芜湖市饮用水源地有机物污染土壤修复技术应用

发表时间:2021/5/28   来源:《科学与技术》2021年第5期   作者:张滢 冯俊华 于蕙
[导读] 芜湖市工业活动对饮用水源地造成了不同程度的污染,亟待修复。
        张滢 冯俊华 于蕙
        芜湖市环境监测中心站 241001
        摘要
        芜湖市工业活动对饮用水源地造成了不同程度的污染,亟待修复。常见的芜湖市饮用水源地土壤修复措施有:异地热解吸、化学氧化、固化稳定、生物通风、水泥窑协同处理等。有机污染可采用热解吸、化学氧化等方法处理;重金属污染可采用固化稳定等方法处理;通过实例分析,热解吸、异地还原+稳定化技术、水泥窑协同处理等几种典型措施取得了良好的效果。对于芜湖市饮用水源地土壤污染,可以从源头入手,促进工业企业转型升级,做好防渗防污工作。现状调查可以引入遥感等技术,以便于识别污染。对污染场地内不同类型的污染采取相应措施,综合多种方法进行复合污染修复,注意避免芜湖市饮用水源地二次污染。加强新技术研发,提供政策支持。上述措施可有效降低土壤污染程度,促进社会经济可持续发展。

        关键词:饮用水源地;工业活动;土壤修复;可持续发展
        引言
        为了更好地保证我国各地区的土壤质量,尽可能减少土壤有机质对人类健康的影响,必须充分认识到土壤有机质污染治理的重要性和必要性。并对土壤有机质污染的几种修复技术进行了深入的研究和探讨。在实际工作中,对土壤中的有机污染物实施修复技术最重要的目的是及时处理和去除土壤中的有机污染物,从而有效地保护微生物的结构,尽可能避免污染。以及这些有机污染物对人体的影响。然而,从实际应用的角度来看,我国有机污染土壤修复技术的发展还不成熟。与欧美等发达国家相比,还存在一定差距,尚未达到理想的实施效果。因此,城市道路作为我国主要城市最重要的基础设施,在我国的发展和建设中也发挥着极其重要的作用。有机质污染土壤的修复。进一步研究这项技术的应用尤为重要。
引言
        随着工业的快速发展,使土壤受到不同程度的污染包括有机污染、重金属污染等,不仅对周围环境造成影响,而且通过废气散发-人体呼吸途径或植被-动物-人体食物链还会影响人体健康。随着城市开发扩张,城市及周边大量工业企业关停并转,污染场地的开发再利用成为焦点。造成土壤污染的成因复杂类型多样,实际修复过程难度比较大。文章分析了土壤修复技术及案例,旨在为土壤修复工作提供参考,以有效降低土壤污染程度,促进社会经济可持续发展。
1 污染类型及危害
        目前中国土壤污染类型及危害主要有:
        (1)重金属污染。主要是指汞、铅、镉等以及类金属砷等生物毒性显著的重元素对土壤的污染。具有较强的隐匿性、持续时间长、无法被生物降解,造成粮食减产、饮用水源地污染等影响。
        (2)土壤有机物污染。有机物污染物可通过地表径流、大气干湿沉降或土气交换作用进入土壤或饮用水源地,多具有致畸、致癌、致突变、内分泌干扰性的特点。
        (3)土壤放射性污染。主要来源于原子能在利用过程中所排放的废水、废气和废渣以及核试验的沉降物,在自然沉降、雨水冲刷作用下污染芜湖市饮用水源地土壤。
        (4)土壤病原菌污染。主要来源于人畜粪便和灌溉污水中的病原菌、病毒等病原微生物的污染。人直接接触或食用被土壤污染的蔬菜、水果等极易引起人类健康疾病。
2 修复措施
常用的饮用水源地土壤修复技术主要有:
        (1)原位电渗析。是利用电化学、电动力学原理将污染物富集到电极区处理,适用污染范围小的场地。
        (2)异位热脱附。将污染土壤移运到其他场地,加热使污染物挥发去除[2]。该技术适用于高浓度有机物污染土壤修复,周期跟设备处理能力、污染物性质等有关[3]。国内处理成本约600-2000元/吨。
        (3)化学氧化。通过加入氧化剂,使其与土壤中污染物发生反应降低污染物含量[2]。对有机污染土壤处理效果较好,一般用于土壤地下水有机污染联合修复[3]。国内处理成本一般为500-1500元/m3]。
        (4)多项抽提。将污染物转移到有机溶剂或者超临界液体中,然后对废溶剂进行处理[2]。
        (5)固化稳定化修复。通过物理化学方法改变污染物的形态,减少其迁移扩散。较多应用于重金属污染土壤。修复成本根据污染物类型、程度等确定。一般原位处理周期3-6个月,根据美国EPA数据处理成本约为50-330美元/m3。
        (6)生物通风。通过向土壤通风等措施促进微生物生长,使污染物发生生物降解。适用于易生物降解有机物污染的土壤修复[3]。处理周期半年到两年不等,国外处理成本约13-27美元/m3。生物堆处理周期一般是1-6个月,国内应用成本为300-400元/m3。
        (7)水泥窑协同处置技术。将污染土壤经预处理后投入水泥回转窑进行焚烧处理,实现无害化处置。水泥回转窑温度高、热稳定性好,能将有机污染物转化为无机物或将重金属固定在水泥熟料中。处理周期与生产能力及土壤量相关,国内成本为800-1000元/m3。董晋明等研究了我国工矿业污染土壤修复技术如表1。




        复合污染严重地区优先使用物理、化学综合治理,初步治理后期通过施加有机肥、石灰等改良土壤,种植超富集植物;污染程度较低的可选择固化/钝化或植物—化学联合修复,去除效果好。
3 示例
        芜湖市某重度有机污染地块实例,根据场地调查与风险评估,地块为挥发性有机物和半挥发性有机物复合型重度污染,污染深度达到地下16m,土壤修复范围见图1。采用原位热脱附(GTR)修复,监测结果能达到修复目标值,施工产生的二次污染也得到有效控制。


        芜湖市厂旧址复合污染修复实例,场地内土壤受到污染,超标污染物主要有铜、六价铬和镍,最高浓度分别为8140,345,3374mg/kg,点位超标,地下水六价铬和镍最大浓度分别为96mg/L和915mg/L。场地环境风险评估结果土壤中铜、六价铬和镍的危害商大于1。对部分区域污染土壤采用开挖短驳至三期地块异位还原+稳定化技术修复达标用于绿地;部分区域采用垂直阻隔+原位还原/固化处置。
        经检测,土壤中目标污染物均达到修复目标效果良好[12]。白娟等研究了对重庆沙坪坝区某污染场地治理修复案例,修复内容为污染土壤中单一六价铬污染土壤的量约5432.6m3;场地含有机物污染土壤的量约1930.8m3。采用异位还原稳定处置单一六价铬污染的土壤,处置后安全填埋。对混合污染的土壤采用水泥窑协同处置,能达到目标值通过验收[13]。
4 发展方向
        土壤修复技术的发展必然会更加强调绿色环保与生态保护;更加综合化实现优势互补;工程化为土壤修复体系构建奠定基础。何佳乐等提出土壤修复是交叉工程,涉及到生物、土壤、环境、生态等多门学科,单一修复技术难以完全去除污染物,将多种技术综合应用是发展方向。并提出未来土壤治理的建议:
        (1)注重专业人才的引进与培养;
        (2)修复过程考虑对生态环境的影响避免二次污染;
        (3)加强组合式修复技术、绿色修复材料等的研发应用;
        (4)完善审查等管理体系,加强风险评估,明确奖惩措施。
结语
        综上,土壤修复对有机污染可采用热脱附、化学氧化等处理;对重金属类污染可采用固化稳定化处理;通过案例分析,几种典型措施如热脱附、异位还原+稳定化技术、水泥窑协同处置等均取得了良好效果。针对土壤污染,可从源头抓起促进工业企业转型升级,做好防渗等工作防止污染。现状调查可引入遥感等技术便于查明污染。针对已污染场地不同类型采取相应措施,对复合型污染结合多种方法修复,修复过程要考虑对周围环境影响避免二次污染。加强新技术研发并予以政策支持。通过以上措施可有效降低土壤污染程度,促进社会经济可持续发展。
参考文献
[1] 陈晓雪. 有机物污染土壤修复技术的应用研究[J]. 智能城市, 2019, 005(021):P.123-124.
[2] 陈正梁. 有机物污染土壤修复技术的应用概述[J]. 环境与发展, 2020(3).
[3] 潘文波. 有机物污染土壤修复技术的应用研究[J]. 环境与发展, 2019, v.31;No.156(07):116+118.
[4] 陈正梁. 有机物污染土壤修复技术的应用概述[J]. 环境与发展, 2020, v.32;No.164(03):94-95.
[5] 赖冬麟, 佟雪娇, 刘星海,等. 我国污染场地修复技术应用现状与发展研究[J]. 信息周刊, 2019, 000(027):1-1.
[6] 许春娅. 工业污染场地土壤修复技术研究[J]. 资源节约与环保, 2019, 000(003):99.
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