土壤及地下水修复技术

1、土壤原位修复技术表1 土壤原位修复技术选择矩阵序 号技术名称技术路线简介应用参考因素适用条件不适用条件成熟性时间条件资金水平1自然衰减依靠土壤中原生态微生物、地表植物及 土壤中的动物降解污染物；污染物同时 通过自然衰减、分解、挥发和光解等途 径降低浓度。技木成熟/国内偶有应用需很长时问/时间不确定很低场地长时间内/、开发利用，资金短缺、或无其它修复途径，口考虑该技木路线。不适用于高浓度启机污染修复。通加包气带土壤注入低流量气体，加技木成最优条件适用于处理小分子石油不适用于生物不可降解污2生物通风强污染土壤的生物降解。注入空气会加 强好氧生物的活性，强化降解过程。有熟/国内偶见应下 4-24个月

2、较低组分等可生物降解污染物。设备技术成熟，施工染物；不适用于处理低渗透率、高含水率、高粘度时还标土壤中加入特定的微生物群用报道与运行简单。土壤。序 号技术名称技术路线简介应用参考因素适用条件不适用条件成熟性时间条件资金水平落或特定的养分。3植物修复在污染场地上种植植物进行修复，修复 途径包括：植物吸收、蒸腾及植物本身 对污染物的降解，植物根系提供污染物 降解微生物生态环境，植物根系对某些 污染物的固定等。技木成熟/国内有f应用需要长时问，5年，甚至更长时间较低可去除土壤表层的污染物。修复时日较长；对深度污染的土壤/、适用。4土壤气相在场地包气带土壤中设立多处抽气井，通过抽取空气使得挥发性有机物

3、和部技木成熟/国内需要较长时间，如较适用于挥发性有机污染物和一些半挥发性有机不适用于低挥发性有机污染物修复和重金属污染修抽提分半挥发性有机物脱离土壤，随着地层偶有应2-5年低污染物。适用于通气性复。中的空气进入抽气井被抽出。抽出的气用好、土壤质地相对均一、序 号技术名称技术路线简介应用参考因素适用条件不适用条件成熟性时间条件资金水平体经过处理（例如活性碳过滤）后，达标排放。非饱和土壤。5（原位）化学氧化通过在地层中建立扩散井，将化学氧化 剂注入土壤中，将污染物质氧化为低 毒、稳定的化合物。常用的氧化剂包括 含催化剂的过氧化氢类物质、高钮酸 钾、臭氧、过硫酸钠等。技木成熟/国内后较多应用需要时间

4、较短，如1-2年中等对于较图浓度、难生物降解的有机污染物相对有效和经济。化学氧化效果受土壤迁移 作用影响较大，化学氧化 剂的注入半径需根据具体 土质、经验及试验后确定， 存在不能处理处理的污染 物。6原位加热将热输入土壤中，增加有机污染物的挥发速率，提高后机污染物在气相浓度，技术不成熟/国需要时间较短，如较高针对挥发性和平挥发性有机化合物比较后效。适需要向场地轴入人量的能 量，即需要在场地上建立序 号技术名称技术路线简介应用参考因素适用条件不适用条件成熟性时间条件资金水平实现对土壤中污染物的去除，具有较高内未见0.5-1 年应的污染物浓度水平也高能量源，如电源、热力的污染物去除率。应用报比较宽

5、泛。源。费用较局。道通过扩散井/渠，将含有助溶剂的水溶技木成需要时间需经过多次冲洗才达到液在上游导入被污染的地层中，使污染熟/国内较短，如较对高浓度的有机污染物较好的效果。对于粉粘类7土壤冲洗物从土壤中分离出来，在下游收集井/未见应0.25-1高有较好的效果。适用于污土壤，污染物很难洗出，渠抽取的污染物溶液，在地表进行处用报道年染源的处理。且后续的固液分离困难。理。8玻璃化通过对污染土壤进行高强度的加热，例技术较根据需处高可一次性有效摧毁包括技术要求高，费用高，等如使土壤温度升到1400-2000 C,将土成熟/国理土方量二恶英在内的所有挥发离子弧加热尚未完全冏业序 号技术名称技术路线简介应用

6、参考因素适用条件不适用条件成熟性时间条件资金水平壤熔化，一方面将有机物热摧毁，另一内未见各异性和半挥发性有机化合化。方面将曾被污染的土壤转变成稳定的应用报物，只有极少部分伴随尾玻璃和固态晶体。加热的方法有电极加道气排出。污染物总去除率热和等离子电弧加热。99.9999%=土壤异位修复技术序号技术名称技术路线简介应用参考因素适用条件不适用条件成熟性时间条件资金水平技术将污染土壤运入危险废成实施过程异物填埋场进行安全填熟/rru攵简单易位埋，阻止污染物扩散。国时间行，对于受项目所在安较短，中地填埋场的1全危险废物填埋场底部和内如等各种污染位置和库容侧壁均有防渗处理，且有物都有广填设有完善的导排导渗

7、设工0.5-1泛的适用限制。埋施。程年性。案例将土壤放入旋转器中，技rru攵对挥发性技木要求严热保持旋转器的真空以及术时间中和平挥发格，需要较2解低氧条件，通过火焰、成中等，等性有机化准确的控制吸蒸汽、热油等方式加热熟/如合物比较反应器的温容器，使污染物和水分国1-2后效，可度和土壤的序技技术路线简介应用参考因素适用条件不适用条件术P脱吸附土壤，再进入燃内年原地异位停留时间。烧室焚烧摧毁其中的有有修复。机物质。尾气需经洗涤工处理后排放。程案例国内自主研发技术，是技简单易一种异位SV目曾强技术行、便于术，统称为土壤通风技成rm ja管理，对高含水率土术。将污染土壤堆置于熟/VOCs 类壤需米取措

8、常密闭车间内，常温下添国时间污染土壤施降低其含温较短，较3解加药剂增加土壤的温内如低修复成本水率；粘性度、定时机械扰动等，有较低；相土的机械扰吸促进土壤中的有机污染工0.5-1住对SV日支动需专门破物的解吸和挥发，并通程术修复周碎设备。过尾气处理系统进行去案期大幅度除。例减少。化在反应池中，通过1可土技*亚 rru攵修复周期不适合土壤4学壤中注入化学氧化剂，术时间中短，适应重金属污染氧将污染物质氧化低毒、成较短，等范围广，修复。不适化稳定的化合物。常用的熟/如可处理多用于农业用序技术技术路线简介应用参考因素适用条件不适用条件P氧化剂有含催化剂的过氧化氢类物质、高钮酸 钾、臭氧、过硫酸钠等。国

9、内 已 有 应 用1-2年种有机物 污染土壤。对处 理氯代姓 及苯系物 比较后效 和经济。地污染土壤的修复。5化学还原向污染土壤添加还 原剂，通过还原作用， 使土壤中的污染物转化 为无毒或相对毒性较小 的物质。常见的还原剂 包括连二亚硫酸钠、亚 硫酸氢钠、硫酸亚铁、 多硫化钙、二价铁、零 价铁等。技 术 成 熟/ 国 内 已 有 应 用rru攵时间较短，如1-2年中等修复周期 短，适应 范围广， 化学还原 可处理重金属类（如六价 铭）和氯 代有机物等。不适用 于石油烧污 染物的处 理。6生物处理将受污染土壤放置到带有防渗漏、沥滤液收集、通风、有覆盖和有分格的地上池子，或地下填技术成熟/rru攵

10、 时间 长,如0.5-3较低运行管理 简单，费 用较低， 不用引入需要时间&上b , rm 3A 口用较大的场 地。序技术技术路线简介应用参考因素适用条件不适用条件P/ 1 -一土 壤 生 物 反 应 器埋场中。通过控制加入 的微生物，强化污染物 生物降解的过程。通常 有厌氧过程、好氧或混 合过程。国内有应用年新的化学 物质，对 于苯系物 和总石油 姓类处理 效果较好。7土壤淋洗用水或添加表面活性 齐1、螯合剂的水溶液淋 洗土壤，将污染物淋洗 到溶液中。被清洗的土 壤经检测合格后可回收 利用。淋洗后的溶液需 要收集进行无害化处 理。技 术 成 熟/ 国 内 未 见 应 用 报 道rru

11、攵时间较长较 低 到 中 等可去除土 壤中的多 环芳烧污 染物和重金属。对径、低有机碳的土 壤较适合。不适用于粘土含量较高场地。序技技术路线简介应用参考因素适用条件不适用条件舁J个较成受水适用于重需要消耗大熟/焚国泥品金属污染量燃料，常烧和水泥生料一起进入回内质限土壤的固规水泥窑尾8周转窑，控制污染土壤的有制，添高化，可去气处理系统化配比。加配除多环芳需改造以减法程比较姓:等物少二恶英排低质。放。案例地下水修复技术比选地下含水层修复技术有多种分类，按修复方式可分为原位修复、异位修复和 监测自然衰减技术。异位修复是将污染地下水先用收集系统或抽提系统转移到地 上，然后再处理的技术，异位修复技术主要

12、是被动收集和抽出处理。原位修复技术是指在基本不破坏土体和地下水自然环境条件下， 对受污染对象不作搬运或运 输，而在原地进行修复的方法。修复技术特性如表4-2所示，对地下水修复技术 汇总，对各种技术的优缺点、成熟性、时间条件及资金条件进行综合对比，并分 析了各种技术的适应性。基于场地水文地质条件、污染物特征，优选化学还原技 术、抽出处理技术、监测自然衰减技术。表3地下水修复技术筛选矩阵序号优点缺点/适用性发展历程技术联用效率时问治理成本环境风险适用于污染程度较低、90年可与费用低于其他技污染物自然衰减能力代开始多种监测自术；/、产生二次应用，原位低到较强的区域；实施前需1然衰减污染，对生态环要详

13、细评估地下水自目前应处理中较长低低境干扰小然衰减能力，后期需要用较为较长监测时间普遍联用序号优点缺点/适用性发展历程技术联用效率时问治理成本环境风险泥浆墙深度受一定限制，泥浆墙底部须进入较到低渗透性土层（比如泥浆墙施工相对粘土）足够深度，一般可与高，简单，使用的泥情况卜需要与地下水80年抽出可以阻隔技浆及回填材料也后效2术较为普遍，可有抽出处理系统联用；效代开始处理阻隔较长低到中低果受地下水中酸碱组应用效将污染物阻隔分、污染物类型、活性、联用地下在特定区域中分布、墙体的深度、长水污染度和宽度、场地水文地质条件等影响技序优点缺点/适用性发展术效时治理成本环境号历程联率问风险用80年代开始可与应用

14、，原位属于应微生一般仅适用于渗透性用最广物修适用范围广；对较好的含水层；修复周泛、成复技于污染范围大、期较长；对修复区干扰熟度戢术、初期污染羽埋藏深的大；可能导致地下水资高的技空气效果数年抽出处污染场地治理具源的浪费；非水相液体较初期投资中等，但运行周期长且总运行3有优势；系统运难以清除干净；若不去一，但喷射好，到数成本较局低技十年行初期的污染物除污染源，停止抽水目前应术、后期去除率较局；设时，拖尾和反弹现象严用已大原位较不备简单易于安装重；需要持续的能量供幅卜热处技序优点缺点/适用性发展术效时治理成本环境号历程联率问风险用可与地下水曝适用于大面积污地下水环境需适宜所90年适合原位微染区域的治

15、理；需微生物的生长，在非代后期气、条件数年4生物修成本较低；对环均质性介质中难以覆开始应抽出卜较到数中到高中复技术境影响较低盖整个污染区用处理高十年等联用序号优点缺点/适用性发展历程技术联用效率时问治理成本环境风险5植物修复技术施工简单,成本 相对较低；不破 坏地质结构，生 态风险小效果受地下水埋深、环 境因素、污染物性质和 浓度影响；修复周期较 长；需考虑植物的后续 处理实际应用较少低数年到数十年低到中低序号优点缺点/适用性发展历程技术联用效率时问治理成本环境风险地下水对修复场地干扰小；设备简单，安装方便；修复对于非挥发性的污染物不适用；不适合在低渗透率或局黏土含量的地区使用；不能应用于承压

16、含水层的污染80年代中期开始应用，90年代迅速发展。在1982通常与土壤气数月6曝气技术（防控）效率局， 治理时间短；运 行和维护费用较低物治理；控制不当可能 导致地下水中污染羽 迁移；蒸气可能会迁移和释放到地表，造成二 次污染1999年美国地下水污染“超级体抽提技术联用较局到数年中较局技序优点缺点/适用性发展术效时治理成本环境号历程联率问风险用通常与土壤气体抽受场地水文地质条件可在短时间内去限制，特定情况卜需与提、除非水相液体中双相数月自由产表面活性剂联用以提7品回收大量污染物，从高回收效率；残留污染抽到数中中而加快地下水修物需要步处理；提、年复（防控）效率DNAP的回收较为困难或微生物修复

17、联用序号优点缺点/适用性发展历程技术联用效率时问治理成本环境风险8原位化学氧化反应速度快，消 除时间短；反应 强度大，对污染 物性质和浓度不 敏感在渗透性较差区域（如 粘土层中），氧化剂传 输速率可能较慢；土壤 中存在腐殖酸、还原性 金属等，会影响修复效 果，由于成本限制通常 只应用于污染源或残 余污染源的处理80年代中期 开始应用，90年代后 作为高 效修复 技术迅 速发展可与监测自然衰减联用较局数月到数年中到高较局技序优点缺点/适用性发展术效时治理成本环境号历程联率问风险用90年场地水文地质条件可代以来能会限制化学物质的作为高传输；一些含氯有机污效修复可与染物的降解产物仍有监测原位化反应速

18、度快，消f的毒性；固定的污自然数月低至9学还原除时间短；反应染物在某些特定的条一®速衰减较局到数中到高中强度大件卜口能会重新释放发展，年比如基出来；一些危险化学物于零价联用质的使用口能会引起铁一类安全问题的技术序号优点缺点/适用性发展历程技术联用效率时问治理成本环境风险通常需持10渗透反应墙技术工程设施较简 单，可一次完成， 后期运转及维护 费用较低；反应 介质消耗较慢， 具备几年甚至几 十年的处理能力工程设施投资较大，工 程措施较复杂；难以保 证拦截所有污染物；渗 透反应墙填料需要适时更换；需要对地下水 的pH等进行控制；深 度限制在3-12m；可能 存在一次污染1989开始研究，

19、1994年开始商业应用至较高续监测2年或以上，墙体可持续使用中低至中5-10年序号优点缺点/适用性发展历程技术联用效率时问治理成本环境风险对于非均质粘土和细砂中污染物场地水文地质条件和污染物分布可能会影双相抽的处理效果比单11提技术独使用抽出处理响修复效率；需要对液相和气相进行后续处至较、_.数年中较局或土壤气体抽提高理同技序优点缺点/适用性发展术效时治理成本环境号历程联率问风险用12蒸汽注入外最早于20世纪80通常通过大幅提升处年代开与土理区域内地下水始在荷壤气及土壤温度以促兰和美体抽进挥发性有机污提、原位热染物的解吸及挥设备及运行成本较高，国发数月抽出处理技发，在非水相液对系统施工及运行专

20、展；电高到数高中等处理术业化程度要求局极加热年体存在时还可以技术于或双增加其迁移性1996相抽（通过降低其粘厅p优点缺点/适用性发展历程技术联用效率时间治理成本环境风险适用于污染程度较低、可与监测费用低于其他技污染物自然衰减能力90年代开多种自然衰减术；/、产生二次污染，对生态环始应用，目前应用较原位处理低到中1较强的区域；实施前需要详细评估地下水自较长低低境干扰小然衰减能力，后期需要为普遍较长监测时间联用序号优点缺点/适用性发展历程技术联用效率时问治理成本环境风险2阻隔泥浆墙施工相对 简单，使用的泥 浆及回填材料也 较为普遍，可有 效将污染物阻隔 在特定区域中泥浆墙深度受一定限 制，泥浆墙底

21、部须进入 到低渗透性土层（比如 粘土）足够深度，一般 情况卜需要与地下水 抽出处理系统联用；效 果受地下水中酸碱组 分、污染物类型、活性、 分布、墙体的深度、长 度和宽度、场地水文地 质条件等影响80年代开始应用可与抽出处理联用较高，可以 后效 阻隔 地下 水污 染较长低到中低序号优点缺点/适用性发展历程技术联用效率时问治理成本环境风险可与原位80年代开微生初期一般仅适用于渗透性始应用，属物修投资适用范围广；对较好的含水层；修复周于应用最复技中于污染范围大、期较长；对修复区干扰广泛、成熟术、初期等，污染羽埋藏深的大；可能导致地下水资度最高的效果抽出污染场地治理具源的浪费；非水相液体技术之一，空

22、气较但运3处理有优势；系统运难以清除干净；若不去但目前应喷射好，数年到数十年行周低行初期的污染物除污染源，停止抽水用已大幅技后期期长术、且总去除率较局；设时，拖尾和反弹现象严下降，主要原位较不运行备简单易于安装重；需要持续的能量供作为污染热处成本给和系统维护羽水力控较局制手段序号优点缺点/适用性发展历程技术联用效率时问治理成本环境风险4原位 微生 物修 复技术适用于大面积污染区域的治理；成本较低；对环境影响较低地下水环境需适宜所需微生物的生长，在非均质性介质中难以覆盖整个污染区90年代后期开始应用可与地下水曝气、抽出处理等联用适合条件卜较高数年到数十年中到高中序号优点缺点/适用性发展历程技术联

23、用效率时问治理成本环境风险5地下水曝气技术对修复场地干扰小；设备简单，安装方便；修复（防控）效率图， 治理时间短；运 行和维护费用较 低对于非挥发性的污染 物不适用；不适合在低 渗透率或局黏土含量 的地区使用；不能应用 于承压含水层的污染 物治理；控制不当可能 导致地下水中污染羽 迁移；蒸气可能会迁移 和释放到地表，造成二 次污染80年代中 期开始应 用，90年 代迅速发 展。在19821999年美 国地下水 污染“超级 基金”治理 项目中占 51%通常 与土 壤气 体抽 提技 术联 用较局数月到数年中较高序号优点缺点/适用性发展历程技术联用效率时问治理成本环境风险6原位化学氧化反应速度快，消

24、 除时间短；反应 强度大，对污染 物性质和浓度不 敏感在渗透性较差区域（如 粘土层中），氧化剂传 输速率可能较慢；土壤 中存在腐殖酸、还原性 金属等，会影响修复效 果，由于成本限制通常 只应用于污染源或残 余污染源的处理80年代中期开始应 用，90年 代后作为 高效修复 技术迅速 发展可与监测自然衰减联用较局数月到数年中到高较高序号优点缺点/适用性发展历程技术联用效率时问治理成本环境风险7原位化学还原反应速度快，消 除时间短；反应 强度大场地水文地质条件可 能会限制化学物质的 传输；一些含氯有机污 染物的降解产物仍有 f的毒性；固定的污 染物在某些特定的条 件卜口能会重新释放 出来；一些危险化

25、学物 质的使用可能会引起 安全问题90年代以 来作为高 效修复技 术之一迅 速发展，比 如基于零 价铁一类 的技术可与监测自然衰减联用较局数月到数年中到高低至中序号优点缺点/适用性发展历程技术联用效率时问治理成本环境风险8渗透反应墙技术工程设施较简 单，可一次完成， 后期运转及维护 费用较低；反应 介质消耗较慢， 具备几年甚至几 十年的处理能力工程设施投资较大，工 程措施较复杂；难以保 证拦截所有污染物；渗 透反应墙填料需要适 时更换；需要对地下水 的pH等进行控制；深 度限制在3-12m；可能 存在一次污染1989开始 研究,1994年开始商 业应用至较高通常需持续监测2年或以上，墙体可持续

26、使用5-10年中低至中序号优点缺点/适用性发展历程技术联用效率时问治理成本环境风险9双相抽提对于非均质粘土 和细砂中污染物 的处理效果比单 独使用抽出处理 或土壤气体抽提 高场地水文地质条件和污染物分布可能会影响修复效率；需要对液相和气相进行后续处理至较高数年中较高1.1修复技术概述下面将筛选出的地下水抽出处理技术 （P&T、化学氧化修复技术和监测自然衰减技术（MNA分别做详细的介绍。抽出处理技术该系统针对目标污染场地及其污染物性质， 在污染场地布设一定数量的抽水 井，通过水泵和水井将含水层中的污染地下水与非水相液体（即污染物自由相） 经由抽出并抽出，然后利用地面设备处理，用于处理重度

27、污染地下水区域中多种 污染物类型。处理后的地下水，排入地表径流或回灌到地下。 本技术常与其他处 理技术，如化学氧化法、生物处理法等结合，以达到清除含水层污染的目的。与 原位注射技术联用的抽出处理技术见示意图 3-1。图3-1强化含水层冲洗技术修复意图化学氧化技术化学氧化是指利用氧化剂本身或所产生的自由基的氧化能力氧化土壤中的污染物，使得污染物转变为无害的或毒性更小的物质， 从而达到修复的目的。化 学氧化方法可以在短时间（几天或几个月）内获得污染物浓度的大量降低（60%- 90%Z上）。原位化学氧化技术适用于修复受污染饱和区和非饱和区，高污染的源区以及污染浓度较低的扩散羽区，图3-2所示为原位化

28、学氧化工艺示意图。图3-2原位化学氧化示意图原位化学氧化技术相对其它原位修复技术突出的优点是其修复周期短，近年来发展迅速。美国超级基金第十四版的报告表明，在采用化学方法修复的地下水 决策文件中，有一半使用的是原位化学氧化技术。原位化学氧化技术的主要优点包括：（1）适用范围广，大部分的土壤有机污 染物均可以通过原位化学氧化技术实现修复， 对污染物的存在状态适应范围也较 广泛（液相、吸附相和非液相均可以处理），适合修复一些其它技术不能应用的 污染区域（见图3-3）; （2）相对于P&T MN邵技术，污染物的原位化学氧化去 除技术具有成本优势；（3）修复周期短；（4）氧化修复后有强化微生物活

29、性及加 速自然衰减的潜力。图3-3使用原位化学氧化技术修复构筑物下污染区域示意图监测自然衰减技术通过实施有计划的监控策略，依据场地自然发生的物理、化学及生物作用，包含生物降解、扩散、吸附、稀释、挥发、放射性衰减以及化学性或生物性稳定等，使得地下水和土壤中污染物的数量、毒性、移动性降低到风险可接受水平。可处理的污染物类型包括碳氢化合物、BTEX（苯、甲苯、乙苯、二甲苯）、石油姓:、多环芳姓:、MTBE（甲基叔丁基醴）、氯代姓:、硝基芳香姓:、重金属类、非金 属类（神、硒）、含氧阴离子（如硝酸盐、过氯酸）等。完整的监测自然衰减系统应由监测并网系统、监测计划、自然衰减性能评估系统和紧急备用方案四部分组成。监测井网系统：能够确定地下水中污染物在纵向和垂向的分布范围，确定污 染羽是否呈现稳定、缩小或扩大状态，确定自然衰减速率是否为常数，对于敏感 的受体所造成的影响有预警作用。监测井设置密度（位置与数量）需根据场地地 质条件、水文条件、污染羽范围、污染羽在空间与时间上的分布而定，且能够满