染物很难靠稀释作用和自净化作用来消除。土壤污染一旦发生,有时要靠换土、淋洗土壤等方法才能解决问题,其他治理技术可能见效较慢。因此,治理污染土壤通常成本较高、治理周期较长。
3污染土壤的修复技术
土壤修复是使遭受污染的土壤恢复正常功能的技术措施。在土壤修复行业,已有的土壤修复技术达到一百多种,常用技术也有十多种,大致可分为物理、化学和生物三种方法。近年来,在政府财政支持下,我国开展了多个类型场地的修复技术设备研发。尽管可以罗列的土壤及地下水污染的修复技术很多,但实际上经济实用的修复技术很少。常用的污染场地修复技术主要包括挖掘、稳定/固化、化学淋洗、气提、热处理、生物修复等。
3.1挖掘
指通过机械、人工等手段,使土壤离开原位置的过程。一般包括挖掘^程和挖掘土壤的后续处理、处置和再利用过程。在场地修复的各个阶段和多种修复技术实施过程中都可能采用挖掘技术,如场地环境评估、修复活动中和后评估阶段。作为修复技术,本导则推荐挖掘只能作为修复方案的一部分,不适用于传统的挖掘一填埋技术方案。
3.2稳定/固化
指通过固态形式在物理上隔离污染物或者将污染物转化成化学性质不活泼的形态,降低污染物的危害,可分为原位和异位稳定/固化修复技术。原位稳定/固化技术适用于重金属污染土壤的修复,一般不适用于有机污染物污染土壤的修复;异位稳定/固化技术通常适用于处理无机污染物质,不适用于半挥发性有机物和农药杀虫剂污染土壤的修复。
3.3化学淋洗
指借助能促进土壤环境中污染物溶解或迁移作用的溶剂,通过水力压头推动清洗液,将其注入被污染土层中,然后再将包含污染物的液体从土层中抽提出来,进行分离和污水处理的技术,可分为原位和异位化学淋洗技术。原位化学淋洗技术适用于水力传导系数大于10-3cm/s的多孔隙、易渗透的土壤,如沙土、砂砾土壤、冲积土和滨海土,不适用于红壤、黄壤等质地较细的土壤;异位化学淋洗技术适用于土壤粘粒含量低于25%、被重金属、石油烃类、挥发性有机物、多氯联苯和多环芳烃等污染的土壤。
3.4气提技术
指利用物理方法通过降低土壤孔隙的蒸汽压,把土壤中的污染物转化为蒸汽形式而加以去除的技术,可分为原位土壤气提技术、异位土壤气提技术和多相浸提技术。气提技术适用于地下含水层以上的包气带;多相浸提技术适用于包气带和地下含水层。原位土壤气提技术适用于处理亨利系数大于0.01或者蒸汽压大于66.66Pa的挥发性有机化合物,如挥发性有机卤代物或非卤代物,也可用于去除土壤中的油类、挥发态重金属、多环芳烃或二嗯英等污染物;异位土壤气提技术适用于修复含有挥发性有机卤代物和非卤代物的污染土壤;多相浸提技术适用于处理中、低渗透型地层中的挥发性有机物。
3.5热处理
指通过直接或间接热交换,将污染介质及其所含的有机污染物加热到足够的温度(150~540℃),使有机污染物从污染介质挥发或分离的过程。按温度可分成低温热处理技术(土壤温度为150~315℃)和高温热处理技术(土壤温度为315~540℃)。热处理修复技术适用于处理土壤中挥发性有机物、半挥发性有机物、农药、高沸点氯代化合物,不适用于处理土壤中重金属、腐蚀性有机物、活性氧化剂和还原剂等。
3.6生物修复
生物修复指利用微生物、植物和动物将土壤、地下水中的危险污染物降解、吸收或富集的生物工程技术系统。按处置地点分为原位和异位生物修复。生物修复技术适用于烃类及衍生物,如汽油、燃油、乙醇、酮、乙醚等,不适合处理持久性有机污染物。
污染场地治理技术范文6
当前耕地土壤重金属污染现状和特征
综合多部门调查结果判断,目前我国重金属污染耕地面积约1.8~2.7亿亩,主要分布在我国南方湘、赣、鄂、川、桂、粤等省区,污染区域主要为工矿企业周边农区、污水灌区、大中城市郊区和南方酸性水稻土区等。土壤重金属污染具有以下特征:首先,土壤重金属污染具有隐蔽性和滞后性,一般是看不见摸不着的。因此,很多人都会问土壤污染到底是不是病?比如说重金属镉污染,都看不到镉,无法让地方政府和老百姓感觉到有害。除非有表观现象,或者有继发性的毒害事件,才会引起人们对土壤污染的关注。其次,土壤污染呈现的危害一般是潜伏和间接的。我在湖南做了一个案例,试图找到土壤污染与人体健康间的关系。在一个信息隔绝的小村子里,土壤受到了污染,但这个地方的水是干净的,老百姓吃的蔬菜也是干净的。通过连续三年的观察,没有发现两者的必然联系。后来查找了国际上很多相关研究,确实发现土壤污染对人体健康没有直接的关系。再次,土壤中的重金属具有积累性和地域性。我国大面积的土壤重金属污染已经有了报道,包括我们自己也做了研究,多半与水系有关,具有一定的流域性,如发生在湘江流域、西江流域的土壤污染。最后,土壤重金属污染具有不可逆性和难以修复的特点。耕地土壤重金属污染为什么非常复杂?一是污染来源非常复杂,灌溉水、大气沉降、农业投入品都会影响耕地土壤中的重金属含量。二是农业的种类繁多,有水田、旱地,有的种小麦、有的种菜。因为种类繁多,所以目标值比较多样化,这就导致修复非常复杂。三是在耕地污染治理方面,部门管理割裂。由于重金属污染影响的目标非常多样,不同部门的关注点不同,与耕地有关的有农业部、粮食局、质量监督局,还有环保部、水利部、国土部等,这种部门割裂导致了土壤治理的复杂性。
国际修复的经验
国际上,美国和日本这些国家对于土壤污染的认识至少比中国早二三十年。美国1935年开始有土壤保护法,1978年因拉弗河(Love Canal)污染事件促使了超级基金法案的诞生,开始对污染场地治理和管理。目前,国际上关于土壤修复的经验非常多,已经有了比较完整的技术体系。按照位置变化,有原位、异位、原地、异地处理;按操作来讲有物理、化学、生物、综合方法。具体的技术体系有挖掘、填埋等一系列技术方法。但是这些技术的发展基本上以物理化学为基础,大部分是不适合治理耕地污染的。在为数不多的案例中,日本“痛痛病”发源地污染土壤花了30~40亿来治理,采用的是客土法;台湾的这种案例采取的方法是翻耕稀释法,也就是大家俗称的深耕改土。
同时,我也检索了国内外相关的科技文章,2005年到2010年之间大部分都是生物修复、植物修复、钝化修复。2010年以后,技术开始多样化。但是,1600多篇文献中大概有一半是针对污染场地的,一半是针对耕地的。治理污染场地的方法比较多样化,但治理污染耕地技术就比较简单,多半是固化/稳定化。SCI检索的大部分文章都是停留在机理研究。在耕地研究方面,中国的研究非常多,国际上基本上没有。
国内修复技术进展
中国真正关注土壤污染应该是在“十二五”期间,2006~2008年大家开始关注土壤污染,大规模研究也是在“十二五”后期。有几件较有影响的事情,其中有2000年启动的“863”项目,和2014年启动的湖南“长株潭”试点。
“十五”期间的一个“863”项目中有关重金属污染修复技术,主要是开展超富集植物的筛选,国家大约投入1000万元来进行技术研究和产品开发。“十一五”期间,国家投入相对改变了,在矿山修复、石油污染修复、多环芳烃污染农田修复方面,大概投入了2000万元。之后,国家环保部在“十一五”末期开展工业场地修复,这个阶段农田修复反而被忽略了。“十二五”末期的“长株潭”试点和“十三五”的重点研发任务,对耕地污染的治理越来越重视,投入更多。目前内常用的技术体系主要有如下5种:
一是原位钝化技术。通过吸附、耦合、沉淀、氧化还原反应,把重金属变成不活泼的,减少植物对重金属的吸收。该技术主要产品就是钝化材料,现在已经开发得非常多。从原来非常简单的含磷物质,到现在的纳米材料等,还包括各种新型材料,这是我国目前研究的热点。
二是植物阻隔技术。就是种植低吸收品种,一种是通过常规的筛选方法,一种是通过选育方法,这种技术是非常有效的,能够大幅度降低重金属在农产品中的累积。例如,低吸收的水稻品种和常规的水稻品种的镉吸收量相差一倍;不同的蔬菜品种,镉的累积有很大的差别。
三是超富集植物提取技术。这是我国发展最早的、在世界上最有话语权的技术,就是在污染区种超富集植物。所谓超富集植物,就是植物地上部污染物的积累量大于根部的积累量。最早提出超富集植物的是一位国外科学家,国内最早研究超富集植物的是南京大学马奇英教授和中科院地理科学与资源研究所陈同斌研究员,他们发现了蜈蚣草。目前,有很多团队比如南土所、浙江大学在做超富集植物提取的相关研究,很有成效。
四是种植结构调整。针对中高风险的农田,也就是说在重金属污染的田地,种植不具备超富集植物能力的经济作物,切断重金属往植物转运。很多人考虑能源植物、经济作物、中草药等,但最关键的,种植结构调整要形成新兴的产业。
五是农艺调控措施。我推荐这种方法,这是目前很多区域做示范时采用的方法。这种方法比较简单,比方针对镉,长期淹水就能够降低镉,通过施磷肥能够明显降低植物中砷的吸收,通过调整PH值也能够改变。
湖南重金属污染治理案例
2013年爆发的镉大米事件,严重影响了水稻生产和销售,造成不良影响,使“重金属污染问题”成为社会关注的焦点。2014年农财两部实施了“湖南重金属污染耕地修复及农作物种植结构调整试点”工作,近期我所作为委托方对试点工作进行第三方评估。湖南试点工作涉及耕地面积广、财政经费大、人口数量多,也是目前世界上规模最大的一个耕地污染治理工程。
耕地修复的总体原则就是“因地制宜、政府引导、农民自愿、收益不减”,主要修复技术就包括刚才讲到的5项技术。针对湖南重金属污染耕地,相关部门提出了“分区分类”治理方案,以农艺措施为主,实现“边修复边生产”。
湖南试点工作取得了不错的成效。就种植结构调整措施而言,从经济效益方面来说,我们发现不同替代作物的净收益差距还是很大的,其中蛋白桑的效益最好,其既可作为饲料,也可以作为蔬菜食用。从成本分析来看,人工成本投入是最大的,其次是物料成本和农机成本。
对于湖南试点工作情况,我们进行了大面积的访谈和问卷调查,访谈对象包括农民、种植大户、合作社等,发现目前试点工作还面临着一系列的问题:最关键问题是治理资金;技术落实不到位,导致整个试点面临着很大压力;社会力量,包括企业、合作社,总体上参与程度不够;修复方案设计与现实脱节。