土壤修复治理技术培训材料Z0

1、土壤污染治理知识技 术 培 训 教 材边城浪子2017年2月09日目录土壤污染定义、危害及特点二、 土壤污染的来源三、 土壤污染的类型 四、 污染场地修复程序6-7五、修复方案编制程序 六、 修复技术分类七、 技术原理、特点及典型案例7-26、土壤污染定义、危害及特点1.土壤污染的定义及危害土壤污染是指，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、功能降低的现象。土壤处于陆地生态系统中 无机界和生物界的中心，不仅在本系统内进行着能量和物质的循环， 而且与水域、大气和生物之间也不断进行物质交换，一旦发生污染， 三者就会有污染物质的相互传递。危害主要体现在以下几个方面： 导致

2、农作物减产和农产品品质降低污染地下水和地表水影响大气环境质量危害人体健康作物从土壤中吸收和积累的污染物常通过食物链传递而影响人体健康。2.土壤环境污染的特点隐蔽性与滞后性直观性差、潜伏期长。水体和大气的污染比较直观，严重时通过人 体感官即能发现。土壤污染则往往要通过农作物包括粮食，蔬菜、水 果或牧草以及摄食的入或动物的健康状况才能反映出来。从遭受污染 到产生后果有一个相当长的逐步积累过程，具有隐蔽性或潜伏性。日 本的第二公害病一一痛痛病便是一个典型的例证。累积性与地域性污染物在土壤中不易扩散和稀释，容易不断积累而达到很高的浓度，从而使土壤环境污染具有很强的地域性特点。不可逆转性难降解污染物积累

3、在土壤环境中，则很难靠稀释作用和自净作用 来消除。对生物体的危害和对土壤生态系统机构区域功能的影响不容 易恢复。治理难而周期长治理成本较高和周期较长。二、土壤污染的来源土壤污染来源可分为天然污染源和人为污染源。天然污染原是指自 然界自行向环境排放有害物质或造成有害影响的场所，如正在活动的 火山；人为污染源是指人类活动所形成的污染源。后者是土壤污染研 究的主要对象，可分为农业污染源、工业污染源、生活污染源、交通 污染源。农业污染源：农业生产过程中施入土壤的化肥和农药是污染土壤的主 要途径。工业污染源：工业企业不合理的排放废水、废气、废渣等是污染土壤 的主要途径。生活污染源：居民生活排放生活垃圾和

4、生活废水是污染土壤的主要途 径。交通污染源：汽车尾气中的各种有毒有害物质通过大气沉降造成土壤 的污染，以及事故排放所造成的污染。三、土壤污染的类型土壤污染的类型包括无机污染和有机污染。其中无机污染包括金 属类污染和放射性物质污染，有机污染包括石油烃、有机溶剂、多环 芳烃、多氯联苯、有机农药、二嗯英等。全国土壤污染状况调查公报显示，我国土壤环境状况总体不容乐 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。全国土壤总的超标率为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%。 污染类型以无机型为主，有机型次之，复合

5、型污染比重较小，无机 污染物超标点位数占全部超标点位的82.8%。从污染分布情况看， 南方土壤污染重于北方；长江三角洲、珠江三角洲、东北老工业基 地等部分区域土壤污染问题较为突出，西南、中南地区土壤重金属 超标范围较大；镉、汞、砷、铅4种无机污染物含量分布呈现从西 北到东南、从东北到西南方向逐渐升高的态势。四、污染场地修复程序磁认土地相用奏I赢认风险三接受水平竹谩复标评强修目详细分析修复技木蠲定关，污染枷 限定预窗复目标I使露其范围I单一I技术预评估选估复术筛评修技选择单,技术选择技未组合评分法确定修复技术制修技方定复本案赢定比选指标和极重技术经济评境分析评价编制可献报告可行性研究结束 卜a.

6、五、修复方案编制程序开始r1选修模制定技术路线确定工艺参数估算修复匚程量修复ft*定复案制性方六、修复技术分类鉴于污染场地的复杂性，其治理技术也是多样化的。按照是否将 污染源进行清挖后处理分为原位修复技术和异位修复技术（原地处 理：指发生在原地的对挖掘出的土壤进行处理的过程。异地处理：指 将挖掘出的土壤运至另一个地点进行处理的过程）。按照处理介质分 为土壤修复技术和地下水修复技术；按照技术原理分为物理化学技 术、生物技术、热处理技术。对于某个污染场地，一项技术往往不能 解决其环境问题。需要基于风险管理的基本思路，筛选适应的修复技 术，并根据场地污染分布及水文地质条件对筛选出来的修复技术进行 有

7、机组合，形成系统性的污染场地修复方案。具体包括： 1.异位固化/稳定化技术.异位化学氧化/还原技术.异位热脱附技术.异位土壤洗脱技术.水泥窑协同处置技术.原位固化/稳定化技术.原位化学氧化/还原技术.土壤植物修复技术.土壤阻隔填埋技术.生物堆技术.地下水抽出处理技术.地下水修复可渗透反应墙技术.地下水监控自然衰减技术.多相抽提技术.原位生物通风技术七、技术原理、特点及典型案例1.异位固化/稳定化技术(Ex-Situ Solidification/Stabilization)原理处理能力及成本成熟程度适用范围向污染土壤中添加固化剂/ 稳定剂，经充分混合，使其 与污染介质、污染物发生物 理、化学作

8、用，将污染土壤 固封结构完整的具有低渗透 系数的固化体，或将污染物 转化成化学性质不活泼形 态，降低污染物在环境中的 迁移和扩散。日处理能力：100-1200m3处理成本： 500-1500 元/m3国外应用广泛国的较多工 程应用适用于金属类、石棉、 放射性物质、氰化物、 砷化合物等无机物。农 药、石油、多环芳烃、 多氯联苯、二嗯英等有 机物。不适用于挥发性有机物 和以污染物总量为验收 目标的项目。主要设备:土壤挖掘系统（如挖掘机），土壤水分调节系统（如输送泵、喷雾器、脱水机），土壤筛分破碎设备（如振动筛、筛分破碎斗、破碎机、土壤破碎斗、旋耕机），混合搅拌设 备（如单轴螺旋搅拌机、双轴搅拌机、

9、链锤式搅拌机、切割锤击混合式搅拌机）施工流程:根据场地污染空间分布信息进行测量放线一土壤挖掘一土壤预处理（水分调节、杂质筛分、 土壤破碎）一添加固化剂/稳定剂一混合、搅拌、养护一固化体/稳定体的监测、验收 关键技术参数：（一般 W20%） 土壤破碎程度 混合均匀程度 处理效果评价 度）固化剂/稳定剂的种类及添加量：通过实验确定配方（水泥、石灰、改性蒙脱石）和添加量 直接影响混合效率，土壤颗粒最大粒径一般不超过5cm。关键性瓶颈指标，国内外都没有形成标准，往往根据现场工程师的经验判断。 物理学评价指标（无侧限抗压强度、渗透系数），化学评价指标（浸出液）典型案例：工程背景：某发电厂将开发为创意文化

10、街区，对场地进行网格化划分后进行土壤质量监测， 确定污染单元后进行加密监测。由于该块地要求尽量减少修复时间，同时对土壤质量的要求 较高，综合考虑后采用土壤清挖、现场处理、异地处置的方式进行修复。主要污染物：大部分场地为重金属铜、铅、锌，一个场地为多环芳烃。污染物的最大监测7 度铜 7220mg/kg,铅 4150mg/kg,锌 3340mg/kg,苯并（a）蒽 4.6mg/kg,苯并（b）荧蒽 5.78mg/kg, 苯并（a）芘 4.07mg/kg。土壤理化特征：粘性土，呈微碱性，铜、铅、锌在土壤中主要以2价阳离子形式存在。工程规模：场地面积5400m2,污染深度1-4m,需要修复的总土方量1

11、.24万m3主要稳定剂：经过大量实验研究确定了最佳稳定剂类型，组成为粉煤灰、铁铝酸钙、高炉渣、 硫酸钙以及碱性活性剂。另外为了增加对重金属的吸附作用添加了30%的粘土矿物。稳定剂 的质量添加比例为16.5%。2.异位化学氧化/还原技术(Ex-Situ Chemical Oxidization/Reduction)原理处理能力及成本成熟程度适用范围向污染土壤中添加氧化剂/ 还原剂，通过氧化或还原作 用，使土壤中的污染物转化 为无毒或者毒性较小的物 质。处理周期与污染物初始浓 度、修复药剂与目标污染物 的反应机理有关日处理能力：处理成本：500-1500 元/m3国外应用广泛国内2011之 后开始

12、逐步应 用化学氧化：适用于石油 烃、BTEX、MTBE、酚类、 含氯有机物、多环芳烃、 农药等大部分有机物。 不适用于重金属污染 化学还原：可处理重金 属类（如铬）和氯化有 机物。不适用于石油烃 污染物的处理。主要系统和设备：土壤预处理系统，药剂混合系统，防渗系统。包括：挖掘机、推土机、破碎铲斗，搅拌机、 土壤改良机等，抗渗混泥土反应池、防渗膜结构反应池。施工流程：土壤挖掘一土壤破碎、筛分一运至反应池一喷洒药剂U一混合、搅拌一监测、调节、土壤验收 一千化一回填一工程竣工关键技术参数：包括污染物的性质、浓度、药剂投加比、土壤渗透性、土壤活性还原性物质总量或土壤氧化 剂耗量、氧化还原电位、PH值、

13、含水率和其它土壤地质化学条件。技术应用基础和前期的准备对选择的修复技术进行小试实验测试，判断修复效果能否达到修复目标的要求。并探索药剂U 投加比、反应时间、氧化还原电位变化、PH值变化、含水率控制等，作为技术应用可行性 判断的依据。典型案例：工程背景：江苏某钢铁厂始建于1958年，是特殊钢生产基地，场地南侧为焦化厂，污染区 域主要靠近焦化厂附近，主要污染物为多环芳烃类，其中苯并（a）芘、萘、二苯并（a、h） 蒽的修复目标为1.56mg/kg、2.93mg/kg、1.56mg/kg。修复工期为100日历天，修复后场地 用于居住用地。工程规模：采用原地异位化学氧化搅拌工艺，处理土方量为3500m3

14、。污染程度：苯并（a）芘最高检出含量为23.1mg/kg、萘最高检出含量为23.2mg/kg、其它污 染物浓度在10-20mg/kg之间，污染深度0-2米。水文地质条件：地表面1m左右为素填土，-1.0米-7.2米为粉质粘土，场地内地下水为潜 水，初见水位约为-1.5米，地下水受大气降水入渗补给明显。药剂：某K药剂（过硫酸盐及专利活化剂）成本分析：主要费用包括反应池建设费用、药剂费用、机械设备费用、过程监测费用、检测 费用等，其中药剂费用占总修复费用的40%-50%。综合分析该项目修复费用为1100元/m3。3.异位热脱附技术(Ex-Situ Thermal Desorption)原理处理能力

15、及成本成熟程度适用范围通过直接或间接加热，将污 染土壤加热至目标污染物的 沸点以上，通过控制系统的 温度和物料停留的时间，有 选择的促使污染物挥发。可 分为直接热脱附和间接热脱 附，也可分为高温热脱附和 低温热脱附。日处理能力：直接法：20-160 吨/h间接法：3-20吨/h处理成本：600-2000 元/吨国外应用广泛国内处于起步 阶段，已有少 量应用案例适用于挥发性、半挥发 性有机污染物（石油烃、 农药、多环芳烃、多氯 联苯）和汞。去除效率 可达到99.99%。不适用于无机物污染物 （汞除外），也不适用 于腐蚀性有机物、活性 氧化剂和还原性较高的 土壤。主要系统及设备:进料系统（如筛分机

16、、破碎机、振动筛、链板传输机、传送带、除铁器等），脱附系统 尘器、淋洗塔、超滤设备） 施工流程: 土壤挖掘一预处理一热脱附一尾气收集、处理一达标排放回转干燥设备或热螺旋推进设备），尾气处理系统（旋风除尘器、冷却塔、冷凝器、关键技术参数:主要包括：土壤特性（土壤质地、水分含量、土壤粒径分布）和污染物特性（污染物浓度、 沸点范围、二嗯英的形成）两类土壤质地：一般分为沙土、壤土、粘土。沙土质疏松，对液体物质的吸附力及保水能力弱， 易均匀受热，故易热脱附；粘土颗粒性，性质相反，不易热脱附。水分含量：水分受热挥发会消耗大量的热量，土壤含水率一般在5-35%,所需热量约在n7-286kcal/kg,为保证

17、热脱附的效能，进料土壤的含水率宜低于25%。土壤粒径分布：如果超过50%的土壤粒径小于200目，细颗粒土壤可能会随气流排出，导致 气体处理系统超载。最大土壤粒径一般不能超过50mm。污染物的浓度：有机污染物浓度高会增加土壤热值，可能会导致温度过高损坏热脱附设备， 甚至发生燃烧爆炸，排气中的有机物浓度要低于爆炸下限的25%。有机物含量高于1-3%的 土壤不宜采用直接热脱附系统。沸点范围:一般情况下，直接热脱附处理土壤的温度范围为150-650,间接热脱附处理土 壤的范围为120-530。二嗯英的形成：多氯联苯及其它氯化合物在受到热破坏后降温过程中会产生二嗯英，需要特殊的急冷 装置使高温气体迅速降

18、到200,防止二嗯英的形成。典型案例：工程背景：某两个退役化工厂，曾大规模生产农药、氯碱、精细化工、高分子材料等近百个 产品。经场地调查和风险评估发现，两个厂区的土壤和毗邻河道底泥均受到VOC和SVOC为 主的复合有机污染。工程规模：12万m3。主要污染物及污染程度：卤代VOCs、有机磷农药、BTEX、多环芳烃。其中二甲苯最高浓度 为2344mg/kg,修复目标值为6.99mg/kg。毒死蜱最高浓度为29600mg/kg,修复目标值为 46mg/kg。土壤理化特征：污染土壤主要为粉土、淤泥质粉质粘土、粉砂，含水率2535%。成本分析：成本包括人工费、挖运费、设备折旧、设备运输和安装拆除费、燃料

19、费、动力费、 检修及维护费等约为1000元/m3。4.异位土壤洗脱技术 （Ex-Situ Soil Washing）原理处理能力及成本成熟程度适用范围污染物主要集中分布于较小 的土壤颗粒上，异位土壤洗 脱是采用物理分离或增效洗 脱等手段，通过添加水或合 适的增效剂，分离重污染土 壤组分或使污染物由土壤相 转移到液相的技术。经过洗 脱处理，可有效的减少污染 土壤的处理量，实现减量化。日处理能力：50吨/天处理周期：3-12个月处理成本：6003000 元/吨国外有较多的 应用案例国内已有应用 案例适用于重金属、半挥发 性有机物及难挥发性有 机物。不适用于土壤细粒含量 高于25%的土壤。处理 含挥

20、发性有机物土壤 时，应配置合适的气体 收集处理设施。主要系统及设备：一般包括土壤预处理单元、物理分离单元、洗脱单元、废水处理及回用单元、挥发性气体控 制单元等。具体场地修复中可选择单独使用物理分离单元，或联合使用物理分离单元和增效 洗脱单元。主要设备包括：土壤预处理设备（如破碎机、筛分机等），输送设备（皮带机或螺旋输送机 等），物理筛分设备（湿法振动筛、滚筒筛、水力旋流器等），增效洗脱设备（洗脱搅拌罐、 滚筒清洗机、水平振荡器、加药配药设备等），泥水分离及脱水设备（沉淀池、浓缩池、物 化处理系统等），泥浆输送系统（泥浆泵、管道等）、自动控制系统。施工流程：土壤挖掘一预处理一物理分离一增效洗脱一

21、污泥脱水一废水处理一达标排放关键技术参数：主要包括：土壤细粒含量、污染物性质和浓度、水土比、洗脱时间、洗脱次数、增效剂的选 择、增效洗脱废水的处理及药剂回用等。土壤细粒含量：是决定土壤洗脱修复效果和成本的关键因素，细粒一般是指粒径小于 63-75um的粉/粘粒，通常异位土壤洗脱处理对于细粒含量达到25%以上的土壤不具备成本优 势。污染物性质和浓度：污染物的水溶性和迁移性直接影响土壤洗脱特别是增效洗脱修复的效 果，污染物浓度也是影响修复效果和成本的关键因素。水土比：采用旋流器分级时，一般控制给料的土壤浓度在10%左右；机械筛分根据土壤机械组成情况及筛分效率选择合适的水土比，一般为5:1到10:1

22、,。增效洗脱单元的水土比，根 据可行性实验和中试的结果来设置，一般水土比在3:1到20:1。洗脱时间：物理分离的物料停留时间根据分级效果及处理设备的容量来确定，一般时间为 20min到2h，延长洗脱时间有利于污染物的去除，但同时也增加了处理成本。因此应根据可 行性试验、中试结果及现场运行情况选择合适的洗脱时间。洗脱次数：当一次分级或增效洗脱不能达到既定的土壤修复目标时，可采用多级连续洗脱或 循环洗脱。增效剂类型：一般有机污染选择的增效剂为表面活性剂，重金属增效剂可分为无机酸、有机 酸、络合剂等。增效剂的种类和剂量根据可行性试验和中试结果确定。对于有机物和重金属 复合污染，一般可考虑两类增效剂的

23、复配。增效洗脱废水的处理及药剂回用：对于土壤重金属洗脱废水，一般采用铁盐 +碱沉淀的方法 去除水中重金属，加酸回调后可回用增效剂；有机物污染土壤的表面活性剂洗脱废水可采用 溶剂增效等方法去除污染物并实现增效剂回用。典型案例:工程背景：某有机氯农药厂有40多年的生产历史，于2000年关闭，该地块规划为城市建设 用地。工程规模：1000m3主要污染物及污染程度：主要污染物为六六六和滴滴涕，经检测分析六六六初始浓度为 4.52-46.4mg/kg，滴滴涕初始浓度为 9.81-33.2mg/kg。污染物及土壤理化特征：六六六和滴滴涕属于有机氯农药，疏水性强，溶解度低，在环境中 持久存在，通过生物和化学

24、方式很难降解。污染土壤主要为杂填层，其碎石、石砾等粗粒（2-10mm）含量在58%左右，砂砾（0.3-2mm）含量接近25%，细粒（小于0.3mm）在17%左 右。成本分析：设备运行成本约为300元/m3土，电耗约为36kwh/m3土，主要物耗为增效剂表 面活性剂、废水处理药剂、絮凝剂等，成本约为240元/m3土。修复效果：经过水洗和增效洗脱处理后，六六六去除率为88.5%，滴滴涕去除率为85.8%， 达到了去除率85%以上的修复目标要求，通过了工程项目验收。5.水泥窑协同处置技术 （Co-Processing in Cement Kiln）原理处理能力及成本成熟程度适用范围利用水泥回转窑内的

25、高温、 气体长时间停留、热容量大、 热稳定好、碱性环境、无废 渣排放等特点，在生产水泥 熟料的同时，焚烧固化处理 污染土壤。有机污染土壤从 窑尾烟气室进入水泥回转 窑，窑内气相温度最高可达 18000C，物料温度约为 14500c，高温条件下有机污 染物转化为无机化合物。重 金属污染土壤从生料配料系日处理能力：约300吨/天处理周期：与水泥生产线的 生产能力、污染土 壤投加量、土壤特 性、污染物特性、 污染程度有关。处理成本： 800-1000 元/吨国外与其它技 术相比相对较 少国内始于2005 年，局部地区 使用适用于有机物污染及重 金属。不宜用于汞、砷、铅等 重金属污染较重的土 壤。由于

26、水泥生产对进 料中氯、硫等元素的含 量有限制要求，在使用 该技术时需慎重确定污 染土的添加量。统进入水泥窑，使重金属固定在水泥熟料中。I主要系统及设备：包括土壤预处理系统、上料系统、水泥回转窑及配套系统、监测系统。在原有水泥生产线基 础上，需要对投料口进行改造。还需要必要的投料装置、预处理设施、贮存设施和实验室分 析能力。主要设备包括：密闭贮存设施（如充气大鹏）筛分设备（如筛分机等），尾气处理系统（如 活性炭吸附装置）、上料系统（如存料斗、板式喂料机、皮带计量秤、提升机）、水泥回转 窑及配套系统（如预热器、水泥回转窑、窑尾高温风机、三次风管、回转窑燃烧器、篦式冷 却机、窑头袋收尘器、螺旋输送机

27、、槽式输送机）、监测系统（如氧气、粉尘、氮氧化物、 二氧化碳、水分、温度在线监测、水泥窑尾气和水泥熟料的定期监测）。施工流程:污染土壤进场一土壤暂存一土壤预处理一上料一水泥窑处置一尾气处理、水泥熟料一废气达 标排放关键技术参数:主要包括：水泥回转窑系统配置、污染土壤中碱性物质含量、重金属污染物的初始浓度、氯 元素、氟元素、硫元素含量、污染土壤添加量等。水泥回转窑系统配置：采用配备完善的烟气处理系统和烟气在线监测设备的新型干法回转 窑，单线设计熟料生产规模不宜小于2000吨/天。污染土壤中碱性物质含量：污染土壤提供了硅质原料，但由于污染土壤中K2O、Na2O含量高， 会使水泥生产过程中中间产品和

28、最终产品的碱当量高，影响水泥品质。因此在开始水泥窑协 同处置前，应根据污染土壤中的K2O、Na2O含量，确定添加量。重金属污染物的初始浓度：入窑配料中重金属污染物的浓度应满足水泥窑协同处置固体废 物环境保护技术规范（HJ622）的要求。氯元素、氟元素含量：应根据水泥回转窑工艺特点，控制随物料入窑的氯和氟投加量，以保 证水泥回转窑的正常生产和产品质量符合国家标准。入窑物料中氯元素含量不能高于 0.04%，氟元素含量不能高于0.5%。硫元素含量：配料后的物料中硫化物硫与有机硫总含量不能高于0.014%。从窑头、窑尾高 温区投加的全硫与配料中投加的硫酸盐硫总投加量不能高于3000mg/kg。污染土壤

29、添加量:应根据污染土壤中的碱性物质含量、重金属含量、氯、氟、硫元素含量及 污染土壤的含水率，综合确定投加量。典型案例：工程背景：某地铁线路规划途经某地原化工区，经场地调查和风险评估发现存在多环芳烃污 染土壤。为满足项目施工进度的要求，污染土壤采用异位治理。修复目标：萘：50mg/kg， 苯并（a）蒽 0.5mg/kg，苯并（b）&（k）莹蒽 0.5mg/kg，苯并（a）芘 0.2mg/kg，茚并（123-cd） 芘 0.41mg/kg，二苯并（a,h）蒽 0.22mg/kg。工程规模：61655m3。主要污染物及污染程度：主要污染物多环芳烃。16种常见的多环芳烃沸点大多在200-500 之间，

30、属于半挥发性有机物，均较难被生物降解。调查发现萘最大检出浓度为4100mg/kg， 苯并（a）蒽，138mg/kg，苯并（b）&（k）莹蒽 393mg/kg，苯并（a）芘 72mg/kg，茚并（123-cd） 芘 144mg/kg，二苯并（a,h）蒽 45.7mg/kg。技术选择依据：考虑到污染物多环芳烃半挥发性、难被生物降解特性以及污染物浓度较高的 特点，同时考虑到建设项目的急迫性，对场地污染修复时间短的需求，最终选定水泥窑协同处置技术。成本分析：包括设备改造、水泥产量损失、运行管理费用的处理成本约为800元/m3。其运 行过程中的主要能耗为额外增加的燃料和电消耗。修复效果：依据设计方案该项

31、目处理污染土壤61665m3,在水泥熟料中多环芳烃等污染物均 未检出，达到修复目标并通过主管部门验收。6.原位固化/稳定化技术(In-situ Solidification/Stabilization)原理处理能力及成本成熟程度适用范围通过一定的机械力在原位向 污染介质中添加固化剂/稳 定化剂，在充分混合的基础 上，使其与污染介质、污染 物发生物理、化学作用，将 污染介质固封在结构完整的 具有低渗透系数的固态材料 中，或将污染物转化成化学 性质不活泼形态，降低污染 物在环境中的迁移和扩散。日处理能力：约 10-15m3/h处理周期：一般3-6个月，具体视修 复目标值、工程大小、待 处理土壤体积

32、、污染物化 学性质及其浓度分布情 况、地下土壤特性等因素 而定。处理成本：浅层污染：300-550元/ 吨深层污染：1200-2000 元/吨国外技术较成 熟，运用较多国内尚处于中 试阶段适用于金属、石 棉、放射性物质、 腐蚀性无机物、氰 化物及砷化合物 等无机物。农药/ 除草剂、石油或多 环芳烃类、多氯联 苯、二嗯英等有机 化合物。不宜用于挥发性 有机化合物，以及 以污染物总量为 验收目标的项目。主要系统及设备：包括机械深翻搅动装置系统、试剂调配及输料系统、气体收集系统、工程现场取样监测系统、 长期稳定性监测系统组成。主要设备包括：机械深翻搅动装置（如挖掘机、翻耕机、螺旋中空钻等）、试剂调配

33、及输料 系统（输料管路、试剂储存罐、流量计、混配装置、水泵、压力表等）、气体收集装置（气 体收集罩、气体回收处理装置）、工程现场取样监测系统（驱动器、取样钻头、固定装置）、 长期稳定性监测系统（气体监测探头、水分、温度、地下水在线监测系统）。施工流程：实验室可行性分析一场地试验一土壤深翻搅动、灌浆喷射一药剂喷射一搅拌一气体收集处理 一修复后取样、分析一布置长期稳定性监测网络关键技术参数:主要包括：污染介质组成及其浓度特征、污染物组成及位置分布、固化剂/稳定剂组成与用 量、场地地质特征、无侧限抗压强度、渗透系数、污染物浸出特性等。污染介质组成及其浓度特征:污染介质中可溶性盐类会延长固化剂的凝固时

34、间并大大降低其 物理强度，水分含量决定添加剂中水的添加比例，有机物会影响固化体中晶体结构的形成， 往往需要添加有机改性黏结剂来屏蔽相关影响，修复后固体的水力渗透系数会影响到地下 水。污染物组成：对无机污染物，添加固化剂/稳定化剂即可实现非常好的固化/稳定化效果。对无机物和有机物共存时，尤其是存在挥发性有机物时，则需添加除固化剂以外的添加剂以稳 定有机污染物。污染物位置分布：污染物仅分布在浅层时，通常采用改造的旋耕机或挖掘装置实现土壤与固 化剂混合。当污染物分布在深层时，通常需要采用螺旋钻深挖翻耕装置来实现试剂的添加和 均匀混合。固化剂组成与用量：有机物不会和水泥等物质发生水合作用，通常需要投加

35、添加剂以固定污 染物，石灰和硅酸盐水泥一定程度上还会增加有机物的浸出。同时固化剂的添加比例决定了 修复后系统的长期稳定性。场地地质特征：水文地质条件、地下水流速、场地上建（构）筑物情况、场地附近是否有地 表水存在，这些都会增加施工的难度并对修复系统的长期稳定性产生较大的影响。无侧限抗压强度：修复后固体材料的抗压强度应大于50Pa/ft2（538.2Pa/m2），材料的抗压强 度至少要和周围土壤的抗压强度一致。渗透系数：是衡量固化/稳定化修复后材料的关键因素。渗透系数小于周围土壤时，才不会 造成固化体侵蚀及污染物浸出，一般应小于10-6cm/s。浸出性特征：针对固化/稳定化后土壤的不同再利用和处

36、置方式，采用合适的浸出方法和评 价标准进行评估。典型案例：工程背景：某焦化厂占地面积约147.3万m2,以煤炭为原料生产煤气和焦炭，并主要从焦油 中提取各类煤化工产品。主要污染物类型为PAHs，污染物最高浓度达到666.43mg/kg，其含 量从地表到深层递减。该场地修复后将规划为遗址公园、综合开发区（居住与商业）、工业 用地三类用地。此案例为中试试验。工程规模：237.5m3。主要污染物及污染程度：主要污染物为多环芳烃，其含量为1.n-666.43mg/kg。污染物及土壤理化性质：污染物主要以4环以上难挥发的PAHs为主，2-3环易挥发的PAHs 浓度较低。表层土壤较为酥松，深层粘土（约9.

37、5米）对PAHs的吸附能力强。在固化剂含 量达到10%时能满足修复目标的要求。技术选择：由于表层土壤较为酥松，深层土壤对污染物的粘滞能力较强，污染物难挥发等特 点，在污染深度较浅（小于10m）的情况下，适合于采用原位固化/稳定化处理，使污染物 被固定在一个完整的固化体内，不易进行二次扩散。主要工艺及设备参数：固化区深度0-9.5米，固化剂添加量10%，单套中试装置处理效率为 12.57m3/h,采用的钻杆扭矩为48KN，钻头直径为1.5m。成本分析：包括设备折旧、人员工资、水电消耗、技术服务、管理费、检修、保险、税金等 费用，约为309.9元/m3。修复效果：当固化剂含量达到10%时，污染物浸

38、出浓度大幅度下降，表层浸出浓度由583.84mg/kg 降至 131.29mg/kg，下降 77.5%。7.原位化学氧化/还原技术(In-Situ Chemical Oxidization/Reduction)原理处理能力及成本成熟程度适用范围通过向土壤或地下水的污染 区域注入氧化剂/还原剂,通 过氧化或还原作用，使土壤 中的污染物转化为无毒或者日处理能力： 修复周期：3-24个 月，修复地下水时国外技术成 熟、应用广泛化学氧化/还原受PH值 影响较大化学氧化：适用于石油 烃、BTEX、MTBE、酚类、毒性较小的物质。常见的氧化剂：高锰酸盐、 过氧化氢、芬顿试剂、过硫 酸盐和臭氧。常见的还原剂

39、：硫化氢、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。间更长 处理成本： 123美元/m3国内发展较 快、已有工程 应用含氯有机物、多环芳烃、 农药等大部分有机物。 化学还原：可处理重金 属类（如铬）和氯化有 机物。不适用情况：土壤存在 腐殖酸、还原性金属区 域，土壤渗透性较差区 域。主要系统和设备：药剂制备/存储系统、药剂注入井、药剂注入、搅拌系统、监测系统。药剂注入井：药剂通过注入井注入到污染区，注入井的数量和深度根据污染区的大小和污染 程度进行设计。药剂注入系统：药剂储存罐、药剂注入泵、药剂混合设备、药剂1流量计、压力表等。监测系统：注入井的周边和污染区的外围还

40、应设计监测井，对污染区的污染物及药剂的分布 和运移进行修复过程中及修复后的效果监测。施工流程：调查一场地平整、注入井建设一药剂注射一过程检测一采样自检一验收一堵井关键技术参数:包括药剂投加量、污染物类型、土壤均一性、土壤渗透性、地下水位、PH值和缓冲容量、 地下基础设施等。药剂投加量：药剂的用量由污染物药剂消耗量、土壤药剂消耗量、还原性金属药剂消耗量等 因素决定。由于原位化学氧化/还原技术可能会在地下产生热量，导致土壤和地下水中的污 染物挥发到地表，因此需要控制药剂注入的速率，避免发生过热现象。污染物类型：不同药剂适用的污染物类型不同，如果存在非水相液体NAPL），由于溶液中 的氧化剂只能和溶

41、解相中的污染物反应，因此反应会限制在氧化剂溶液和非水相液体界面 处。如果轻质非水相液体（LNAPL）层过厚，建立利用其它技术进行清除。土壤均一性：非均质土壤中易形成快速通道，使注入的药剂难以接触到全部处理区域，因此 均质土壤更有利于药剂的均匀分布。土壤渗透性：高渗透性土壤有利于药剂用勺均匀分布，更适合使用原位化学氧化/还原技术。 由于药剂难以穿透低渗透性土壤，在处理完成后可能会释放污染物，导致污染物浓度反弹， 因此可采用长效药剂（高锰酸盐、过硫酸盐）来减少这种反弹。地下水位：该技术通常需要一定的压力才把药剂心注入，若地下水位过低，则系统很难达到所需 的压力，但当地面有封盖时，即使地下水位较低也

42、可以进行药剂U投加。PH值和缓冲容量：PH值和缓冲容量会影响药剂的活性，药剂在适宜的PH值条件下才能发挥 最佳的化学反应效果。有时需投加酸以改变PH值条件，但可能会导致土壤中原有的重金属 溶出。地下基础设施：若存在地下基础设施（如电缆、管道等），需谨慎使用该技术。典型案例：工程背景：某原农药生产场地，场地调查和风险评估发现场地中部分区域存在土壤和地下水 污染，主要污染物为邻甲苯胺、对氯甲苯、1-2二氯乙烷。工程规模：土壤污染量为25000m3,地下水污染面积约6000m2，深度为18米。主要污染物及污染程度：土壤中的主要污染物为邻甲苯胺、对氯甲苯、1-2二氯乙烷，最大 污染浓度分别为10.6m

43、g/kg、36mg/kg、8.9mg/kg。地下水中的主要污染物为邻甲苯胺、1-2二氯乙烷，最大污染浓度分别为1.27mg/kg、2mg/kg。土壤的修复目标值为邻甲苯胺6.5mg/kg、对氯甲苯 0.7mg/kg、1-2 二氯乙烷 1.7mg/kg。技术选择：综合场地污染物特性、污染物浓度、土壤特征以及项目开发需求，选定原位化学 氧化技术进行非挖掘区地下水污染治理。成本分析：该地下水原位化学氧化处置项目的投资、运行和管理费用约为2000-2500元/m2 深度18米，约合110-150m3,其运行过程中的主要能耗为离心泵的电耗，约为1.5kwh/m3。8. 土壤植物修复技术（Soil Phy

44、toremediation）原理处理能力及成本成熟程度适用范围利用植物进行提取、根际滤 除、挥发和固定等方式移除， 转变和破坏土壤中的污染物 质，使污染土壤恢复其正常 功能。国内外该技术多侧重 于重金属。日处理能力：修复周期：3-8年 处理成本：100-400 元/吨国外技术相对 成熟、有应用 案例国内实验室研 究较早，针对 砷污染农田已 有工程应用示 范区适用于重金属以及特定 的有机污染物（石油烃、 五氯酚、多环芳烃等） 不适用于未找到修复植 物的重金属，六六六、 滴滴涕污染的土壤，污 染物浓度过高的区域， 以及土壤理化性质遭到 严重破坏、不适合植物 生长的区域。主要系统和设备：主要包括植物

45、育苗、植物种植、管理与收割系统、处理处置系统、再利用系统。设备主要包括育苗设施、翻耕设备、灌溉设备、施肥机械、焚烧炉、尾气处理设备、重金属 回收设备等。施工流程：场地调查一育苗一移栽一田间管理一收割一安全焚烧一验收关键技术参数:包括污染物类型、污染物初始浓度、修复植物选择、土壤PH值、土壤通气性、土壤养分含 量、土壤含水率、气温条件、植物对重金属的年富集率及生物量、尾气处理系统污染物排放 浓度、重金属提取效率等。污染物初始浓度：采用该技术进行修复时，土壤中污染物的初始浓度不能过高，必要时采用 清洁土或低浓度污染土进行稀释，否则修复植物难以生存，处理效果受到影响。土壤PH值：需要适宜的土壤酸碱度

46、。土壤养分含量：土壤中有机质或肥力应能维持植物较好生长。土壤含水率：为确保植物生长过程中的水分需求，一般情况下土壤中的水分含量应该控制在 确保植物较好生长的土壤田间持水量。气温条件：低温条件下植物生长会受到抑制，在气候寒冷区域，需通过地膜或冷棚等工程措 施确保植物生长。植物对重金属的年富集率及生物量：由于主要以植物富集为主，因此对于生物量大且有可供 选择的超富集植物的重金属（如砷、铅、镉、锌、铜），植物修复技术的处理效果往往较好。 但是对于难以找到富集率高或植物生物量小的重金属污染土壤，处理效果有限。典型案例：工程背景：某地因开矿和尾矿大坝损坏引起农田大面积砷污染，经场地调查和风险评估，砷污染

47、土壤面积总计约1000余亩。前期进行了 17亩蜈蚣草治理砷污染土壤示范工程，直接采 用种植蜈蚣草、蜈蚣草+桑树套种技术，将污染土壤修复至30mg/kg以下。工程规模：17亩。主要污染物及污染程度：土壤中的主要污染物为砷、铅、锌、镉。砷的检出浓度超出国家标 准5-10倍，最高超出50倍以上。土壤理化特性：土壤PH值范围为3.8-7,大部分区域呈酸性。技术选择：主要进行重金属污染与酸污染修复。在进行砷、铅等复合污染土壤的植物修复过 程中，应充分考虑修复植物对这些重金属的抗性、耐性和富集性，以及酸污染对修复植物的 毒害，搭配适宜的富集植物蜈蚣草以修复重金属复合污染与酸污染。富集砷的蜈蚣草晾干后 通过

48、添加重金属固定剂进行焚烧方式处理。成本分析：包含建设施工投资、设备投资和运行管理费用，处理成本约为2-3万元/亩，运 行过程中的主要能耗为灌溉、焚烧和尾气处理的电耗、田间管理的人工成本。9. 土壤阻隔填埋技术 (Soil Barrier and Landfill)原理处理能力及成本成熟程度适用范围将污染土壤或治理后的土壤 置于防渗阻隔填埋场内，或 通过铺设阻隔层阻断土壤中 污染物迁移扩散的途经，使 污染土壤与四周环境隔离， 避免污染物与人体接触和随 降水、地下水迁移。按照实 施方式可分为原位阻隔覆盖 （污染区域四周及顶部与外 界完全隔离）和异位阻隔填 埋（填埋到HDPE膜的防渗填 埋场）。日处

49、理能力：修复周期：与工程 规模、污染物类 型、污染程度密切 相关，相对其它技 术，处理周期较短 处理成本：原位：500-800元 /m3，异位：300-800元 /m3国外已应用30 多年、有上千 个工程案例国内原位技术 尚未推广，异 位技术通常与 固化/稳定化 技术联用适用于重金属、有机物 以及两者的复合污染土 壤不适用于污染物水溶性 强或渗透性高的污染土 壤，以及地质活动频繁、 地下水位高的区域。主要系统和设备：原位主要包括土壤阻隔系统（HDPE膜、泥浆墙）、土壤覆盖系统（粘土层、人工合成材料 衬层、沙层、覆盖层等一层或多层组合）、监测系统（阻隔区域上下游的监测井）。异位主 要包括：土壤预

50、处理系统、填埋场防渗阻隔系统（HDPE膜、土工布、钠基膨润土、土工排 水网、天然粘土等防渗阻隔材料构筑而成）、渗滤液收集系统、封场系统、排水系统、监测 系统。原位技术设备主要包括冲击钻、液压式抓斗、液压双轮铣槽机、挖掘机、推土机、吊装设备、 焊膜机等。异位技术设备主要包括破碎机、筛分机、土壤改良机、装载机、压实机、推土机、吊装设备、 焊膜机等。施工流程：原位技术：确定污染阻隔区域边界一四周设置阻隔系统一表层设置覆盖系统一定期监测 异位技术:挖掘后的土壤进行预处理一建设填埋场防渗系统一污染土壤填埋一封场一建立排 水系统、气体收集系统一配备土壤、地下水监测关键技术参数:原位技术包括阻隔材料性能、阻

51、隔系统深度、土壤覆盖层厚度等。阻隔材料性能：阻隔材料渗透系数要小于10-7cm/s，要具有极高的抗腐蚀性、抗老化性，很 强的抗紫外线能力，使用寿命100年以上，无毒无害。阻隔材料应保证阻隔系统连续、均匀、 无渗漏。阻隔系统深度：通常阻隔系统要阻隔到不透水层或弱透水层，否则会消弱阻隔效果。土壤覆盖厚度：对于粘土层通常要求厚度大于300mm，且经机械压实后的饱和渗透系数小于 10-7cm/s，对于人工合成材料衬层，满足垃圾填埋场用高密度聚乙烯土工膜（J/T234） 相关要求。异位技术包括防渗阻隔填埋场的防渗阻隔效果、填埋的抗压强度、污染土壤的浸出浓度、土 壤含水率等。防渗阻隔效果：该括防渗阻隔填埋

52、场通常由压实粘土层、钠基膨润土垫层GCL）、HDPE膜 组成，渗透系数小于10-7cm/s。抗压强度：对于高风险污染土壤，须经固化/稳定化后处置。为了能安全贮存，固化体必须 达到一定的抗压强度，否则会出现破碎，增加暴露表面积和污染可能性，一般在0.1-0.5MPa 即可。浸出浓度：高风险污染土壤经固化稳定化处置后浸出浓度要小于相应危险废物鉴别标准浸 出毒性鉴别（GB5085.3）中浓度规定限值。土壤含水率：要低于20%。典型案例：工程背景：某水源地对重金属污染土壤进行综合治理，以异位土壤阻隔填埋方法治理土壤中 重金属污染，该区域原为企业用地后变更为水源地，由于该工期为5个月，周期较短，修复 标

53、准严格，清挖参照展览会用地土壤环境质量标准A级标准，阻隔填埋标准参照地表 水质量环境标准IV类水体标准值，为此对高风险污染土壤经清挖处置后，采用土壤阻隔 填埋技术。工程规模：17万m3污染土壤。主要污染物及污染程度:Cr、Pb、Cd、As、Cu、Zn、Hg、Ni。其中Cr最高污染浓度28500mg/kg,Pb 最高污染浓度7514mg/kg,Cd最高污染浓度0.97mg/kg,As最高污染浓度30.41mg/kg,Cu最高 污染浓度3560mg/kg,Zn最高污染浓度3926mg/kg,Hg最高污染浓度6.05mg/kg,Ni最高污染 浓度 106mg/kg。土壤理化特性：污染土壤主要为粉粘土

54、和粘土，渗透系数较低，达到10-7-10-8cm/s。技术选择：综合以上污染物特性、污染物浓度、土壤特征、以及项目建设开发需求，最终选 定技术成熟、成本较低、运行管理简单的污染土壤阻隔填埋技术。成本分析：包含建设施工投资、设备投资和运行管理费用，处理成本约为500元/m3。10.生物堆技术 （Biopile）原理处理能力及成本成熟程度适用范围对污染土壤堆体采取人工强 化措施，促进土壤中具备污 染物降解能力的土著微生物 或外源微生物的生长，降解 土壤中的污染物。日处理能力：修复周期：1-6个月处理成本：美国：130-260美国外技术成 熟、应用广泛国内发展比较 成熟、相关核适用于石油烃等易生物

55、降解的有机污染土壤、 油泥。不适用于重金属、难降 解有机污染物，粘土类 污染土壤修复效果较元/m3，国内：300-400元/m3需经过实验室小 试或中试进行估 算心设备已能够 完全国产化。差。主要系统和设备:主要包括土壤堆体系统（污染土壤堆、堆体基础防渗系统、渗滤液收集系统、堆体底部才 管网系统、堆内土壤监测系统、营养水分添加管网、顶部进气系统、防雨覆盖系统）、才 系统（抽气风机、气水分离及过滤系统、风机变频调节系统、尾气处理系统、电控系统、 障报警系统）、营养水分调配系统（固体营养盐溶解搅拌系统、流量控制系统、营养水5 加泵、堆体顶部的营养水分添加管网）、渗滤液收集处理系统（收集管网及处理装

56、置）、 线监测系统（含水率、温度、二氧化碳、氧气在线监测仪器）。主要设备包括：抽气风机、控制系统、活性炭吸附罐、营养水分添加泵、监测仪器等 施工流程:污染土壤进场一土壤暂存一土壤筛分一生物堆一除尘、尾气处理、渗滤液处理关键技术参数:包括污染物的生物可降解性、污染物的初始浓度、土壤通气性、土壤营养物质含量、土著微 生物数量、土壤含水率、土壤温度和PH值、运行过程中堆内氧气含量以及土壤中重金属含 量。污染物的生物可降解性：对于易于生物降解的有机物（如石油烃、低分子烷烃），生物堆二 术的降解效果较好，对于持久性有机污染物、高环的多环芳烃等难以生物降解的有机污染物 污染土壤的处理效果有限。污染物的初始

57、浓度：初始浓度过高会影响微生物生长和处理效果，需要采用清洁土或低浓度 污染土壤对其进行稀释。土壤通气性：污染土壤本征渗透系数应不低于10-8cm2,否则应添加木屑、树叶等蓬松剂增大 土壤的渗透系数。土壤营养物质含量：土壤中碳氮磷的比例宜维持在100： 10:1,以满足好养微生物的生长繁 殖以及污染物的降解。微生物含量：一般土壤微生物的数量不应低于105数量级。土壤含水率：宜控制在90%的土壤田间持水量。土壤温度和PH值：温度宜控制在30-400C范围，PH宜控制在6.0-7.8。堆内氧气含量：运营过程中应确保堆内氧气分布均匀且含量不低于7%。土壤中重金属含量：不应超过2500mg/L。典型案例

58、:工程背景：某原化工区，经场地调查和风险评估发现存在苯胺污染土壤约49920m3。为满足 项目施工进度及建设施工方案的要求，这部分污染土壤采用异位处理使苯胺浓度小于 4mg/Kg。工程规模：49920m3。主要污染物及污染程度：主要污染物为苯胺，最大检出浓度为5.2mg/kg,苯胺饱和蒸气压为 0.3,辛醇-水分配系数为0.9,具备一定的挥发性，能在负压抽提下部分通过挥发而去除。 同时，研究表明其在好氧条件下的生物降解半衰期为5-25天，降解性能较好。土壤理化特性：污染土壤中砂为主，有机质含量相对较低，污染物拖尾效应较弱，通气性能 好，本征渗透系数达到10-6cm2,有利于氧气的均匀传递。技术

59、选择：考虑到污染较轻、污染物的挥发性、生物易降解性，土壤有机质含量低、渗透性 较好以及修复成本等因素，选定批次处理能力大、设备成熟、运行管理简单、无二次污染且 修复成本相对较低的生物堆技术。成本分析：包含建设施工投资、设备投资和运行管理费用，处理成本约为350元/m3。11.地下水抽出处理技术 (Groundwater Pump and Treat)原理处理能力及成本成熟程度适用范围根据地下水污染范围，在污 染场地布设一定数量的抽水 井，通过水泵和水井将污染 地下水抽取上来，然后利用 地面设备处理。处理后的地 下水，排入地表径流回灌到 地下或用于当地供水。日处理能力：修复周期：与场地 的水文地

60、质条件、 井群分布、井群数 量密切相关。处理成本：15-215 美元/m3，国外已形成完 善的技术体系国内已有工程 应用，是地下 水污染治理的 主要技术之一。适用于处理多种污染物 类型的重度污染地下水 区域。不适用于吸附能力较 强、渗透性较差或存在 非水相液体的含水层。 该技术处理时间长，很 难将污染物彻底去除， 地下水抽出处理后，后 续处置问题较难解决主要系统和设备：主要包括地下水控制系统、污染物处理系统、地下水监测系统。主要设备包括：钻井设备、建井设施、抽水泵、压力表、流量计、地下水水位仪、地下水水 质在线监测仪器、污水处理设施等施实过程：计算、分析、设计一建立地下水控制体系-抽出污染地下