土壤修复技术比选

土壤修复技术比选1、原位修复技术无需挖掘和运送土壤，成本较低，但修复周期长，适用于污染较轻、面积较大、污染迁移较深的土壤修复。2、异位修复技术需将污染土壤挖出修复，简单易行、修复方法多样，修复周期较短；但也存在一些缺点：（1）挖掘过程中，挥发性强的有机污染蒸汽不可避免逸入大气，造成空气污染；（2）当污染区位于建筑物下方或附近时，挖除大量土壤会对建筑物安全造成威胁；（3）土壤挖掘、运输及场地恢复等费用相对较高。各修复技术的优缺点分析如表2-1和表2-2所示。3、原位修复技术路线选择矩阵表2-1原位修复技术路线选择矩阵序号技术名称技术路线简介应用参考因素适应性应用的不适应性结论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；且污染物通过自然衰减、分解、挥发和光解等途径降低浓度。需封闭污染区或限制人员在污染区内的活动，且定时对场地进行监测。技术成熟/国内偶有应用需很长时间/时间不确定很低如果场地长时间内不用开发利用，资金短缺、或无其它修复途径，可考虑该技术路线。多环芳烃及三氯甲烷污染物难生物降解，又希望在短期内被开发利用，该技术路线不适合。不建议采用2人工干预下的生物处理—生物通风通过向包气带土壤注入低流量气体，加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。注入氮气或二氧化碳会加强厌氧微生物的活性、增加其数量，强化降解过程。还可强化一些挥发性有机物的挥发过程。有时还需向土壤中加入特定的微生物群落或缺乏的养分。需对封闭污染区或限制人员在污染区内的活动，且定时对场地进行监测。技术成熟/国内未见应用报道需很长时间/时间不确定较低好氧生物通风可以降解部分有机物。设备技术成熟。施工与运行简单。场地有机污染物以多环芳烃、三氯甲烷为主，生物处理-生物通风降解效果较差。对场地的占用时间长。不建议采用3人工干预下的生物处理—植物修复利用在污染场地上种植植物来进行修复。植物修复是通过植物的吸收、蒸腾、植物本身对污染物的降解、植物根系所提供的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过程来完成的。需对污染区域进行封闭或对人类活动有限制。需定时对场地进行监测。技术成熟/国内未见应用报道需要长时间，比如5年，甚至更长时间/时间不确定较低可以去除土壤表层（1-25cm）中的污染物。对植物根系以下部分的污染物作用很小。可将挥发性污染物长期缓慢地散发到大气中。但是，修复时间较长；对深度污染的土壤不适用。不建议采用4土壤气相抽提在场地包气带土壤中设立多处带有细格栅的抽气井，通过抽取空气、制造真空，使得挥发性有机物和部分半挥发性有机物会脱离土壤，随着地层中的空气进入抽气井被抽出。抽出的气体需要经过处理（例如活性碳过滤）后，达标排放。要对污染区域进行封闭或对人类活动有限制。需定时对场地进行监测。技术成熟需要较长时间，如2-5年，甚至更长时间/时间不确定较低（1）对挥发性有机污染物有较好的效果。对于有些半挥发性有机污染物也有一定效果。（2）适用于非饱和土壤，地层中的土壤通气性好且土壤性质相对一致的地方效果较好。该场地有机污染污染物有PAHs，不适于土壤气相抽提；三氯甲烷属易挥发有机物，但是修复时间较长。不建议采用5固化或稳定化通过物理或化学的方法固定土壤中的污染物，防止其在环境中的进一步迁移、扩散。要对污染区域进行封闭或对人类活动有限制。要定时对场地进行监测。技术成熟需要时间中等，如1-3年。较低到中等对于重金属和放射性污染土壤比较合适。固化材料会老化或失效，而且水浸泡、冰冻/融化都会影响固化效果，一般不用于含氯有机物和挥发性有机物，对半挥发性有机物的处理效果有限。增大污染物的体积。场地依然存在潜在的较大风险，需结合工程控制。不建议采用6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，目标是将污染物质氧化成二氧化碳和水，或转化为低毒、稳定的化合物。常用的氧化剂有含催化剂的过氧化氢类物质、高锰酸钾、臭氧、过硫酸钠等。要对污染区域进行封闭或对人类活动有限制。要定时对场地进行监测。技术成熟/国内有一定应用需要时间较短，如1-2年。中等对于较高浓度、难生物降解的有机污染物相对比较有效和经济。化学氧化效果受土壤迁移作用影响较大，化学氧化的注入半径需根据具体土质情况根据经验或进行试验后确定。化学氧化对于PAHs的修复效果较有限，但可用于三氯甲烷的修复。不建议采用7阻隔技术在污染土壤的表层设不渗透的封闭覆盖层，在可能扩散的垂直方向和水平方向不渗透的封闭墙，阻止污染物扩散。常用的封闭材料如人造膜、膨润土、沥青、钢铁、混凝土等。要对污染区域进行封闭或对人类活动有限制。要定时对场地进行监测。技术成熟/国内可能有应用需要时间较短，如6个月到1年。中等实施过程简单易行，地层构造简单时，对于各种污染物都有广泛的适用性。场地依然有潜在的风险，本项目后期将开发为住宅用地，需彻底清除污染物质，不适宜本场地不建议采用8土壤冲洗通过扩散井/渠，将含有助溶剂的水溶液在上游导入被污染的地层中，使污染物从土壤中分离出来，形成迁移态的化合物，在下游通过收集井/渠收集和抽取水和污染物溶液，在地表对抽取的水和污染物溶液进行处理。由于污染物紧密吸附在土壤中，需经过多次冲洗才能达到较好的效果。要对污染区域进行封闭或对人类活动有限制。要定时对场地进行监测。技术成熟/国内未见应用报道需要时间较短，如3个月到1年。较高对低浓度的挥发性有机污染物有较好的效果。对于有些半挥发性有机污染物也有效果。需要建立恰当的污水处理设施。控制不当会使地下的冲洗液流失扩散到其它区域，风险较大。不建议采用9电动力在土壤中插入两个电极，并施加低电压直流电场，在低强度直流电的作用下，土壤中的带电粒子，例如离子，在电场内作定向移动，从而使得土壤中的污染物在电极附近富集或被回收。要对污染区域进行封闭或对人类活动有限制。要定时对场地进行监测。技术成熟/国内未见应用报道需要较长时间，如2-5年，甚至更长时间/时间不确定中等到较高可以处理部分重金属污染物，以及部分溶解度较高的有机物污染物。对含水率有要求。处理费用较高。如果控制不当，在电场中可能产生新的有毒物质，且本项目多环芳烃、三氯甲烷属于难溶有机物，不适合本修复技术。不建议采用10热强化土壤气相萃取热强化处理是利用将热输入土壤中，增加有机污染物的挥发速率，提高有机污染物在气相浓度，使得最终在土壤中抽取气体具有较高的污染物去除率。常用的热强化措施有：地下天线阵无线电辐射加热；向地下通入蒸气加热；地下电极阵加热；热井热传导加热。要对污染区域进行封闭或对人类活动有限制。要定时对场地进行监测。技术成熟/国内未见应用报道需要时间中等，如1-2年，也有更长时间/时间不确定中等到高针对挥发性和半挥发性有机化合物比较有效。适应的污染物浓度水平也比较宽泛。需要向场地输入大量的能量，即需要在场地上建立高能量源，如电源、热力源。费用较高资金费用较高，不建议采用。11玻璃化通过对污染的土壤进行高强度的加热，例如使土壤温度升到1400-2000℃，将土壤熔化，一方面将有机物热摧毁，另一方面将曾被污染的土壤转变成稳定的玻璃和固态晶体。加热的方法有电极加热和等离子电弧加热。电极加热是在土壤中插入电极，表层放置石墨，通入高压电，使土壤从表层到深层熔化。熔化速率为4-6吨/小时，一次熔化的量可达到200-1200吨，土壤深度可达5米。等离子弧加热是在土壤中设立封闭的电弧井，弧温度可达7000℃，熔化从底部向上进行。这种方法在地表都要设气体收集罩和尾气处理系统，将熔化尾气收集和处理。要对污染区域进行封闭或对人类活动有限制。要定时对场地进行监测。技术较成熟/国内未见应用报道需要时间较长，如5年，视建立设备的容量而定高。根据在美国的应用，运行费用约355-461美元/吨（2002年），近来费用有所降低。（1）很少受污染物浓度的影响，可以一次性有效摧毁包括二恶英在内的所有挥发性和半挥发性有机化合物，只有极少部分伴随尾气排出。污染物的总去除率大于99.9999%。比较适合在粘土和密实的土壤中应用，（1）需要在场地上设立临时高压电源。（2）尾气处理设施较为庞大，在原位处理容易引起民众的关注。（3）尾气处理设施需要严格把关，不能排放二次污染物。（4）等离子弧加热尚未完全商业化。费用高不建议采用4、异位修复技术路线选择矩阵表2-2异位修复技术路线选择矩阵序号技术名称技术路线简介应用参考因素应用的适应性应用的不适应性结论成熟性时间条件资金水平1堆放储存、等待时机在填埋场或固体废物处置中心建立污染土壤临时储存库，将开挖出来的污染土壤储放在储存库内，等待固体废物处置中心建立相应的处置设施后，再对土壤进行处理。储存过程中，要对库区进行封闭管理，要定时对可能的泄漏进行监测。技术成熟储存库的建造所需时间很短，如6个月到1年。目前很低但随物价上涨，未来所需费用可能较高。可作为暂时堆放。污染土壤长期堆放储存会占用大量土地和维护管理力量，并可能产生污染转移，产生二次污染风险高。从长远来看，在费用上可能会更加高昂。不建议采用2生物处理—土壤生物反应器将受污染土壤放置到带有防渗漏、有沥滤液收集、通风、有覆盖和有分格的地上池子中，或地下填埋场中。通过控制加入的微生物种类、温度、湿度、pH、含氧量等条件，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。技术成熟/国内有应用需要长时间，如0.5-3年/时间不确定较低（1）运行管理简单，运行费用较低，处理过程中不用引入新的化学物质，对于易生物降解有机物处理效果较好。（2）对环境影响较小。（1）场地有机污染物以多环芳烃、三氯甲烷为主，降解效果较差，需要时间更长。（2）该方法需要占用较大的场地。不建议采用4土壤淋洗淋洗方式可包括物理、化学及物理化学集成处理等方式。其中物理淋洗过程中将污染土壤按照其粒径分开：将砂土与粉土、粘土组分分开，将污染土壤颗粒表面松散吸附的污染物去除，将微粒污染物从土壤从分离出，一般使用水作为淋洗液；化学淋洗过程中使用化学淋洗液将污染物从土壤颗粒表面通过酸解、螯合、络合或离子交换提取出。被清洗后的土壤经检测合格后可以回收利用。淋洗土壤的溶液需要收集起来进行无害化处理，处理后的水可以回用于淋洗，处理后的残渣可以填埋。技术成熟/国内未见应用报道需要时间1-2年较低（1）可以去除土壤中的多环芳烃污和三氯甲烷染物。（2）对于大粒径、低有机碳的土壤较适合。（1）低渗透性、高土壤含水率、复杂的污染混合物以及较高的污染物浓度会使处理过程较为困难；（2）淋洗技术容易造成污染范围扩散并产生二次污染不建议采用5固化或稳定化通过向土壤中添加混凝土等黏结剂或其他稳定化药剂固定土壤中的污染物，防止其在环境中的进一步迁移、扩散。技术成熟/国内未见应用报道需要时间较短，如1-2年。较低到中等对于重金属和放射性污染土壤比较合适。处理挥发性、半挥发性有机物效果相对较差；因为固化材料会老化或失效，而且水浸泡、冰冻/融化都会影响固化效果，一般不用于含氯有机物和农药；增大污染物的体积。不建议采用6化学氧化在反应池中，通过将化学氧化剂注入土壤中，将污染物质氧化成二氧化碳和水，至少是低毒、稳定的化合物。常用的氧化剂有含催化剂的过氧化氢类物质、高锰酸钾、臭氧、过硫酸钠等。技术成熟/国内已有应用需要时间较短。中等对于三氯甲烷有机污染物比较有效和经济，对于多环芳烃污染处理有一定效果对多环芳烃处理效果有限。不建议采用。7热脱附将土壤输入旋转的容器中，并保持容器中的真空以及低氧条件，通过火焰、蒸汽、热油等方式将容器加热，使得容器内的土壤保持某一温度，并且持续一定的时间。在此过程中，土壤中的污染物和水分将成为气体或呈细颗粒状进入气相。挥发性气体进入燃烧室焚烧摧毁其中的有机物质。最后的尾气经过洗涤处理后排放。通过控制反应器的温度及土壤在反应器中的停留时间，可以使污染物挥发出来，但是并不发生氧化、分解等化学反应。技术成熟/国内已有应用需要时间中等，如2年。中等（1）针对挥发性和半挥发性有机化合物比较有效，辅以合适的尾气处理系统，适应的污染物浓度水平也比较宽泛。（2）热脱附可采用原地修复，节约污染土壤运输费用。需要较准确的控制反应器的温度和土壤的停留时间。建议采用8玻璃化首先，可以采用与原位处理一样的方式将土壤放入地下直接进行地下式操作，其技术路线已经在原位处理（表9.4.3.2-1）中介绍，因此在此略去。下面仅作容器内操作介绍。技术成熟/国内未见应用报道需要时间较长，如5年，视建立设备的容量而定高。根据在美国的应用，运行费用约1585美元/吨（2002年），近来费用有所降低。（1）很少受污染物浓度的影响，可一次性有效摧毁包括二恶英在内的所有挥发性和半挥发性有机物，只有极少部分伴随尾气排出。污染物总去除率大于99.9999%。（2）比较适合在粘土和密实土壤中应用。（3）费用比原位高，主要是因容器内操作耗电量大、进行分批处理时操作较复杂，在中国由于劳动力价格较低，与原位相比不会存在太大差别。（1）对于共可纳28.5吨土的熔化槽设施，需要750kW的电源。（2）尾气处理设施较为庞大，在原位处理容易引起