污染土壤的环境修复技术

7.污染土壤的环境修复技术7.3污染土壤的化学修复技术定义：它是指根据污染物和土壤的性质，选择合适的化学修复剂(氧化剂、还原剂、沉淀剂、解吸剂、增溶剂等)加入土壤，使污染物和修复剂发生一定的化学反应而被降解或解毒的技术。污染土壤的化学修复技术根据反应特点分类：土壤性能改良化学氧化修复化学还原和还原脱氯化学淋洗溶剂浸提燃烧氧化降解水解7.3.1土壤性能改良修复技术对于污染程度较轻的土壤,可以根据污染物在土壤中的存在特性,向土壤中施加某些化学改良剂和吸附剂,如石灰、磷酸盐、堆肥、硫磺、高炉渣、铁盐以及粘土矿物等,修复被重金属和有机物污染的土壤,这就是土壤性能化学改良技术(chemicalameliorationremediationofsoilproperties)。土壤性能改良修复技术主要方法：1.施用改良剂石灰性物质有机物质和黏土矿物离子拮抗剂化学沉淀剂2.改变氧化还原电位（调节土壤的Eh）土壤性能改良修复技术应用实例：1998年美国某公司在两个被铅污染的土壤使用了土壤改良的EnvirobondTM技术，修复表明铅的浓度由382mg/L降到1.4mg/L，降幅达99%，同时修复后的土壤还减少了12.1%的铅的生物可利用性。7.3.2化学氧化修复技术定义：化学氧化修复在多数情况下是指原位化学氧化修复，通过在污染区设置不同深度的钻井，然后通过钻井中的泵将化学氧化剂注入到土壤中，使氧化剂与污染物产生氧化反应，达到使污染物降解或转化为低毒、低移动性产物的目标。化学氧化修复技术主要修复对象：污染期长和难生物降解的污染物，如油类、有机溶剂、多环芳烃、PCP、农药以及非水溶态氯化物（如三氯乙烯、TCE）常用到的氧化剂：液态的过氧化氢、高锰酸钾和气态的臭氧化学氧化修复系统的组成：

注射井、抽取井、氧化剂化学氧化修复技术氧化分散技术传统的氧化分散技术有竖直井、水平井、过滤装置和处理栅等。对于低渗土壤,可以采取创新的技术方法如土壤深度混合、液压破裂等方式对氧化剂进行分散化学氧化修复技术应用实例：Gates等发现,每kg土壤中加20gK2MnO4可降解100%TCE、90%PCE。West等也注意到K2MnO4处理TCE的高效性,作为技术推广前的筛选实验,他们发现90min内,115%K2MnO4能将溶液中的TCE浓度1000mg/L降低到10mg/L。化学氧化修复技术Day发现,在含有100mg/kg苯的土壤中,通入500mg/kg的臭氧能够达到81%的去除率。Masten等的试验证明,向含有萘酚的土壤中以250mg/h的速度通O3,213h后可达到95%的降解率。如果污染物是苯,在流速为600mg/h、时间为4h的情况下,其降解率为91%。7.3.3化学还原与还原脱氯修复技术定义：化学还原与还原脱氯修复是指采用化学还原剂对污染物还原为难溶态，从而使污染物在土壤环境中的迁移性和生物可利用性降低的一项污染土壤原位修复技术。化学还原与还原脱氯修复技术原理：原位化学还原与还原脱氯修复技术需要构建一个可渗透反应区并填充以化学还原剂,修复地下水中对还原作用敏感的污染物，当这些污染物迁移到反应区时,或者被降解,或者转化成固定态,从而使污染物在土壤环境中的迁移性和生物可利用性降低。通常这个反应区设在污染土壤的下方或污染源附近的含水土层中。化学还原与还原脱氯修复技术常用的还原剂有SO2、H2S气体和Fe0胶体等。系统设计：化学还原与还原脱氯修复的过程涉及到：注射、反应和将试剂与反应物抽取出来三个阶段。化学还原与还原脱氯修复技术应用实例：Amonette等在实验室人为构建了一个土壤下层污染区,观察SO2对无机和有机污染物的修复效率、SO2还原反应持续的时间和反应活性,结果表明,1/4的Fe3+能够很快被还原,并且随着还原程度的升高,还原效率呈指数下降,直到75%的Fe3+被还原为止。在此基础上构建的以含水土壤为主要组分的还原活性反应区能够在1周内降解90%的CCl4。化学还原与还原脱氯修复技术Thornton探讨了H2S原位修复处理土壤Cr6+的可行性:Cr6+浓度为200mg/kg,以N2为载气,让浓度为200mg/m3和2000mg/m3的H2S通过土壤柱,直到S/Cr为10∶1为止,然后用地下水或去离子水淋洗土柱,并分析淋洗液中Cr浓度,结果发现90%的Cr已经失去活性。7.3.4化学淋洗修复技术定义：化学淋洗修复技术是指借助能促进土壤环境中污染物溶解或迁移作用的化学/生物化学溶剂,在重力作用下或通过水力压头推动淋洗液,将其注入到被污染土层中,然后再把包含有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。化学淋洗腿修复技术原位化沿学淋洗毒修复技灶术原位化辱学淋洗宁修复技巾术要在晨原地搭旦建修复疤设施,把包括淋洗液色投加系旗统、土壤下生层淋出次液收集你系统和淋出液登处理系裤统;同时,岗由于污染运物在与化睁学清洗剂泊相互作用色过程中,促通过解吸、螯合、溶解或络合等物理箩化学过驴程而形引成了可捆迁移态居化合物瓜,因此绒有必要窗把污染水区域封假闭起来葛,通常富采用隔览离墙等拐物理屏东障。为闻了节省苹工程费伍用,该万技术还坝应包括飘淋出液造再生系砍统化学淋洗拢修复技术异位化并学淋洗皱修复技哥术与原位哪化学淋胳洗修复具技术不舞同的是会,异位西化学淋您洗修复他技术要宝把污染格土壤挖掘出屠来放在容章器中,倡用溶于抖水的化苍学试剂泪来清洗、去除污权染物,再处羊理含有进污染物利的废水弃或废液伪;然后在,洁净酱的土壤摇可以回填或运到其他地点业。化学淋洗装修复技术应用实葡例：美国新泽芦西州温斯雷洛镇的污屠染土壤异街位修复,晴这块4素hm2的土地质是KO莫P公司伸的工业郑废物丢甲弃点,某周围的无土壤和同污泥被较砷、铍诱、镉、汽铬、铜择、铅、亩镍和锌道所污染染,其中卷铬、铜掀和镍在波污泥中良的浓度绳最高值镇各自均菌超过了墨100占00群mg/裤kg。菊进行土啊壤化学滩清洗修惜复工作短后,清剥洁土壤斥中的镍邻平均浓秒度下降亦到25给mg京/kg贴,铬下晌降至7捧3m抬g/k怖g,铜删下降为混110龄mg复/kg放。7.3芬.5赢溶剂甲浸提修骆复技术溶剂浸提着修复技术活(so跑lven研tex狗trat通ion属reme御diat袄ion)崖是一种利肉用溶剂将有害化性学物质从絮污染土壤淘中提取出来或去除的技术辣。属于橡土壤的环异位处威理。溶剂浸提曲修复技术应用实例逮：美国Te次rra-漂Klee拘n公司在榆这方面作狱了许多有嫁益的探索饼并已成功隔用于土壤徐修复。到垮目前为止码,Te责rra-谜Klee绵n公司利驶用该技术杯已经修复予了大约2哲×104m3被PC首Bs和二恶英碍污染的土袍壤和沉积答物,浓度匀高达2跃×104mg/k仿g的PC套Bs被减辰少到1慈mg/k诞g,二恶踏英的浓度猎减幅甚至带达到了9洪9.9%该。7.4骡污染土版壤的生物壮修复技术定义：它是利术用生物，通过人鸟为控制，倚将土壤中核的有毒有乏害污染物吸收、分解和转化为无害物名质的过程贞。生物修复谱技术分类墓：原位微生剂物修复、异位微生犯物修复和植物修复异位微店生物修淹复异位微生属物修复是评将受污染是的土壤、盲沉积物移离原地，在异地利用特异谅性微生物尿和工程技杀术手段进滋行处理，管最终污染渐物被降解，使受狗污染的土壤恢曲复原有的损功能的坦过程。主要的工集艺类型包迹括土地填埋、土壤耕废作、预备床、堆腐、泥浆生物剪反应器。异位微踢生物修古复1.土地桂填埋定义：土浅地填埋是硬将废物作弓为一种泥致浆，将污以泥施入土蜜壤，通过施肥、灌溉、添加石灰等方式调圾节土壤的麻营养、湿贵度和pH献值，保持坚污染物在停土壤上层宗的好养降敲解。异位微燃生物修招复2.土壤狮耕作土壤耕煮作是在非透性慈垫层和砂层上，将污损染土壤以矛10~3劝0cm的仔厚度平铺吸其上，并活淋洒营养物惨、水及竭降解菌详株接种衬物，定期弯翻动充港氧，以系满足微怠生物生瞒长的需从要，彻迟底清除乳污染物惭。土壤耕作铲属于好养百微生物降葡解处理，舱使用土壤皮为微生物避生长基质戴，为加速渠微生物的尘降解需要把人为促进捞通风（翻妹耕、加蓬慢松剂）、孙加入营养缠液（化肥工粪肥）、跳调节pH猾值（加入域石灰、明躁矾、磷酸戴）等手段籍加以控制维。异位微生移物修复应用实例划：Hyz办y等成提功地用拦该方法晨对规模摩400悉0m3受PAH顺s污染的书池塘沉积掉物惊醒修底复，PA粉Hs的浓党度由10诞00mg锹/L降至耻100m猴g/L。Hut松zle该r在1构989升年报道永了土地角耕作修伴复PC井P污染起土壤，目先在处刃理床底跑铺设2撕mm厚忌的HD闲PE膜岗，渗滤辟液收集号系统上恐设15竹cm厚宋的沙砾福层，将平污染土贯壤挖出大摊开至找0.4做m厚置迈于沙砾毒层上，终并加入宁8cm变厚牛粪右和下水止道污泥时。用此泪方法修钳复了4奏000异m3污染土壤驶，使PC剩P浓度由劝100m晨g/kg闸降至5m灵g/kg砌。异位微生痒物修复3.预备床:预备床猾就是受麻污染的他土壤从暂污染地厉区挖掘起来进废行异地处理，防止污染物向慢地下水或钟更广大地戒域扩散。即将土冷壤运输到叹一个经过鸽各种工程机准备预备雨床堆放，腿形成上升笛的斜坡，等并在此进漫行生物恢毁复的处理读，处理过鸟程中通过锅施肥、灌讨溉、控制滔pH值等搏方式保持耐对污染物茧的最佳降劫解状态，面有时也加羽入一些微支生物和表投面活性剂厅，处理后向的土壤再转运回原地法。异位微吧生物修册复应用实例蚂：在一受殖氯酚污简染的土封壤中，陈用35率m3的软木树兵皮和70徐m3的污染土她壤构成处姥理床，然默后加入营妹养物，经难过三个月奸的处理，豆氯酚浓度债从210警mg/L态降到30羊mg/L垒。Ell蹦is等亲用具有仅滤液收饺集和水群循环系代统的预挣制床对秤斯德哥离尔摩中胶部防腐其油生产础区的土潜壤进行料治理，敬土壤中劈燕多环芳器烃的浓励度从1初024很.4m悼g/L环降至3贝24.事1mg驴/L。异位微生每物修复4.堆迟腐法：就是利惜用传统票的积肥方法，堆积悠污染土茅壤，将新污染土壤与有电机物（施加一稿定数量的宗稻草、麦巷秸、碎木探片、和树蕉皮等）、粪便等混合起惑来，依靠牌堆肥过程芽中微生物的斯作用来降解受土壤中盖难降解凉的有机航污染物辨。工艺类食型:条形堆，静态堆，反应器扰堆异位微势生物修肝复应用实例爆：Bei精g等报田道了在洽挪威用虎堆腐法悔处理2浩000榜0t被郊PAH余s污染亩的土壤缓。将土腥壤和松驶树皮1将：1混涉合后定寺期喷水袜，并通启过堆翻纵、通气裳和加过买氧化氢翠等方法白进行通损风处理箱，结果辞表明7些周后P习AHs驼浓度由钉500栋mg/南L降至誓20m反g/L钱，氮、立磷营养忍元素能固显著加练速微生钞物的降伤解效率敌，并且胃环境温显度在4曲摄氏度沾仍然可愚以去除笔PAH飞s。姜昌亮采痕用堆腐条屑形堆法，匪处理石油送污染的土例壤，结果浊表明效果湖理想。异位微生谱物修复5.份泥浆生链物反应拣器定义：生物泥闻浆反应河器是一肆种异位生物萍修复技术,通开过为微达生物提美供最佳的代逝谢条件而达到快稿速清除污倾染物的目的咏。异位微生塘物修复典型工艺请流程典型的扇工艺流坝程说明乔如下(蹦图1)柴:挖套出受污娃染的土绩壤,过筛筛去大透块部分后后送入泥浆反禾应器,铃加水稀释为设计花浓度的原泥浆。脆在反应乌器内设搅拌器,以圈改善土壤沸的均一性胃,也能轰使微生物窑和底物洗充分接宴触。运转过欢程中根据奖需要添加冒营养物,盘接种高再效菌体,炼鼓入空索气,调右节pH烈值和温度闻,使微北生物代谢刃处于最佳状坏态,从伸而快速课清除污壳染物。欣反应器逢出水在浓缩池中进行泥水分削离,上层康液处理后希排入下水座道,浓翼缩后的固体则送回原沸地。原位微生耕物修复技仁术原位微生价物修复技约术原位微育生物修瞒复是指不移动受污染的石土壤,通疾过直接加蛙入营养物、供氧以增加毕土著微伏生物的谎代谢活遭性,从帆而有效恳地降解仆土壤中敏的污染迹物。特点:毕土壤的小结构基聋本不受如破坏，轮对周围骑环境影剪响小，乓生态风妇险小;脑工艺路献线和处基理过程铅相对简增单，不遮需要复息杂的设摊备，处龟理费用誉较低；熊但是整拳个处理章过程难拜于控制如。原位微皇生物修蜡复生物强铸化法：它是基于返改变生物杠降解中微浓生物的活性和挡强度而设计的伤。包括土著菌呀的生物锋培养法和引进外来清菌的投菌韵法。原位微生贤物修复生物培段养法是定期向土壤中突投加过氧化必氢和营任养元素，以满兔足污染帖环境中呆已经存森在的降猫解菌的凯需要，继以便使晚土壤微旗生物通紫过代谢腾将污染驳物彻底共矿化成CO2和H2O。投菌法锈就是直接向遭受污沉染的土壤寒接入外源的炼降解菌同时提供幸这些细菌攀生长所需氧源和营形养素。以满胁足污染灵环境中馆已经存水在的降假解菌的究需要，肃以便使丧土壤微货生物通誉过代谢屿将污染冷物彻底蜜矿化成CO2和H2O。原位微妙生物修五复应用实例敌：Elli巡寿s等在一柿个废弃的跃木材防腐搁油生产区蛋，对高浓耗度低分子嘱量多环芳泽烃和高分恐子量的多男环芳烃污秋染进行就泄地投菌处切理。在0劈燕.9~4纳.5m的岛深度范围爬内，土壤河中防腐油高的总浓度旷为10~劫3200嘉mg/k哥g土。在鸡污染区设央置一些井搞，往井中刘注入含有弦营养盐的蛋磷酸氢钾奴，氧源和壮表面活性头剂的溶液械，并接种挤能促进多钓环芳烃降迅解的微生与物，对污想染区进行就处理。污饥染土壤经消过4个月饮的处理，烂所有多环着芳烃的降末解都很明帐显。原位微生捆物修复生物通风伍法：生物通风洞工艺是一暂种强化污次染物生载物降解的修复工礼艺。一般务要打两口洋井，安装鼓风机和真空泵，将新鲜哥空气强行排入土壤中牲，然后均再抽出，土壤燃中的挥漠发的污冷染物也副随之去捎除。在念通入空素气时，栋有时加鹊入一定液量的N唐H3气，可极为热中艳的降解赖菌提供注氮素营艳养；有邮时也可漫将营养浙物与水链经渗滤中通道分呼批供给应，从而沈达到污画染物降煤解的目悬的。另兵外还可疗以将空犹气加压熔注入到乔污染地骡下水的陡下部，毕气流加乱速地下洋水和土劫壤中有央机物的猾挥发和宁降解。原位微生者物修复应用实例申：Agr诊elo纽奉t等用帮该技术泡尝试性航地清除拜CCl4地下储罐返泄漏污染撑，分析表鼻明：土壤咏通风技术缘瑞是一种比蜓土壤挖掘故、土壤淋泛洗等更有趴效的去污猎技术。Cro茧w等在截汽油泄驾漏做了稿通风实克验，结分论表明钥,随着虽空气速返度增加症，汽油蛛蒸汽去捉除速率订增加；屿在进气丝式井和出秀气井连狠线区域辜，空气竭速率较示高，窄仪区域土戴壤中汽积油蒸汽氧浓度降抛低最快惕。原位微搜生物修钟复泵出生物杂法该工艺天主要用维于修复叶受污染地皆下水和由此等引起的土壤污染，需在伐受污染朵的区域各钻井。甜井分为振两组，盘一组是注入井，用来逼将接种衫的微生该物、水射、营养笛物和电句子受体俯等按一独定比例矛混合后进注入土做壤中；菌另一组芬是抽水井通过向补地面上趣抽取地口下水造仰成地下宿水在地订层中流袍动，促嗽进微生撕物的分针布和营腹养物质汁的运输佩，保持含氧气的花供应。原位微佳生物修帜复应用实例晴：Kea颂mfe扭r用泵魄出生物恒工艺向游被石油谢污染的俯土壤和挨地下水读连续俭注入适冬量的N享、P、剩NO3-及H2O2等电子押受体，绪经过2党天。分卷析表明脏随着时赏间的延联长，菌氧量在增区加，细林菌多余级70种胜，石油旗烃的浓螺度明显瓶下降。工艺特点燃：简单，零费用省，泪由于强化晒措施少，罗处理时间犬会有所增森加，适用挽于处理污腊染时间较储长、状况倒已基本稳姿定的地区步或者受污惊染面积较想大的地区侦。7.4.共4植物修复刊技术植物修谢复技术漂就是运欢用农业技华术改善污染锻土壤对植拾物的限制省条件，使赛之适于种斜植，并通庭过种植优搁选的植物累及其根际围微生物直孩接或间接洗地吸收、挥发、分离和降解污染物，标恢复重建侍自然生态箭环境和植输被景观，衬使之不再首威胁人类银的健康和系生存环境僚。有机污染捏物的修复1.植物姐吸收一种是在光有机质很亦少的砂质土播壤中，利史用根吸收和柄收获进行植浪物修复俘的方法彩。（举罗例）另一种是放运用植物妈从土壤中矮直接提取蓄有机污染喝物的方法亿是根累积后经木质部着转运，随后善从叶表挥劈燕发得以去除鲜。（举例盼）有机污染陷物的修复植物降解一些有机裳污染物能锋被植物或塘其根际微痰生物降解拘甚至矿化缎。植物的件根和茎都屯有相当的克代谢活性揪，即使在翠根以外，充一些代谢码酶在植物痛修复中也症是很有用嫁的。（举致例）有机污染粗物的修复植物稳炕定它是通过欢植物的生捆长改变土医壤的水流付量，使残煮存的游离常污染物与帝根结合，寺增加对污星染物的多旧价螯合作同用，从而暗防止污染预土壤的风性蚀和水蚀啄。（举例吩）无机污汗染物的蛙修复无机污两染土壤译的植物肢修复主柿要集中前于对重金属面的污染修复。植物修倒复主要名是选用超富集植形物提取修竿复技术和普通富生集植物饲的强化洋修复技室术通过根扑系吸收固定这些重结金属,叛并转移到地面蹲部分,帮可采朝用收割的萄方式去除土炕壤中重奴金属。无机污染戴物的修复土壤重钉金属污戴染植物再修复的效率以单位轰面积植利物所能乏提取的央重金属愉总量来拾表征,欧即：植物提话取总量=重金属达含量×修复植物缺的生物量无机污逃染物的寺修复强化植堵物修复山方法物理学强隐化化学强化生物学强劲化农艺学强储化无机污染饲物的修复应用实加例：紫花苜绣蓿,道黑麦草摔,小辛蓝茎草多在6个被月内可牵以将P黎AHs洋总量降救低57煌%；银隆合欢可事以吸收滑和代谢胆二溴甲甜烷、三筛氯乙烯数；转基会