當(dāng)前我國(guó)土壤污染比之前更為嚴(yán)峻,如何進(jìn)行土壤修復(fù)、改善土壤環(huán)境成為了國(guó)投盛世科技股份有限公司的重點(diǎn)課題,斥資成立國(guó)投盛世(北京)環(huán)保技術(shù)研究所對(duì)土壤修復(fù)技術(shù)進(jìn)行大力研究,希望在環(huán)保事業(yè)中做出應(yīng)盡的貢獻(xiàn),造福人類社會(huì)。首先,我們先來(lái)了解一下我國(guó)土壤污染類型、土壤修復(fù)技術(shù):
一、當(dāng)前我國(guó)土壤污染類型
1、重金屬污染
在化學(xué)中,重金屬一般主要是指相對(duì)密度在5.0或者5.0以上的金屬元素,但是通常來(lái)說(shuō)對(duì)其并沒(méi)有嚴(yán)格的定義,其共有45種重金屬元素,包括Zn、Ge、Mn、Cu等,其中因?yàn)锳s的屬性與重金屬元素的屬性相似,所以,我們也把As視為重金屬元素,該元素也是目前工業(yè)場(chǎng)地污染中重要的重金屬污染元素之一。
相關(guān)的研究表明,工業(yè)場(chǎng)地土壤污染的重金屬元素主要有8種,分別是As、Ni、Hg、Cu、Zn、Cd、Cr、Pb。這8種重金屬主要來(lái)源是化學(xué)原料和相關(guān)制品業(yè)、冶煉業(yè)、皮革和相關(guān)制品業(yè)、蓄電池制造業(yè)等。
2、有機(jī)污染物
工業(yè)場(chǎng)地土壤有機(jī)污染主要是指能夠?qū)ν寥涝斐晌廴镜挠袡C(jī)物進(jìn)入到工業(yè)場(chǎng)地的土壤之中并產(chǎn)生相關(guān)的具有污染性的有機(jī)化合物,有機(jī)污染物的種類主要包括POPs(持久性有機(jī)污染物)、農(nóng)藥、多環(huán)芳烴(PAHs),另外還有石油類污染,這些有機(jī)污染物主要來(lái)自于石油化工、油漆、農(nóng)藥生產(chǎn)等相關(guān)行業(yè)。
3、復(fù)合污染
復(fù)合污染主要是指重金屬、有機(jī)污染物的復(fù)合污染,這也是工業(yè)場(chǎng)地土壤污染的主要形式,其具體的形式比較多樣化,有不同重金屬之間的復(fù)合污染、不同有機(jī)污染物之間的復(fù)合污染、不同重金屬與不同有機(jī)污染物之間的復(fù)合污染,在目前我國(guó)工業(yè)場(chǎng)地土壤污染中主要的污染物就是重金屬之間的復(fù)合污染、石油類有機(jī)污染物之間的復(fù)合污染、重金屬與農(nóng)藥等有機(jī)污染物的污染,一旦土壤被這些復(fù)合污染物所污染,由于各種污染物之間存在一定的相互作用,會(huì)造成相關(guān)土壤環(huán)境與地下水環(huán)境發(fā)生變化,這也給工業(yè)場(chǎng)地的修復(fù)造成了嚴(yán)重的困難。
二、土壤污染的主要修復(fù)技術(shù)(我們之前總結(jié)了土壤修復(fù)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)列表可以點(diǎn)擊查看)
1、植物修復(fù)技術(shù)
在土壤修復(fù)過(guò)程,具體的植物修復(fù)技術(shù)主要包括植物提取技術(shù)、植物穩(wěn)定技術(shù)、植物揮發(fā)技術(shù)。首先,植物提取技術(shù)主要是指通過(guò)種植能夠大量吸收并積累重金屬與有機(jī)物的植物來(lái)吸收土壤中的重金屬與有機(jī)物,從而可以將土壤中的重金屬與有機(jī)物含量盡可能地轉(zhuǎn)移到植物身上,然后對(duì)植物進(jìn)行收割和處理,以達(dá)到降低土壤重金屬與有機(jī)物含量和改善土壤的技術(shù);
其次,植物穩(wěn)定技術(shù)主要是指利用植物根際相關(guān)微生物的分泌屬性,將土壤中的重金屬與有機(jī)物進(jìn)行有效的沉淀或者螯合,從而預(yù)防重金屬與有機(jī)物繼續(xù)往地下滲透而污染地下水或者其他動(dòng)植物,而間接地降低重金屬與有機(jī)物對(duì)人類健康的侵害;最后,植物揮發(fā)技術(shù)主要是指通過(guò)植物本身能夠進(jìn)行吸收、積累和揮發(fā)的屬性,對(duì)土壤中的重金屬與有機(jī)物進(jìn)行直接吸收積累與揮發(fā),從而降低土壤重金屬與有機(jī)物的含量。
2、微生物修復(fù)技術(shù)
對(duì)于微生物修復(fù)技術(shù)而言,往往是利用一些微生物的作用進(jìn)行土壤和水體中污染物的清理或是進(jìn)行污染物無(wú)害化處理的過(guò)程。在城市的土壤中,往往微生物的數(shù)量和種類都相對(duì)較大,它們?cè)谶M(jìn)行重金屬與有機(jī)物無(wú)害化處理中發(fā)揮的作用是非常不可忽視的。利用微生物進(jìn)行土壤中重金屬與有機(jī)物的毒性的降低或者是吸附積累在土壤中的重金屬與有機(jī)物,可以慢慢改變根際微環(huán)境,這樣就能增加植物對(duì)重金屬與有機(jī)物的吸收,揮發(fā)及固定的效率。
3、熱化法修復(fù)
這種方法就是直接通過(guò)加熱,或者是水蒸氣進(jìn)行加熱,紅外線進(jìn)行加熱、微波輻射進(jìn)行加熱,將土壤里的物質(zhì)慢慢加熱到一定的溫度,這樣可以使土壤中的一些可揮發(fā)性的污染物迅速氣化,再對(duì)這些可揮發(fā)性污染物進(jìn)行收集工作,就可以有效地降低土壤中污染物的濃度。這種熱化法對(duì)于能耗的要求比較高,這樣一般要求土壤具有一定的滲透性,只是針對(duì)一些可揮發(fā)性好的土壤污染物。
4、固化-穩(wěn)定技術(shù)
將污染介質(zhì)中的污染物進(jìn)行固定,讓該污染物處于一個(gè)比較穩(wěn)定的狀態(tài),這種修復(fù)技術(shù)即是固化-穩(wěn)定技術(shù)。該技術(shù)把固化的穩(wěn)定劑和已經(jīng)被污染的土壤進(jìn)行混合,通過(guò)化學(xué)以及物理的方法來(lái)進(jìn)行污染物的物理、化學(xué)溶解程度或在環(huán)境中的活潑程度的降低。
這種固化-穩(wěn)定的方法能夠在原位和異位上分別進(jìn)行,對(duì)于原位的固化-穩(wěn)定技術(shù)而言,比較適合那些被有機(jī)物污染的土壤或者是那些重金屬污染的修復(fù)工作;異位固化-穩(wěn)定化技術(shù)通常適用于處理無(wú)機(jī)污染物質(zhì),不適用于半揮發(fā)性有機(jī)物和農(nóng)藥殺蟲劑污染土壤的修復(fù)。
固化-穩(wěn)定技術(shù)可以處理多種復(fù)雜金屬?gòu)U棄物,形成的固體毒性低,穩(wěn)定性強(qiáng),處置費(fèi)用也較低,較為普遍應(yīng)用于土壤硬金屬污染的快速控制,對(duì)多種重金屬與有機(jī)物復(fù)合污染土壤和放射性物質(zhì)污染土壤的無(wú)害化處理具有明顯的優(yōu)勢(shì)。此外,污染物埋藏深度、土壤pH和有機(jī)質(zhì)含量等都會(huì)在一定程度上影響該技術(shù)的應(yīng)用以及有效性的發(fā)揮。
5、清洗法
在進(jìn)行清洗法實(shí)施的時(shí)候往往需要用到一些表面活性劑,這些表面活性劑包括很多的類型:非離子性的表面活性劑﹑陰離子性的表面活性劑以及陽(yáng)離子性的表面活性劑等。利用這些表面活性劑在進(jìn)行沖洗的過(guò)程中相對(duì)于單純的水力沖洗的去污能力可增強(qiáng)50倍以上,這樣就有了一個(gè)極佳的去污效果。
另外,在當(dāng)今生物技術(shù)不斷發(fā)展的時(shí)候,生物表面活性劑也出現(xiàn)了越來(lái)越普及的情況,它的去污效果往往比一些常規(guī)的表面活性劑更加的具有環(huán)境親和性,更加易于降解,已經(jīng)漸漸成為一個(gè)未來(lái)表面活性劑的發(fā)展方向。對(duì)于一些農(nóng)藥污染的土壤往往可以采取利用有機(jī)溶劑進(jìn)行清洗的方法達(dá)到去污目的。
6、熱脫附技術(shù)
熱脫附的主要工作原理就是運(yùn)用熱能來(lái)增強(qiáng)污染物的揮發(fā)性,從而將污染物從污染土壤或沉積物中分離出去,并對(duì)這部分污染物先行集中處理。通常情況下,熱脫附系統(tǒng)包括熱解吸單元和廢氣處理系統(tǒng)這兩大模塊,其中,熱解吸過(guò)程又分為高溫?zé)崦摳胶偷蜏責(zé)崦摳健?/p>
相較于傳統(tǒng)技術(shù),熱脫附技術(shù)的優(yōu)勢(shì)明顯,具備超大范圍的污染物處理能力,其設(shè)備可移動(dòng)、使用靈活,并且經(jīng)其修復(fù)后的土壤可循環(huán)再利用,尤其適用于PCBs這類含氯有機(jī)物的分離處理,可以有效避免二惡英的產(chǎn)生。鑒于熱脫附技術(shù)的優(yōu)勢(shì)性能,現(xiàn)階段很多歐美國(guó)家已將土壤熱脫附技術(shù)工程化,在高度有機(jī)污染土壤的離位和恢復(fù)上取得了突破性進(jìn)展。
7、沸石土壤修復(fù)調(diào)理技術(shù)
沸石具有極強(qiáng)的吸附性、離子交換性、催化性、耐酸堿性、耐輻射性,無(wú)毒無(wú)害無(wú)殘余,對(duì)土壤污染治理、改善土壤貧瘠化、鹽漬化、解決土壤板結(jié)等題具有顯著效果,是治理土壤污染,發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)、有機(jī)農(nóng)業(yè)的理想產(chǎn)品。
通過(guò)沸石與重金屬元素發(fā)生吸附、離子交換等反應(yīng),可將土壤中的鎘、鉻、鉛、砷、汞等重金屬污染物,以及鍶、銫等放射性元素固化、鈍化在沸石孔腔中,降低其生物有效性和在土壤中的遷移性,減少農(nóng)作物吸收污染物質(zhì)和向食物鏈轉(zhuǎn)移的風(fēng)險(xiǎn),避免人們食用受污染的農(nóng)作物而產(chǎn)生的中毒威脅。
特別是沸石具有耐輻射性,對(duì)銫等放射性元素具有極好的去除作用,這是其他修復(fù)藥劑或環(huán)保材料所不能實(shí)現(xiàn)的功能。
防板結(jié):松馳土壤,改良土壤結(jié)構(gòu),提高土壤通透性與保水性,調(diào)節(jié)土壤pH值,解決土壤板結(jié)等問(wèn)題,促進(jìn)根系發(fā)育。
由于沸石具有很大的比表面積和較強(qiáng)的靜電場(chǎng),通過(guò)土壤的耕翻,沸石可以把土壤顆粒吸附到它的周圍,逐漸聚集形成土壤團(tuán)聚體,從而形成土壤最理想的結(jié)構(gòu)——團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。
三、清理土壤重金屬污染的成本
眾所周知,土壤是一種人類賴以生存的不可再生的重要自然資源。我們需要本著一個(gè)以預(yù)防為主綜合治理的環(huán)保方針,在源頭上對(duì)污染源進(jìn)行控制和消除。
我國(guó)土壤污染總超標(biāo)率達(dá)16.1%,污染具有隱蔽性、多樣性,修復(fù)難度大、成本高的特點(diǎn)。預(yù)計(jì)在“十三五”期間,我國(guó)工業(yè)場(chǎng)地、農(nóng)業(yè)耕地和礦山的修復(fù)比例可分別達(dá)到7%、3%和5%,土壤修復(fù)行業(yè)的總投資可達(dá)1900-3500億元。
工業(yè)污染場(chǎng)地修復(fù):據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì),我國(guó)的工業(yè)污染場(chǎng)地大約為30-50萬(wàn)塊,假設(shè)平均每塊場(chǎng)地的處理成本為300萬(wàn)元,則市場(chǎng)空間約為0.9-1.5萬(wàn)億。
農(nóng)業(yè)耕地土壤修復(fù):根據(jù)《全國(guó)耕地質(zhì)量等級(jí)調(diào)查與評(píng)定主要數(shù)據(jù)成果》,全國(guó)耕地總面積為20.3億畝,超標(biāo)率19.40%,則污染總面積為3.9億畝,假設(shè)每畝地的處理成本為1-2萬(wàn)元,則市場(chǎng)空間大約為3.9-7.8萬(wàn)億。
礦山修復(fù):我國(guó)損毀且未有效治理的礦山土地約為220萬(wàn)公頃,假設(shè)每公頃治理成本約為10萬(wàn)元,則全國(guó)的市場(chǎng)空間約為2200億元。
希望以上經(jīng)驗(yàn)對(duì)大家有所幫助!