土壤修复技术方案范例6篇

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土壤修复技术方案

土壤修复技术方案范文1

摘要 根据2014年全国土壤污染调查结果显示,我国土壤环境不容乐观,对于污染土壤进行治理修复是现实的迫切要求。土壤修复制度是土壤环境保护立法的重要内容,法律应该将土壤修复作为一项法律义务、管理制度和制裁措施加以规定。土壤修复制度的内容包括修复的义务、规划、目标、标准、公众参与机制、商业模式、法律责任和监督管理等内容。

关键词 土壤污染;土壤修复;制度;立法

2014年国家公布的全国土壤污染调查结果显示,我国土壤污染已经相当严重。目前,我国各大城市的更新改造和产业的升级换代仍在进行中,更多的污染地块还会暴露显现,土壤污染问题已经引起社会的普遍关注,对于污染土壤进行治理修复是时代的要求。土壤属于难以再生或者不可再生的战略资源,由于污染而闲置土地或者无法有效利用土地会造成极大的浪费,还会增加对清洁土壤的开发强度。所以,污染土壤的治理修复是各国土壤环境保护立法的重要内容。

土壤修复制度立法的总体考虑

土壤修复的法律定位

土壤修复是指运用物理、化学、生物等技术方法,使受到污染和破坏的土壤恢复正常功能。土壤修复制度是法律对土壤修复活动所做的制度安排。修复污染土壤主要是基于两大基本考虑,一是消除土地上的污染及其不良影响,保障人体健康和环境安全;二是进行污染土壤的再开发利用。自20世纪70年代以来,由于土壤污染的加剧,土壤修复成为一项法律要求。

从法律的角度来讲,土壤修复具有三个法律性质:第一,是一项法律义务。由于土壤污染侵害了公众的健康、财产以及环境的安全,基于污染者负担原则,土壤修复成为法律规定的一项义务,造成土壤污染的责任主体必须负起相应的责任,消除土壤上的污染危害,恢复土壤的功能和价值。第二,是一项法律制度。土壤修复工作技术复杂、耗时长、涉及面广,必须将其制度化,以保障其长远、普遍、规范地实施。作为一项制度,必须有可反复适用的普遍性要求、规范性的内容、强制性的法律后果。第三,是一项法律制裁措施。造成土壤污染后,土壤修复是法律救济措施之一,受害者可请求法院判决责任人承担土壤修复责任。

土壤修复制度与其他土壤环境保护制度的关系

土壤环境保护是一项复杂的系统工程,相关的制度有很多,如土壤调查制度、土壤档案制度、分级分类管理制度、环境风险评估制度、风险管制制度和修复制度等,土壤修复制度是其中一项,该制度与其他制度紧密相连,甚至需要以其他制度为前提。由于中国受到污染的土壤很多,不可能也没有必要都进行修复,一般情况下只有经过对污染土壤的环境风险评估,确认有修复的必要和可能时,才进行修复。土壤修复制度只是管制污染土壤环境风险的措施之一,所以,土壤修复制度的设计必须放在土壤环境管理的总体框架下考虑,与其他制度和措施相协调。

尽管土壤修复属于末端应对方法,但是修复活动尽量前移仍有助于避免或减轻损害后果。因此有必要构建边开发、边修复,边建设、边修复的经济、生态建设一体化模式,将土壤修复行为融入开发建设全过程。这就需要将土壤修复的责任与现行环境管理制度相结合,如在环境影响评价制度中要求建设项目和规划环境影响评估的内容包括生态环境损害评估和土壤修复措施的内容;在颁发环境许可证时可以在许可证中要求持证人承担恢复环境损害的内容;在污染治理制度中增加土壤修复的内容。在企业停业、关闭,资源开发活动结束,建设活动完成等阶段,要求活动主体清除其行为对土壤的不良影响,修复土壤。此外,由于土壤的修复周期长,等待修复完全结束再进行开发可能会影响各相关利益方的利益,所以修复也可以与开发同时进行,在严格的管理之下进行有限地开发和利用。这样建立污染土壤修复过程的监督管理和治理设施的维护运营管理也十分重要。

农业用地修复与工业场地修复的关系

国外土壤环境立法很少有农业用地修复这种提法,因为修复往往指将污染清除,农业用地受到污染后,一般受影响面积大,由于成本太高无法进行快速的污染清除,此外,为了保护及恢复用地生产力,一般不适宜采取物理、化学等修复方法,更多地采用种植结构调整、农艺结合、生物萃取等方法进行污染清除,这些方法被认为是一种环境整治,而不是环境修复。在我国,实践中所进行的土壤修复包括农业用地修复,在一些地区(如湖南省)农业用地修复甚至是土壤修复的重点。但是,农业用地(特别是耕地)和工矿业场地在遭受污染方式、污染特征、对人体危害的暴露方式和危害机理等方面有所不同,土地的所有制形式、治理修复的方式、开发利用的模式、基金来源等也有极大差异,因此,对土壤立法时,有必要针对农业土壤保护和工业场地环境风险管制适当分开立法,根据两者的特征分别规定修复方式和目标、责任主体、资金来源、监督管理等,以增强土壤立法的实用性和针对性。

土壤修复法律制度的设计

土壤修复作为土壤环境保护及管理的一项新的制度,在土壤环境保护立法中占有重要位置,其具体内容应该包括如下方面。

土壤修复的法律义务及义务主体

土壤修复旨在控制土壤污染风险。立法应规定土壤修复是政府及造成环境污染、破坏的责任者的一项法律义务。当有关单位和个人的活动造成土壤污染或损害时,根据污染者负担原则,排污者有义务承担清除污染和危害、恢复环境状况的责任;当特定区域的环境质量恶化,对人体健康和财产造成危害或者威胁时,当地政府有义务组织环境区域土壤修复,改善环境质量。当然,排污者和政府责任有所不同,排污者主要对其个体行为产生的后果负责,政府在无法区别个体责任或责任主体灭失、或者责任主体丧失责任能力的情况下承担责任。国外经验显示,确定一个更广的责任主体范围有利于解决土壤修复责任主体确定困难、资金需求量大等难题。污染责任者的范围包括污染排放设施的所有者和经营者、污染处理设施的所有者和经营者、污染场地的所有者和使用者、污染物的运输单位等。当然,修复并不一定由政府和司法机构强制启动,也可以由企业或者业主基于商业目的自愿进行。无论是强制修复还是自愿修复都需要符合相关的标准及要求。

土壤修复规划

目前,我国受到经济、技术条件限制,不可能对所有受污染的环境区域和场地进行修复,需要通过制定修复规划或计划来确定修复对象、目标和具体要求。土壤修复规划或计划属于宏观法律规制,是在事前对土壤修复进行总体和长期安排,要求首先要对各个区域或地区受污染地块进行调查,在此基础上,根据污染状况和人体健康、环境安全需要,列出治理、修复对象的优先名目清单,并设定修复行为的宏观目标,部署总体行动。根据土壤修复的不同类别,修复规划应制定短期、中长期和突发生态环境事件应急修复规划,并对不同阶段的修复设定不同目标和行动纲领。对此,法律应明确土壤修复规划制定主体、权利义务和法律责任,保证规划的有序进行和有效实施。土壤修复计划是对具体地块的修复工作而制定的方案,包括采用的标准、达到的要求、时间安排、技术手段等。

土壤修复的目标及标准

土壤修复的原则性目标是消除污染土壤对人体健康和环境安全的危害和威胁,恢复土壤的特定用途。具体目标是由土壤环境标准确定。但在实践中如何确定具体适用的修复标准有两种不同的模式。一是适用统一标准;二是基于风险控制的标准。前一模式要求所有的修复工程都达到统一标准,这一标准可满足各种土壤用途的要求,不管场地处于什么位置,将来的用途是什么。后一模式在适用标准时往往根据地块环境评估的结果、人体暴露值、地块将来的用途等做出不同的调整。欧洲国家多采用前一模式。美国和加拿大等国采取的是后一模式,两种模式各有利弊,统一标准模式对污染者一视同仁,不必支付太多的谈判和沟通成本。不利之处是不加区别地适用统一标准不能针对土地开发利用的具体要求,可能造成过度修复,成本过大,不利于鼓励污染土壤的再开发。后一模式灵活性强,有针对性,有助于鼓励污染土壤的再开发利用,但是沟通成本大,决策过程复杂,在确定修复方案过程中投入专业技术力量大。中国历来有适用统一环境标准的传统,但是中国的国情复杂,区域差异大,统一标准缺乏针对性。此外,中国污染土壤修复刚起步,政策的制订也需要考虑到修复成本对于社会的影响,建议我国在完善土壤环境质量标准的前提下,逐步从统一标准模式向基于风险控制的标准模式转变。

土壤修复社会参与机制

公众参与是土壤修复中的重要一环,有效的公众参与可以保障公众的环境权,缓解污染场地周边的紧张关系,帮助寻求合适的修复方案,监督修复过程,补充政府执法力量的不足。应该在制订污染土壤管理政策、风险控制措施直至具体修复治理、资金筹措工作等不同决策层面上,全面开展利益相关方的对话与磋商,促进形成共识的互动过程。我国土壤修复过程中的公众参与严重不足,主要原因是缺少相关法律依据、缺乏公众参与意识及相关渠道。建议在“土壤环境保护法”中明确规定公众参与制度,要求政府及污染土壤相关管理部门在土壤修复方案制定、修复验收等环节组织公众参与,设立专门的公众交流机构,建立良好的沟通机制。加强对公众的风险教育及参与能力建设。当公众参与权受到侵犯时提供法律救济。

污染土壤修复及其他受损害环境的修复行为从某种程度上而言属于公益事业,需要号召全社会各个层面力量的广泛参与,引导鼓励公众参与修复计划的制定、实施,对政府和企业行为进行有效监督,鼓励公众参与土壤修复机制的科学研究和技术开发,并为此贡献智力、物力和财力等。

土壤修复的商业模式

目前从事环境修复的企业有上百家,但是对于修复企业而言,土壤污染修复领域的资金壁垒和技术壁垒都很高,行业及市场发展缓慢。我国土壤污染防治的中期目标是:“到2020年,法规和标准体系初步建立,土壤污染修复基本实现市场化,农业土壤环境得到有效保护,工业污染场地开发依法有序,大部分地区土壤污染恶化趋势得到遏制,部分地区土壤环境质量得到改善,全国土壤环境总体状况稳中向好。”要实现这个目标,当前亟需在明确责任主体和质量标准的前提下,按照“谁污染,谁付费” “谁投资,谁受益”“环境污染第三方治理”等基本导向,尽快建立起新型的商业模式,鼓励与引导社会资本投入到土壤环境保护事业中,改变当前土壤污染防治主要由中央财政投入的单一局面。

土壤修复的基金保障机制

土壤修复需要耗费巨额资金,仅靠责任人单一的资金来源难以解决,各国趋于建立社会化的多元资金途径。生态问题的根源是外部不经济性,需从设置环境资源开发行为的经济成本人手,由开发利用生态资源、造成生态问题、获得经济利益的主体承担主要生态修复资金义务。此外,生态环境改善属于公共利益范畴,政府理应投入部分资金。通过政府财政投入和转移支付、政府通过各种财源建立的修复基金、企业缴纳生态环境补偿费和生态修复保证金、社会捐助、银行贷款等方式建立生态修复资金来源渠道,形成有力的资金支撑机制。合理的资金机制可以保证开发利用主体对土地资源的谨慎开发,同时避免生态事故后“一走了之”局面的发生。建议在“土壤环境保护法”中规定环境基金制度支持土壤修复,还可以通过要求高危行业企业交纳土壤修复保证金的方式保证对受损环境修复的资金需要。

不履行土壤修复责任的追究机制

土壤修复既是一项管理制度,也是一项法律责任。为了顺应土壤修复的要求,我国的法律责任体系应进行如下革新。一是明确规定不履行修复责任的法律制裁措施。二是扩大损害赔偿范围。将法律救济的范围从传统损失扩大到生态损害,将环境恢复期间环境资源和环境服务价值暂时丧失的损失纳入损害赔偿之列,并对其做出具体的规定。三是明确修复成本追偿机制。当政府或者其他单位和个人代替责任人履行了修复环境的责任后,有权向责任者追偿修复成本。四是延长诉讼时效。将责任人承担法律责任的时效延长,在特定情况下可溯及既往。五是在潜在责任主体之间建立连带责任。六是建立土壤修复责任社会化机制,如通过建立环境保险制度、环境基金制度等来分化和分担土壤修复责任。

土壤修复的监管机制

中国目前土壤修复的管理体制主要有两种类型:一种是环保部门主导,其他部门参与;另一种是城市土壤修复由国土部门主导,农村耕地修复由农业部门主导,环保部门对污染治理实施监管。目前,土壤修复处于起步及试点阶段,管理形式尚未固定,无论治理修复由什么部门主导,环保部门对于环境污染治理修复相关活动的监管都不能缺位。

土壤修复工程技术复杂、隐蔽性强、时间跨度长、监管难度大。针对以上特点,政府对修复工程的监管应该体现如下特点:一是进行全过程监管。修复过程很长,包括污染场地环境调查和风险评估,修复计划和方案的制定,修复工程的开展,修复完工验收等,各个环节紧密相联,一个环节现出问题,修复的效果可能大受影响。政府必须进行全过程监管,明确若干控制点进行重点审查。二是设立工程监理。土壤修复工程多为隐蔽工程,覆盖后难以观测,工程监理是质量的重要保障。三是技术审查和守法监督适当分离。政府对于工程和技术、评估检测等问题并不在行,应该让懂行的人做懂行的事。技术性和专业程度高的工作由专业机构和专业人士把关,政府审查程序的完整性及结果的合规性。四是根据新出现的情况及时调整修复方案。修复过程长,随着调查的深入、技术的进步,可能会发现一些前期调查中未发现的污染和破坏,为此.应该要求修复责任单位适时调整修复方案,使新发现的问题一并得到解决。五是进行工程验收。工程验收是对于各责任方履行义务情况所进行的核查及核证。修复不是一项无止境的工作,责任也要有一个终结。国家立法应该建立统一的治理验收和管理程序,加强修复过程监管和结果监管。

土壤修复技术方案范文2

一场重大劫难后,事故应急处置往往需持续数日,尤其是后续土壤修复,甚至经年。

水环境风险尚可控

化学品爆炸事故造成的污水必须优先处置,否则一旦下雨防堵不及,会造成污染扩散。在探讨处置方案时,天津港事故现场专家组曾对周边几家污水处理厂进行比选,最后选定距爆炸现场最近的保税区扩展区污水处理厂,处理雨污管网内的废水与消防废水。

现场指挥部还确定了一个废水处置途径,即通过专用的罐装运输车,将废水转运至40余公里之外的天津合佳威立雅危废处置中心,主要承担现场隔离区的明渠、水坑、水塘等低洼汇水区内的高浓度废水。

传统的市政污水处理厂通常采用生物法处理废水,含危化品的高浓度废水要依赖物理、化学等方法特殊处理,两者技术路线不同。“只要不计成本,技术上不是难题。”北控水务集团有限公司技术中心副总经理薛晓飞分析,处理每吨危化品废水的成本几十元,处理同量的市政污水仅需几角钱,甚至几分钱。

最棘手的是废水量太大,处理时间长。现场区的排海口、市政管网全部被封堵,防止污染源外泄,这导致大量高浓度含氰化物废水淤积。据《中国环境报》报道,事故现场存有约6万吨废水。

数十辆运输车、抽水车与挖掘机被调往封闭区紧急作业。至8月21日,天津市政府副市长王宏江称,封闭区内的污水已处理了3060吨。

令专家组不安的还有,爆炸发生后,在原点形成一个直径约100米、积满水的大坑,看上去像一只睁大的巨眼望向天空。以水坑为中心的警戒区内,氰化物超标严重。

根据环保应急工作组的测定,大水坑中废水的氰化物平均超标40多倍,另外,PH值也出现超标,在10-11之间,碱性很强。

云南省环境监测中心站站长助理王立前对《财经》记者分析,碱性废水比酸性废水危害小,因为氰化钠不能遇酸,遇酸会变成剧毒的氢氰酸,在碱性环境下,氰化物比较稳定。

污水处置还增设了一道破氰专项装置,由前去支援的清华大学等机构专家制定。核心区内高浓度污水的破氰处理将原地进行,然后转运。所谓破氰处理,就是利用化学反应,将氰根离子中的碳原子和氮原子拆散,从而将氰化物分解成低毒物或无毒物,如氮气和碳酸盐等。到现场之前,专家已做过破氰效果与效率的紧急实验。

经过破氰处理的废水,再通过污水处理厂、危废处置中心,经多个无害化处理环节,水质达标后再排放入海。一位在现场的环保部专家说: “上级有两点要求,一是不能只满足达标值,要执行更高级别,达到污染前的背景值再外排;二是确保一滴未经处理的水都不能外漏。”

截至8月26日,大坑周边积水点内废水,已经用罐车运出。然而,由于大坑附近土壤松软、不能承载罐车重量,运出废水方案不适用大坑内废水。据媒体报道,大坑中6万吨污水量,需要预备出10倍的储水能力,也就是达到60万吨水的储水能力。

一套破氰设备日处理污水5000吨左右。一位天津市环保系统官员说:“现场计划增加设备进行积水清理,要彻底处理完毕预计可能三个月。”

相比地表水的封闭式控制,目前对地下水的监测略显不足。地表水环境监测点位共42个,海水环境监测点6个,而地下水监测点仅有8月22日设置的一个。根据当天的监测数据,地下水中检出氰化物,未超标。

一位曾去过现场的环保系统专家对《财经》记者说:“一个监测点是不够的,要想掌握全面情况,应布设更多的地下水监测点。”

地下水一旦被污染,修复的难度将远远超过地表水治理,且修复周期长。北京师范大学水科学学院教授王红旗说,此次事故幸好有地域特殊性,即使发生了地下渗漏,主要污染对象也是海洋,而不会对水源地造成威胁。

天津港是填海造地项目,事故发生地靠近渤海海域,海水与地下水互通,污染浓度会受到海水稀释;另一方面,相比地表水的径流速度,地下水的污染物扩散速度会相对缓慢。

土壤修复方案待定

由于爆炸事发地邻近住宅区,土壤污染的治理成为社会各界尤其是附近居民关注的核心问题之一。一位在现场的环保部固废中心人士告诉《财经》记者,在应急处置结束之后,后续要修复土壤。这项内容已被列入事故指挥部的工作范畴,但具体修复方案尚未确定,目前处于准备启动的状态。

与常规项目相比,天津爆炸事故的遗留场地复杂得多。

中国环境科学院固体废物污染控制技术研究所所长王琪表示,常规污染场地是多年积累的污染造成,污染源相对容易确定,污染物迁移途径与范围可根据扩散模型测算出大致规律,而天津事故麻烦之处是,污染物的污染规律不易掌握。

比如,事故现场是多种危化品仓储库,遗留污染物不明,而且爆炸过程中不排除发生二次化学反应生成新污染物;污染扩散途径多,爆炸过后除了空气和水、土层等自然条件以外,还可以通过喷溅、挥发、沉积以及自然散落等途径造成环境污染。

在清华大学环境学院教授刘建国看来,突发环境事故在各界高度关注之下,现场应对处置的紧迫性更强,制定修复方案时不可能做到常规污染场地项目的长时间论证、比较。并且,客观限制因素较多,还要在敏感事故中严防可能发生的次生事故。

据官方公布的数据,事故场地曾存包括硝酸铵、硝酸钾在内的氧化物1300吨左右,金属钠、金属镁等易燃物约500吨。这些危险品基本上在参与大爆炸后分解了。

中国科学院生态环境研究中心副主任杨敏研究员告诉《财经》记者,一般情况下,硝酸铵、硝酸钾并不具有特别的危害,只是当有大的外力,如撞击、高温时才会发生爆炸。而且,爆炸后形成的是比较简单的物质如氮气、水等,总体上危害不会很大。

需要关注的是氰化物的污染。爆炸前现场存有700吨氰化钠,后期工作人员在核心区已清理收集近200吨,并将它们安全运出。也就是说,可能有500吨氰化钠被散播遗留在环境中。

氰化物是冶金、化工、制药、纤维制造等工业排放的主要污染物,国内有治理的成熟方法。通过处理受氰化物污染的土壤,可以使氰化物分解成低毒物或无毒物。因此,与重金属和有机物的污染土壤相比,氰化物的处理难度相对较低。杨敏认为,现场危险品的处理工作要尽快掌握污染物的种类和含量,然后进行污染物的截留和妥当处理。

按轻重缓急进行分期治理,也是国外处理突发环境事故污染场地的原则。位于美国新泽西州的Chemical Control Corporation场地,曾长期作为危废储存、处理场地,接收过不同类型的化学品。这块场地在1980年发生了一起火灾及爆炸事故,引发了土壤、水污染等严重后果。

该场地彻底治理,分三个步骤:首先,是历时一年的应急处置,主要是清理所有雨水管网、打捞周边地表水污染物,以及移除场地周边的所有容器,并完成有针对性的初步场地调查;之后,是全面调查和评估,经多轮论证,七年后,美国国家环保局才确定最终修复方案,选择了固化稳定化技术。最终,直到1993年12月修复工程竣工。

竣工并不代表修复工程结束了。按美国国家环保局规定,该场地每五年要进行一次评估,经三次评估来验证是否达到修复决策目标。因此,直到2009年,整个修复工作才彻底完成,最终的评估结果显示该地块能满足对人体健康和环保的要求。

在天津港事故现场,危化品清理和废水治理工作进行的如火如荼,加之邻近住宅区,因此,污染土采取了转运、在别处存放的异位修复法。其实,在常规的污染场地项目中,更受业界推崇的是原位修复法,此法可以减少外运污土带来的环境风险。

自8月20日起,中铁十八局五公司,开始在天津港海铁一号路,建设高1.2米的存放池,该池有防渗结构,能存放2.4万方污土。

上述环保部专家告诉《财经》记者,该存放池只是短期封存污土,最终还要原地或再转运出去修复,最终的修复方案尚未确定。第一步要对现场含危废物质的土壤进行简单洗消处理,下一步就会转运到临时存放池中,应急处置结束后再进行彻底修复。

全面评估还须时日

大水坑内的水处理完后,坑内底泥该如何处理?这给现场环保专家组出了一道难题。污染场地的治理对象通常还包括含高危、有害物质的渣和屑,以及附有大量有毒物质的底泥等。

2005年11月13日中石油吉林石化公司双苯厂爆炸,事故污染场地涉及约3公里长的地下排水涵管,其中沉积物的清除属于地下密闭空间作业,且其中积水较多,是修复工程的难点。

“当时一个有利条件是正处于冬天,零下20摄氏度的低温把管网中的底泥给冻住了。我们采取机械和人工结合的方法,一点点抠出来,再送到危废处置焚烧炉中处理掉。”刘建国参与了该事故应急处置和场地调查修复,他回忆,方案确定后,整个处置过程耗时四个多月才完成。针对不同污染物,上述爆炸后的善后处置采取了安全填埋、高温焚烧以及生化处理等技术结合应用。

污染场地修复技术虽有多种可供选用,天津港事故后场地的修复方案尚未敲定。《财经》记者获悉,原因主要有:应急阶段远未结束,后续更漫长的治理还无暇顾及;事故现场的后续土地利用方向尚未明确,还无法确定最终的修复目标值,进而无法拿出最终的技术路线。更为关键的是,决定修复方案的基本前提――全面的污染风险评估报告尚未完成。

自8月16日起,天津市环境监测站在事故区5公里内,布设73个土壤环境监测点。8月22日,官方公布,测出16个土样有氰化物,但均不超标,大致方位是事故点南侧和东部偏北。借此事故,应该建立一套突发环境事故善后处置长期监控和评估机制,实行分级管理、及时公布。如此才能让民众放心

天津港“遗毒”清理持久战

本刊记者 高胜科 贺涛 孙爱民/文

距离天津港“8・12”事故现场2公里的天津港保税区扩展区污水处理厂,在爆炸中部分设施损坏,紧急抢修。爆炸发生翌日下午,这家市政污水处理厂临危受命,负责处理事故区内废水。

一场重大劫难后,事故应急处置往往需持续数日,尤其是后续土壤修复,甚至经年。

水环境风险尚可控

化学品爆炸事故造成的污水必须优先处置,否则一旦下雨防堵不及,会造成污染扩散。在探讨处置方案时,天津港事故现场专家组曾对周边几家污水处理厂进行比选,最后选定距爆炸现场最近的保税区扩展区污水处理厂,处理雨污管网内的废水与消防废水。

现场指挥部还确定了一个废水处置途径,即通过专用的罐装运输车,将废水转运至40余公里之外的天津合佳威立雅危废处置中心,主要承担现场隔离区的明渠、水坑、水塘等低洼汇水区内的高浓度废水。

传统的市政污水处理厂通常采用生物法处理废水,含危化品的高浓度废水要依赖物理、化学等方法特殊处理,两者技术路线不同。“只要不计成本,技术上不是难题。”北控水务集团有限公司技术中心副总经理薛晓飞分析,处理每吨危化品废水的成本几十元,处理同量的市政污水仅需几角钱,甚至几分钱。

最棘手的是废水量太大,处理时间长。现场区的排海口、市政管网全部被封堵,防止污染源外泄,这导致大量高浓度含氰化物废水淤积。据《中国环境报》报道,事故现场存有约6万吨废水。

数十辆运输车、抽水车与挖掘机被调往封闭区紧急作业。至8月21日,天津市政府副市长王宏江称,封闭区内的污水已处理了3060吨。

令专家组不安的还有,爆炸发生后,在原点形成一个直径约100米、积满水的大坑,看上去像一只睁大的巨眼望向天空。以水坑为中心的警戒区内,氰化物超标严重。

根据环保应急工作组的测定,大水坑中废水的氰化物平均超标40多倍,另外,PH值也出现超标,在10-11之间,碱性很强。

云南省环境监测中心站站长助理王立前对《财经》记者分析,碱性废水比酸性废水危害小,因为氰化钠不能遇酸,遇酸会变成剧毒的氢氰酸,在碱性环境下,氰化物比较稳定。

污水处置还增设了一道破氰专项装置,由前去支援的清华大学等机构专家制定。核心区内高浓度污水的破氰处理将原地进行,然后转运。所谓破氰处理,就是利用化学反应,将氰根离子中的碳原子和氮原子拆散,从而将氰化物分解成低毒物或无毒物,如氮气和碳酸盐等。到现场之前,专家已做过破氰效果与效率的紧急实验。

经过破氰处理的废水,再通过污水处理厂、危废处置中心,经多个无害化处理环节,水质达标后再排放入海。一位在现场的环保部专家说: “上级有两点要求,一是不能只满足达标值,要执行更高级别,达到污染前的背景值再外排;二是确保一滴未经处理的水都不能外漏。”

截至8月26日,大坑周边积水点内废水,已经用罐车运出。然而,由于大坑附近土壤松软、不能承载罐车重量,运出废水方案不适用大坑内废水。据媒体报道,大坑中6万吨污水量,需要预备出10倍的储水能力,也就是达到60万吨水的储水能力。

一套破氰设备日处理污水5000吨左右。一位天津市环保系统官员说:“现场计划增加设备进行积水清理,要彻底处理完毕预计可能三个月。”

相比地表水的封闭式控制,目前对地下水的监测略显不足。地表水环境监测点位共42个,海水环境监测点6个,而地下水监测点仅有8月22日设置的一个。根据当天的监测数据,地下水中检出氰化物,未超标。

一位曾去过现场的环保系统专家对《财经》记者说:“一个监测点是不够的,要想掌握全面情况,应布设更多的地下水监测点。”

地下水一旦被污染,修复的难度将远远超过地表水治理,且修复周期长。北京师范大学水科学学院教授王红旗说,此次事故幸好有地域特殊性,即使发生了地下渗漏,主要污染对象也是海洋,而不会对水源地造成威胁。

天津港是填海造地项目,事故发生地靠近渤海海域,海水与地下水互通,污染浓度会受到海水稀释;另一方面,相比地表水的径流速度,地下水的污染物扩散速度会相对缓慢。

土壤修复方案待定

由于爆炸事发地邻近住宅区,土壤污染的治理成为社会各界尤其是附近居民关注的核心问题之一。一位在现场的环保部固废中心人士告诉《财经》记者,在应急处置结束之后,后续要修复土壤。这项内容已被列入事故指挥部的工作范畴,但具体修复方案尚未确定,目前处于准备启动的状态。

与常规项目相比,天津爆炸事故的遗留场地复杂得多。

中国环境科学院固体废物污染控制技术研究所所长王琪表示,常规污染场地是多年积累的污染造成,污染源相对容易确定,污染物迁移途径与范围可根据扩散模型测算出大致规律,而天津事故麻烦之处是,污染物的污染规律不易掌握。

比如,事故现场是多种危化品仓储库,遗留污染物不明,而且爆炸过程中不排除发生二次化学反应生成新污染物;污染扩散途径多,爆炸过后除了空气和水、土层等自然条件以外,还可以通过喷溅、挥发、沉积以及自然散落等途径造成环境污染。

在清华大学环境学院教授刘建国看来,突发环境事故在各界高度关注之下,现场应对处置的紧迫性更强,制定修复方案时不可能做到常规污染场地项目的长时间论证、比较。并且,客观限制因素较多,还要在敏感事故中严防可能发生的次生事故。

据官方公布的数据,事故场地曾存包括硝酸铵、硝酸钾在内的氧化物1300吨左右,金属钠、金属镁等易燃物约500吨。这些危险品基本上在参与大爆炸后分解了。

中国科学院生态环境研究中心副主任杨敏研究员告诉《财经》记者,一般情况下,硝酸铵、硝酸钾并不具有特别的危害,只是当有大的外力,如撞击、高温时才会发生爆炸。而且,爆炸后形成的是比较简单的物质如氮气、水等,总体上危害不会很大。

需要关注的是氰化物的污染。爆炸前现场存有700吨氰化钠,后期工作人员在核心区已清理收集近200吨,并将它们安全运出。也就是说,可能有500吨氰化钠被散播遗留在环境中。

氰化物是冶金、化工、制药、纤维制造等工业排放的主要污染物,国内有治理的成熟方法。通过处理受氰化物污染的土壤,可以使氰化物分解成低毒物或无毒物。因此,与重金属和有机物的污染土壤相比,氰化物的处理难度相对较低。杨敏认为,现场危险品的处理工作要尽快掌握污染物的种类和含量,然后进行污染物的截留和妥当处理。

按轻重缓急进行分期治理,也是国外处理突发环境事故污染场地的原则。位于美国新泽西州的Chemical Control Corporation场地,曾长期作为危废储存、处理场地,接收过不同类型的化学品。这块场地在1980年发生了一起火灾及爆炸事故,引发了土壤、水污染等严重后果。

该场地彻底治理,分三个步骤:首先,是历时一年的应急处置,主要是清理所有雨水管网、打捞周边地表水污染物,以及移除场地周边的所有容器,并完成有针对性的初步场地调查;之后,是全面调查和评估,经多轮论证,七年后,美国国家环保局才确定最终修复方案,选择了固化稳定化技术。最终,直到1993年12月修复工程竣工。

竣工并不代表修复工程结束了。按美国国家环保局规定,该场地每五年要进行一次评估,经三次评估来验证是否达到修复决策目标。因此,直到2009年,整个修复工作才彻底完成,最终的评估结果显示该地块能满足对人体健康和环保的要求。

在天津港事故现场,危化品清理和废水治理工作进行的如火如荼,加之邻近住宅区,因此,污染土采取了转运、在别处存放的异位修复法。其实,在常规的污染场地项目中,更受业界推崇的是原位修复法,此法可以减少外运污土带来的环境风险。

自8月20日起,中铁十八局五公司,开始在天津港海铁一号路,建设高1.2米的存放池,该池有防渗结构,能存放2.4万方污土。

上述环保部专家告诉《财经》记者,该存放池只是短期封存污土,最终还要原地或再转运出去修复,最终的修复方案尚未确定。第一步要对现场含危废物质的土壤进行简单洗消处理,下一步就会转运到临时存放池中,应急处置结束后再进行彻底修复。

全面评估还须时日

大水坑内的水处理完后,坑内底泥该如何处理?这给现场环保专家组出了一道难题。污染场地的治理对象通常还包括含高危、有害物质的渣和屑,以及附有大量有毒物质的底泥等。

2005年11月13日中石油吉林石化公司双苯厂爆炸,事故污染场地涉及约3公里长的地下排水涵管,其中沉积物的清除属于地下密闭空间作业,且其中积水较多,是修复工程的难点。

“当时一个有利条件是正处于冬天,零下20摄氏度的低温把管网中的底泥给冻住了。我们采取机械和人工结合的方法,一点点抠出来,再送到危废处置焚烧炉中处理掉。”刘建国参与了该事故应急处置和场地调查修复,他回忆,方案确定后,整个处置过程耗时四个多月才完成。针对不同污染物,上述爆炸后的善后处置采取了安全填埋、高温焚烧以及生化处理等技术结合应用。

污染场地修复技术虽有多种可供选用,天津港事故后场地的修复方案尚未敲定。《财经》记者获悉,原因主要有:应急阶段远未结束,后续更漫长的治理还无暇顾及;事故现场的后续土地利用方向尚未明确,还无法确定最终的修复目标值,进而无法拿出最终的技术路线。更为关键的是,决定修复方案的基本前提――全面的污染风险评估报告尚未完成。

自8月16日起,天津市环境监测站在事故区5公里内,布设73个土壤环境监测点。8月22日,官方公布,测出16个土样有氰化物,但均不超标,大致方位是事故点南侧和东部偏北。

多位受访土壤修复专家指出,5公里范围内布设73个土壤点位远远不够,无法全面、系统掌握场地污染实情。何况,深层土壤采样分析仍在进行中。

一位中科院土壤修复专家对《财经》记者分析,“按规范要求,这块场地应网格状布设上万个点位,考虑到场地类型单一、事故刚发生土壤污染迁移慢,至少也得布设上千个点位。73个点位只能做到大概的摸底。”

现场工作人员的难处是,上述建议受现场客观条件限制很难实施,现场周边并非空地,而是建成的住宅区。一位现场专家诉苦说,“如按采样规范,采样目标只能是土壤,但网格点位恰好可能是一栋房子,无法采集。”

环保部环境风险与损害鉴定评估研究中心已派驻专家进入现场,对土壤、地下水等环境影响全面评估。《财经》记者获悉,由于现场工作量庞大,且要在统一调度下协助应急处置和监测决策,要得出一个初步的评估结果仍需多日。

针对突发灾难善后,刘建国建议,长期治理千万不能留下隐患,应借此事故,建立一套突发环境事故善后处置长期监控、评估机制,实行分级管理、及时公布。如此,才能让民众放心。

本刊实习生毛嘉辰对此文亦有贡献

多位受访土壤修复专家指出,5公里范围内布设73个土壤点位远远不够,无法全面、系统掌握场地污染实情。何况,深层土壤采样分析仍在进行中。

一位中科院土壤修复专家对《财经》记者分析,“按规范要求,这块场地应网格状布设上万个点位,考虑到场地类型单一、事故刚发生土壤污染迁移慢,至少也得布设上千个点位。73个点位只能做到大概的摸底。”

现场工作人员的难处是,上述建议受现场客观条件限制很难实施,现场周边并非空地,而是建成的住宅区。一位现场专家诉苦说,“如按采样规范,采样目标只能是土壤,但网格点位恰好可能是一栋房子,无法采集。”

环保部环境风险与损害鉴定评估研究中心已派驻专家进入现场,对土壤、地下水等环境影响全面评估。《财经》记者获悉,由于现场工作量庞大,且要在统一调度下协助应急处置和监测决策,要得出一个初步的评估结果仍需多日。

土壤修复技术方案范文3

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。

土壤修复技术方案范文4

关键词:土壤污染;土壤修复;植物修复技术

中图分类号:Q958.116文献标识码: A

引言

我国土壤污染的总体形势严峻,部分地区土壤污染严重,在重污染企业或工业密集区、工矿开采区及周边地区、城市和城郊地区出现了土壤重污染区和高风险区。土壤污染类型多样,呈现出新老污染物并存、无机有机复合污染的局面。土壤污染途径多,原因复杂,控制难度大。土壤环境监督管理体系不健全,土壤污染防治投入不足,全社会防治意识不强。由土壤污染引发的农产品质量安全问题和逐年增多,成为影响群众身体健康和社会稳定的重要因素。由于污染,土壤的营养功能,净化功能,缓冲功能和有机体的支持功能正在丧失。土壤是生态环境系统的有机组成部分,是人类生存与发展最重要和最基本的综合性自然资源。我们不能坐以待毙,要加强研究,采取措施,切实阻止土壤污染继续扩大的趋势,清除被称为“化学定时炸弹”的土壤污染。

1.造成我国土壤污染的原因

1.1过量施用化肥

虽然施用化肥是农业增产的重要措施,但长期大量使用氮、磷等化学肥料,会破坏土壤结构,造成土壤板结、耕地土壤退化、耕层变浅、耕性变差、保水肥能力下降、生物学性质恶化,增加了农业生产成本,影响了农作物的产量和质量;未被植物吸收利用和根层土壤吸附固定的养分,都在根层以下积累或转入地下。残留在土壤中的氮、磷化合物,在发生地面径流或土壤风蚀时,会向其他地方转移,扩大了土壤污染范围。过量使用化肥还使饲料作物含有过多的硝酸盐,妨碍牲畜体内氧气的输送,使其患病,严重导致死亡。

1.2农药是土壤的主要有机污染物

全国每年使用的农药量达50万~60万t,使用农药的土地面积在2.8亿hm2以上,农田平均施用农药13.9 kg/hm2。直接进入土壤的农药,大部分可被土壤吸附,残留于土壤中的农药,由于生物和非生物的作用,形成具有不同稳定性的中间产物或最终产物无机物。喷施于作物体上的农药,除部分被植物吸收或逸入大气外,约有1/2左右散落于农田,又与直接施用于田间的农药构成农田土壤中农药的基本来源。农作物从土壤中吸收农药,在植物根、茎、叶、果实和种子中积累,通过食物、饲料危害人体和牲畜的健康。

1.3重金属元素引起的土壤污染

全国320个严重污染区约有548万hm2土壤,大田类农产品污染超标面积占污染区农田面积的20%,其中重金属污染占80%,粮食中重金属镉、砷、铬、铅、汞等的超标率占10%。被公认为城市环境质量优良的公园存在着严重的土壤重金属污染。汽油中添加的防爆剂四乙基铅随废气排出污染土壤,使行车频率高的公路两侧常形成明显的铅污染带。砷被大量用作杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂,硫化矿产的开采、选矿、冶炼也会引起砷对土壤的污染。汞主要来自厂矿排放的含汞废水。土壤组成与汞化合物之间有很强的相互作用,积累在土壤中的汞有金属汞、无机汞盐、有机络合态或离子吸附态汞,所以,汞能在土壤中长期存在。镉、铅污染主要来自冶炼排放和汽车尾气沉降,磷肥中有时也含有镉。

1.4污水灌溉对土壤的污染

我国污水灌溉农田面积超过330万hm2。生活污水和工业废水中,含有氮、磷、钾等许多植物所需要的养分,所以合理地使用污水灌溉农田,有增产效果。未经处理或未达到排放标准的工业污水中含有重金属、酚、氰化物等许多有毒有害的物质,会将污水中有毒有害的物质带至农田,在灌溉渠系两侧形成污染带。

1.5大气污染对土壤的污染

大气中的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等有害物质,在大气中发生反应形成酸雨,通过沉降和降水而降落到地面,引起土壤酸化。冶金工业排放的金属氧化物粉尘,则在重力作用下以降尘形式进入土壤,形成以排污工厂为中心、半径为2~3 km范围的点状污染。

1.6固体废物对土壤的污染

污泥作为肥料施用,常使土壤受到重金属、无机盐、有机物和病原体的污染。工业固体废物和城市垃圾向土壤直接倾倒,由于日晒、雨淋、水洗,使重金属极易移动,以辐射状、漏斗状向周围土壤扩散。

1.7牲畜排泄物和生物残体对土壤的污染

禽畜饲养场的厩肥和屠宰场的废物,其性质近似人粪尿。利用这些废物作肥料,如果不进行物理和生化处理,则其中的寄生虫、病原菌和病毒等可引起土壤和水域污染,并通过水和农作物危害人群健康。

1.8放射性物质对土壤的污染

土壤辐射污染的来源有铀矿和钍矿开采、铀矿浓缩、核废料处理、核武器爆炸、核实验、燃煤发电厂、磷酸盐矿开采加工等。大气层核试验的散落物可造成土壤的放射性污染,放射性散落物中,90Sr、137Cs的半衰期较长,易被土壤吸附,滞留时间也较长。

2.植物修复机理及优点

植物修复是利用可超富集重金属的植物吸收、积累环境中的污染物,并降低其毒害的环保生物技术。根据修复植物在某一方面的修复功能和特点可将植物修复分为三种基本类型:植物提取修复,植物稳定修复和植物挥发修复。

2.1植物修复机理

2.1.1植物提取修复

利用重金属积累植物或超积累植物将土壤中的重金属提取出来,富集并搬运到植物根部可收割部分和植物地上的枝条部位。植物提取修复是目前研究最多且最有发展前途的一种植物修复技术。

2.1.2植物挥发修复

植物挥发是利用植物的吸收、积累和挥发而减少土壤中一些挥发性污染物,即植物将污染物吸收到体内后将其转化为气态物质释放到大气中。目前,在这方面研究最多的是金属元素汞和非金属元素硒。植物挥发修复技术只限于挥发性重金属的修复,应用范围较小,而且将汞、硒等挥发性重金属转移到大气中有没有环境风险仍有待于进一步研究。

2.1.3植物稳定修复

利用重金属耐性植物降低重金属的活性,从而减少重金属被淋滤到地下水或通过空气载体扩散进一步污染环境的可能性。目前,该技术在矿区大量使用,如废弃矿山的复垦工程,各种尾矿库的植被重建等。值得注意的是植物稳定也并没有将重金属从土壤中彻底清除,当土壤环境发生变化时仍可能重新活化并恢复毒性。植物稳定修复的作用主要有两方面:一是通过根部累积、沉淀、转化重金属,或通过根表面吸附作用固定重金属。二是保护污染土壤不受风蚀、水蚀,减少重金属渗漏污染地下水和向四周迁移污染周围环境。植物稳定修复并没有从土壤中将重金属去除,只是暂时将其固定,在减少污染土壤中重金属向四周扩散的同时,也减少其对土壤中的生物的伤害。但如果环境条件发生变化,重金属的可利用性可能又会发生变化,因而,没有彻底解决重金属污染问题。重金属污染土壤的植物稳定修复是一项正在发展中的技术,若与原位化学钝化技术相结合可能会显示出更大的应用潜力。未来的研究方向可能是耐性植物、特异根分泌植物的筛选,以及稳定修复植物与原位钝化联合修复技术的研究。

2.2植物修复技术的优点

植物修复技术较其他物理的,化学的和生物的方法更受社会欢迎。该技术成本较低,据美国的实践,植物修复比物理化学处理的费用低了几个数量级,此技术在清洁土壤中金属的同时,还可清楚污染土壤周围的大气或水体中的污染物,有美化环境的作用,易为社会所接受。

此外,植物修复重金属污染的过程也是土壤有机质含量及土壤肥力增加的过程,被植物修复过得干净农田更适合多种农作物生长。生物固化技术能使地表长期稳定,控制风蚀,水蚀,有利于生态环境改善,而且维持成本较低。植物的蒸腾作用还可以防止污染物向下迁移,同时,植物把氧气供给根际可促进根际有机物的降解。

3.植物修复技术的局限性及影响因素

3.1植物修复技术的局限性

植物是活的生物体,需要有合适的生存条件,因此植物修复有其局限性:要针对不同污染状况的突然选择不同的生态型植物。重金属污染严重的土壤,适宜选用超积累植物,而污染较轻的土壤则需要选用耐重金属植物;植物修复过程通常较为缓慢,对土壤肥力,气候,水分。盐度,酸碱度,排水与灌溉系统等条件和认为条件有一定的要求;植物修复往往会受土壤毒物毒性的限制,一种植物常常只能吸收一种或两种重金属,对土壤中其他浓度较高的重金属会表现出某些中毒症状,从而限制了植物修复技术在多种重金属污染土壤治理方面的应用;用于清理重金属污染土壤的超累积植物通常都比较矮小,生物量低,生长缓慢,生长周期较长的类型,因而修复效率低,不利于机械作业;用于清理重金属污染的植物往往会通过器官腐烂,落叶等途径使重金属污染物重返土壤。因此必须在植物落叶前收割处理。

3.2植物修复技术的影响因素

为了植物修复修复污染土壤的效率,在设计植物修复技术方案时必须事先考虑如下因素:首先了解受重金属污染的土壤所处的地理,海拔条件,以便选择合适生长在该条件下的耐受重金属植物和超累积植物种类进行污染土壤的植物修复;将整个需要治理的污染土壤纳入土地使用和规划管理方案中进行总体设计与考虑;对土壤的酸碱度,植物的耐盐度进行调查;了解治理土壤的含水量及水分供给状况;掌握拟治理土壤的营养供给状况,以便拟定合适的施肥计划;调金属污染土壤的污染状况,了解重金属的化学形态及植物的可利用性,以便从土壤化学的角度采取相应措施增加植物对重金属的吸收量。此外,对植物遭受自然灾害的复原能力,植物病虫害,良好的灌溉与排水系统也是需要考虑的因素。

土壤修复技术方案范文5

关键词:边坡生态修复;基质;废弃材料

边坡生态修复工程是随着经济发展和基础建设,特别是交通基础建设发展而兴起的一门新兴技术,是指利用植物进行坡面保护和侵蚀控制的途径与手段,或可定义为“单独用植物或植物与土木工程和非生命植物材料相结合,以减轻坡面的不稳定性和侵蚀”的稳固坡面技术措施。边坡生态修复其实是人工干预下的一种特殊生境的生态恢复,通过工程手段的干预来促进被破坏的边坡生态环境快速恢复,最终目的是稳定的植物群落,形成自养型生态系统,因此生态性是边坡生态恢复工程的第一原则。其次,目前边坡主要位于道路两侧,在融入周边生态的同时也要兼顾一定的景观性,以达到美化道路环境的目的。这两点原则主要通过植物的选择组合技术来实现:植物多样性是生态性的主要体现,也是形成较好的植物景观的保证,再通过选择一些观赏性较高的植物来实现边坡的景观性。

1 基质是边坡生态修复的基础

基质是植物生长的前提,也是边坡生态能否快速而成功恢复的关键。边坡的特点是坡度的存在导致缺少基质或基质不稳定,虽然后期植物的生长能加强基质的抗侵蚀和稳定性,但早期能否营造稳定的基质条件仍是难点和关键,这不仅关系到植物能否生长,也关系到道路行车安全,因此安全性是边坡生态恢复需要考虑的主要原则之一。另外,经济性也是一个重要的原则,根据不同边坡的特点选用造价合理的方案是防止资源浪费的必要手段。这两点原则主要与稳定基质的营造技术相关。不同坡度对采取何种基质加固或铺设措施起着决定性影响,而基质加固或铺设措施是工程造价的主体。 一个成功的边坡生态恢复工程应该是生态性、景观性、安全性、经济性平衡的结果,根据边坡的不同情况合理选择技术方案是成功的关键。植物的选择组合首先要根据所在地的气候条件进行初选,然后再依据边坡的具体地质条件和周边情况最终确定,由于基本采用播种的方式,对整体造价影响不大。而边坡稳定基质的营造技术与边坡条件关系密切,不同的坡度、坡高、坡面物质等条件直接影响采用何种工程措施,这也是工程造价的主体,也是工程技术选择时主要考虑的因素。

目前,就边坡生态修复主要采取的客土喷播和液压喷播两种形式而言,客土喷播结合挂网技术,主要应用于严重缺乏植物生长土壤条件的坡面;液压喷播以水为载体,常用于具有一定土壤条件的坡面。客土喷播核心基材包括保水剂、粘合剂、土壤改良剂、缓释肥、有机质。草炭土是边坡生态修复工程较为常用的基质。在各地施工过程中,通常会在基质中混合当地种植土,为植被提供良好的种植条件。液压喷播使用的基质多为树枝、树叶、秸秆等再加工形成的木纤维,此类基质属有机材料,并具有覆盖效果好、抗紧实、透气、保水等优良性能。

边坡生态修复工程还是一个新兴项目,在基质使用方面暴露出一些问题。基质材料的选择在很大程度上决定了施工成本,尤其是核心材料,如保水剂、粘合剂、有机质,混合材料价格为30元/kg。但是由于目前边坡修复基质材料行业规范标准尚未出台,很多设计公司在制作方案时没有明确标注应使用哪些基质,一些施工单位在施工中偷工减料,随意操作,严重影响工程质量。

边坡生态修复首先要修复土壤,之后才是修复植被。没有好的土壤就不会有良好稳定的植被群落。何为良好的土壤?即土壤要具有适合植被生长的物理性质及化学性质,土壤三相比要合理。有的施工企业只使用粘土或黄土作为种植基质,结果浇水后,粘土、黄土变得像泥板一样厚实坚硬,植物根本无法生长。此外,有机质肥配比要合理,确保肥效能满足植物先期生长需要,否则植被无法形成稳定的生长状态。由于是在坡面施工,粘合剂、保水剂的纤维素含量也要达到要求,纤维素含量低会直接导致坡面抗侵蚀能力和基质粘结能力降低,经过灌溉、天然降水后,会出现细沟状侵蚀、甚至坡面滑塌等严重问题。

2 废弃材料生产基质成热点

土壤修复技术方案范文6

[关键词]汾河流域,污染治理,环境生物修复技术,人工湿地

中图分类号:TM92.4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)29-0326-01

1 引言

汾河为山西境内最大河流,也是黄河第二大支流,其由北至南贯穿大半个山西,流域面积约39471平方公里。汾河作为山西人民的母亲河,孕育了三晋大地悠久的文化,哺育了无数三晋大地的儿女。时至今日,随着工业化进程不断推进和煤炭资源的大规模开采利用,汾河两岸工厂增多,加上人们环保意识的的淡薄、有关部门监管不力以及历史因素的制约,工业化在带动山西经济大发展的同时,也给汾河造成了严重的污染。汾河污染情况以中下游地区尤为严重,个别地区河水发黑发臭,水生生物大量死亡。针对汾河流域沿岸生态环境的严重恶化,汾河水质的急剧下降,山西省委省政府提出了“千里汾河,清水复流”的口号,并以生态治理、生态恢复为基本手段。

从“生态治理”的基本理念出发,汾河治理应该以汾河流域各区段实际情况为基本出发点,分地区、时区建立相对应人工工程,以引导生态系统自动修复功能的最大限度发挥,而不是毕其功于一役的面子工程,唯此方能成功建立起良性循环、可持续的汾河治理工程。

2 流域概述

汾河为黄河第二大支流,全长713公里,流域面积约39721平方公里,北起山西神池县,一路向南,贯穿大半个山西后,于山西省万荣县汇入黄河。汾河支流众多,流域内各种水利设施星罗棋布,其中大型水库(库容量1亿立方米以上)3座,各N中小型水库、灌区、机电泵站数不胜数,具有灌溉、发电、工业和城市居民用水等多种功能。

汾河上游地区水质相对正常,但是中下游地区的污染问题以及流域内生态环境破坏问题较为突出和明显,应作为污染治理和生态修复的重点地区,通常意义的汾河中下游地区指汾河二库坝下到万荣县入河口,流经太原、晋中、吕梁、临汾、运城五市。本篇主要对山西省吕梁市文水县段实际情况提出针对性治理和修复方案。

文水县境内汾河主要指汾河主要支流之一的文峪河,古称文谷河,又名文水,据历史数据显示,其基本情况见表1。

文峪河流域内地形较为复杂,其中山区3203平方公里,平川区909平方公里,地上地下河污染情况均较为严重,本次调研也得到当地村民(邢家堡村、贯家堡村)的积极响应以及村镇领导的大力支持,当地居民都迫切希望有汾河污染情况得到积极治理和改善。

3 生态环境破坏情况简述

3.1 河水污染严重

汾河在流经太原大同等中大型城市和介休、霍州等工矿城市,每年都要接受大量的工业生活废水达3.33亿吨,占到整个山西省的48%。据2008年时山西省水环境检测中心对汾河水质的评定显示,山西省河流污染程度进一步加重污染形势十分严峻。在评价河段中,84%的河段被严重污染,河流污染主要超标项目为:氨氮、化学需氧量、石油类、溶解氧、挥发酚和生物需氧量等。总体来看汾河上游污染较轻,城市附近和各主要工业城市附近污染较重,且污染项目多、超标倍数大。汾河主要河流水质状况见表2。

3.2 水资源严重短缺

据近几年观测数据显示,汾河中下游地区水流量正在减少,甚至个别地区已经出现断流情况,从汾河流域各区间资料整体对比,汾河河段总体呈衰减演变的趋势,2001-2013年段水资源量较1956-1979水资源量减少近30%,造成这种情况的主要原因有:气候变化导致降水量减少;工业和农业生产对地下水的严重开采浪费;污水处理水平低下,中水回收规模小;中上游植遭到严重破坏,土地蓄水能力下降;煤炭资源的大量开采利用,造成汾河下垫面变化,地下水深度进一步下降。

4 环境生物修复技术的可行性探讨

4.1 环境生物修复技术概述

环境生物修复技术是一门由现代生物技术与环境工程相结合的新型交叉学科,指直接或间接利用完整的生物体或生物体的某些组成部分或某些机能,建立降低或消除污染物产生的生产工艺,也指能够将环境中有害物质吸收并转化为有用物质的人工技术系统。该技术在污染治理方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反应条件温和以及无二次污染等显著优点,为从跟本上解决突出环境问题创造了条件。

目前,环境生物修复技术在许多河流流域污染治理已得到应用,并初步取得了一系列成果,针对汾河流域实际污染情况,可综合利用污水生物净化技术(高效微生物固定化技术)、污染土壤生物修复技术和人工湿地技术。

4.2 污水生物净化技术

造成汾河污染的物质主要包括酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛醇等。微生物通过自身的生命活动可以解除污染物的毒害作用,并同时将之转化为有益的无毒物质。现在大多采用的是生物净化技术为固定化酶和固定化细胞技术(高效微生物固定化技术)。固定化酶技术指通过物理吸附或化学键合法和固态不溶性载体结合沉降,而微生物细胞是一个天然固定化酶反应器,该种方法可以高效处理废水中的有机污染物和无机重金属。

此技术在国外成功范例很多,近几年在国内也取得了较大进展,但应用还相对较少,可以通过在汾河各主要河段以及库区建立生物沉降池,同时发挥本省学术优势,在菌种培育方面加大投入。

4.3 污染土壤生物修复技术

由于煤炭等矿产资源的大规模开采利用,汾河许多地区土壤污染严重,已不适合植物生长并进而产生一系列恶劣后果,造成土壤污染的主要的物质为无机重金属盐离子,该物质对活性细胞具有巨大杀伤力。污染土壤的生物修复技术的主要原理为:通过生物作用(如酶促反应)改变重金属在土壤中的化学形态,使之被固定或解毒,降低其移动性,与此同时增加土壤中有机物含量,激发微生物活性,由此改善土壤生态结构,这有助于土壤的固定、遏制风蚀水蚀等作用,防止水土流失。

5 结语

汾河流域存在的河流污染、水资源短缺现和生物多样性急剧下降现象十分严重,针对汾河的大规模治理已经刻不容缓,而综合考虑汾河流域实际情况,环境生态修复技术是最为行之有效的技术手段之一,其中人工湿地具有较强实用性和环境技术优势,可作为主要技术。为实现源头、干流以及各支流的全流域综合治理,应该具体到每一区段环境,合理制定相关的环境生物修复技术方案和规划,针对性落实各项修复工程举措,同时也需要各个部门和各地政府的积极配合,加大环保宣传力度,全社会共同参与,实现“千里汾河浊复清”的总体战略目标。

参考文献

[1] 蔡金丽.汾河河道生态治理思路与措施[J].水利建设与管理,2011(1):73- 74,46.