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受鉻渣污染場地的土壤修復技術國內外發展現狀

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受鉻渣污染場地的土壤修復技術國內外發展現狀

  • 分類:行業動態
  • 作者:
  • 來源:
  • 發布時間:2020-09-02 14:13
  • 訪問量:

【概要描述】在當前全球范圍的土壤污染來看,污染較為嚴重,其主要分為以下五個方面...

受鉻渣污染場地的土壤修復技術國內外發展現狀

【概要描述】在當前全球范圍的土壤污染來看,污染較為嚴重,其主要分為以下五個方面...

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  • 發布時間:2020-09-02 14:13
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在當前全球范圍的土壤污染來看,污染較為嚴重,其主要分為以下五個方面:重金屬類污染、放射性類污染、有機物類污染、病原菌污染及多重復合型污染物造成的土壤污染。其中,受重金屬污染的土壤形勢日趨嚴峻,逐漸成為是我國土壤污染中的一個棘手問題。

重金屬鉻通常是以三價鉻(Cr(Ⅲ))和六價鉻(Cr(Ⅵ))兩種形式的價態分布在周圍生活的生態系統中。并且,重金屬在自然界中存在的形態決定了重金屬的毒性,其價態比重金屬的總量更直接影響重金屬及其在自然界中的循環。

近年來,隨著可利用土壤越發減少,國內外對土壤修復技術投入大量的研究,且國外相對國內起步較早。我國土壤污染形勢日趨嚴峻,國家對土壤污染治理與防治愈發重視,相關政策法規的制定以及督管部門的監察已經被正式提上我國的議事日程。土壤修復技術按照場地實施分為原位和異位修復。自2006年起,我國在全國范圍內對農田土壤現在進行了廣泛而深入的調查,為了解掌握全國的土壤環境質量以及受污染總體狀況,進行了深入調查,國家相關部門、司法機構及相關科研單位,為構建適合我國國情的土壤污染防治法律法規及規范標準進行了廣泛而深入的探究。迄今為止,針對受重金屬鉻污染土壤的治理主要有兩條技術路線,其為:

(1)改變重金屬鉻在土壤或沉積物中的存在形態,減緩其遷移轉化和生物利用能力,將Cr(VI)還原成為毒性相對于較小的Cr(Ⅲ),減緩對環境的污染;

(2)將 Cr(VI)從被污染的土壤中去除。

 

圍繞著以上兩條技術路線,國內外研發探究出一系列針對鉻污染土壤的修復技術,上海雨辰工程有限公司提供一系列針對鉻污染土壤的修復技術,其施工工藝為淋洗技術、氧化還原技術、電動修復技術、生物修復技術、固定化/穩定化技術等。

(1)淋洗技術

土壤淋洗修復技術(Soil leaching and flushing/washing)是一種采用藥物添加的直接修復技術,主要是借助化學淋洗藥劑,幫助提高土壤環境中污染物的溶解性或減緩其遷移能力,然后利用通過外加水頭壓力的作用推動促進劑,將污染物以固液萃取的形式,轉移至液體中,進而從土層中洗脫出來,進一步對洗脫液進行污水處理,從而實現污染物從土壤中去除。土壤淋洗技術以其流程簡單、修復效率高以及修復集中等優點,到國內外被廣泛關注。常用的淋洗劑有:水、酸、螯合劑以及表面活性劑等。由于淋洗劑造價較高,淋洗劑具有選擇性和專一性,且淋洗出的廢液同樣存在回收與后續處理問題,處理周期長,表面活性劑殘留于水中,易對環境造成二次污染,因此,淋洗修復法尚未在實際工程中得到廣泛應用。

(2)電動修復技術

電動修復技術(electrokinetic remediation technology),是于上世紀 90年代后才逐漸興起的一種外加電場的土壤修復技術,雖在近年來逐漸興起,并且具有應用潛力,其主要特點為原位修復。其基本原理是:在受污染土壤的兩側加入一定的電壓,形成電場梯度,污染物憑借其自帶的電荷(陰性或者陽性),根據其電荷性質和孔隙流體流動方向分別向陰極或者陽極移動,在電極附近聚集后的污染物,隨后通過電鍍處理或將其抽取到地面上進行處理,從而實現土壤修復的目的。研究發現,電動修復效率根據污染土壤的價態不同而變化,例如,Cr(VI)相對于 Cr(Ⅲ)有更多的自由電荷,其去除效率明顯大于Cr(Ⅲ)。

由此可見,電動修復技術有很強的選擇性。但是,電動修復技術在工程實際中還需要解決一系列技術問題,如:修復中的能量損耗、水分流失、鹽堿化區域重金屬的沉積、修復中能量大量損耗、效率低下以及參數優化等。

(3) 生物修復技術

生物修復技術(bioremediation),通常指應用植物、動物或者微生物來治理受重金屬污染的土壤,其主要是通過生物作用來處理受污染的土壤,微生物表面的大分子物質對污染物進行一系列的生物活動,如生物吸收、生物吸附、空泡吞飲、沉淀和氧化還原等作用。其特點為:經濟環保,管理簡單,主要為一次性投資且無二次污染等優點。一些可以植物不但可以超富集污染物,同時還能夠吸收高濃度的污染物。但是由于大多數植物生物量較低、生長速度較為緩慢、倍增時間長以及對重金屬具有選擇性等因素,在植物修復技術中仍然是較難解決的問題。由于生物修復技術存在改變生態環境的風險、去除效率低且修復周期長等現實問題,就目前而言,利用微生物來修復鉻污染土壤的研究,仍集中在實驗室探索階段,在實際應用方面尚且不能夠成熟運行。

(4)固定化/穩定化技術

固定化/穩定化技術(Solidification/Stabilization, S/S),是將鉻污染的土壤與某種固化劑如水泥、硅土、生石灰、石膏或碳酸鈣等混合(當土壤中存在Cr(Ⅵ)時,通常會加入還原劑將其還原為 Cr(Ⅲ)),從而來固定土壤中的鉻,減緩鉻在土壤中的遷移能力。該技術主要針對的對象為受無機污染物、有機污染物以及重金屬類污染的土壤。由于固定化/穩定化技術具有土壤修復周期短、施工簡單及投資建設成本低、可實現對多種復合重金屬污染物同時處理以及操作簡便等優點,逐漸成為一種經濟效率高的重金屬污染土壤的主流修復工藝技術,在目前的實際工程中被廣泛應用,且工程經驗較為成熟。

(5)化學還原修復技術

化學還原修復技術(Reduction),是利用鐵屑、FeSO4、硫化物等一些化學還原藥劑,將較高毒性的Cr(VI)還原為較低毒性且較穩定的Cr(Ⅲ),形成難溶的化合物,降低其在環境中的生物可利用性和遷移性,再將容易去除的 Cr(Ⅲ)去除,從而實現去除重金屬鉻目的。化學還原技術在原有土壤中添加化學還原及,屬于原位修復技術。特點為其成本,但由于其處理方式是向土壤中直接投加化學還原劑,會對土壤造成二次污染。由于化學還原技術只能將高價態金屬還原成低價態金屬,并不能夠將重金屬從土壤中完全去除。因此,該技術通常結合固定化/穩定化技術一同使用。

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