当前位置: 主页 > 新闻中心 > 行业动态 » 第十章污染土壤的修复技术
土壤修复技术分类
3、无机改良物料 常用的无机改良剂包括有石灰、钙 镁磷肥、沸石、磷肥、膨润土、褐藻土、铁锰氧化物、 钢渣、粉煤灰、风化煤等。降低土壤重金属的有效性, 抑制作物对土壤重金属的吸收。 优点:费用低廉、取材方便、可接受性和可操作性较好
植物修复技术(phytoremediation)指利用植物及其根际微 生物对土壤污染物的吸收、挥发、转化、降解、固定作 用而去除土壤中污染物的修复技术。
(1) 将污染物去除,永久解决土壤污染问题; (2) 对修复场地和环境的扰动小,具有绿化作用; (3) 提高土壤的肥力; (4) 成本低,重金属回收,带来经济效益; (5)操作简单,便于推广应用。
指通过植物根系吸收污染物并将污染物富集于植物体内, 而后将植物体收获、集中处置的过程。 适合于植物提取技术的污染物包括:金属(Ag、Cd、Co、 Cr、Cu、Hg、Mo、Ni、Pb、Zn、As、Se)、放射性核素 (90Sr、137Cs、239Pu、238U、234U)、非金属(B)。植物提取 修复也可能适合于有机污染物 植物提取土壤重金属的效率取决于植物本身的富集能力、 植物可收获部分的生物量以及土壤条件(如土壤质地、土 壤酸度、土壤肥力、金属种类及形态等)。
原理:直流电场,电 解、电迁移、扩散、 电渗透、电泳等作用, 离子向电极附近富集 被去除
适用土壤:低渗透性的、黏质的土壤。水力传导率 较低、污染物水溶性较高、水中的离子化物质浓度 相对较低。
适用:挥发和半挥发有机污染物、卤化或非卤化有机污 染物、多环芳烃、多氯联苯、二恶英、呋喃、除草剂和 农药、炸药等,不适合于氰化物、非金属和重金屑、腐 蚀性物质、石棉等。黏质土和泥炭 土不适合于该技术。 技术:混合、分离、处置
1、中性化技术 指利用中性化材料(如石灰、钙镁磷肥 等)提高酸性土壤pH以降低重金属的移动性和有效性的 技术。
原理:真空提取蒸气 适用范围:挥发性有机物和一些半挥发性有机 物,辅助生物修复。(石油污染) 优点:设备简单,容易安装;破坏小;处理时间较短; 可处理固定建筑物下的污染土壤。 缺点:去除率低;在低渗透土壤和有层理的土壤上有效 性不确定;只能处理不饱和带的土壤。 技术:空气注入技术 、生物通气技术、气动压裂技术
通过根系的吸收和富集、根系表面的吸附或植物根圈的 沉淀作用而产生的稳定化作用;或利用植物或植物根系 保护污染物,使其不因风、侵蚀、淋溶以及土壤分散而 迁移的稳定化作用。 根际微生物活动、根际化学反应和/或土壤性质或污染物 的化学变化
适用范围:挥发和半挥发性有机污染物、卤化或非 卤化有机污染物、多环芳烃、多氯联苯、二恶英、 呋哺、除草剂和农药、氰化物、炸药、石棉、腐蚀 性物质等,不适合于非金屑和重金属。 技术:预处理、一个单阶段或二阶段的燃烧室、固体和 气体的后处理系统
原理: 150~540℃之间,污染物通过挥发作用从土 壤转移到蒸气中;以浓缩污染物或高温破坏污染物的 方式处理第一阶段产生的废气中的污染物。 适用范围:挥发和半挥发有机污染物、卤化或非卤 化有机污染物、多环芳烃、重金属、氰化物、炸药 等,不适合于多氯联苯、二恶英、呋喃、除草剂和 农药、石棉、非金属、腐蚀性物质。热解吸技术在 泥炭土上不适用。
优点:费用低,取材方便,见效快,可接受性和可操作 性都比较好。 缺点:不能从污染土壤中去除污染物,而且其效果可能 有一定时间性。
2、有机改良物料 施用改良物料指直接向污染土壤施 用改良物质以改变土壤污染物的形态,降低其有效性和 移动性。 有机物以固相有机物和溶解态有机物形式存在,前者主 要以吸附固定重金属、降低其有效性为主,而后者则以 促进重金属溶解、提高有效性为主。 作用机理包括直接作用和间接作用两方面。直接作用指 通过与重金属的配合作用而改变土壤重金属的形态,从 而改变其生物有效性;间接作用指通过改变土壤的其他 化学条件(如pH、Eh、微生物活性等)而改变土壤重金属 的形态和生物有效性。
①永久清除污染物,二次污染风险小。 ②处理形式多样,可以就地处理。 ③对土壤性质的破坏小,可以提高土壤肥力。 ④降解过程迅速,费用较低。 ①适用的污染物数量有限; ②可能导致新的环境风险; ③受其他污染物(如重金属) 抑制作用; ④修复过程的技术含量较高; ⑤修复过程的监测要求较高。
污染物被植物吸收后,在植物体内代谢和运转,然后以 污染物或改变了的污染物形态向大气释放
适用:汞和硒的植物挥发作用,砷也可能产生植物挥发 作用,某些有机污染物(如一些含氯溶剂)也可能产生植 物挥发作用。
利用天然存在的或特别培养的微生物在可调控的环境条 件下将土壤中有毒污染物转化为无毒物质的处理技术。
被吸收的污染物通过植物体内代谢过程而降解的过程, 或污染物在植物产生的化合物(如酶)的作用下在植物体 外降解的过程。 其主要机理是植物吸收和代谢。
植物降解作用适合于含氯溶剂(TCE)、除草剂(阿特拉津、 苯达松)、杀虫剂(有机磷农药)、炸药(TNT)等有机亏染 物。
4、氧化还原技术 有些重金属元素氧化态和还原态溶 解性、生物有效性和毒性不同,农业上可以调控土壤重 金属的有效性。
镉污染土壤可以采用淹水种稻的方法抑制其有效性,而 且在种稻期间应尽可能避免落干和烤田。铜污染土壤也 可以采用淹水种稻的方式抑制铜的有效性。
原理:氧化剂与污染物发生氧化反应,使污染物降解成 为低浓度、低移动性产物
适用:被油类、有机溶剂、多环芳烃、农药以及非水溶 性氯化物所污染的土壤。
氧化剂:KMnO4、H2O2和臭氧(O3),溶解氧有时也可以 作为氧化剂
降低土壤中污染物的浓度 固定土壤污染物 将土壤污染物转化成毒性较低 或无毒的物质 阻断土壤污染物在生态系统中 的转移途径
适用:挥发和半挥发有机污染物、卤化有机污染物、多 氯联苯、二恶英、呋喃等,不适合于非金属卤化有机污 染物和重金属、多环芳烃、除草剂和农药、炸药、石棉、 氰化物、腐蚀性物质、非卤化有机污染物等。
原理:异位,污染物转移进入有机溶剂或超临界液体, 分离以进一步处理或弃置。
原理:高温熔融污染土壤,形成玻璃体或固结成团 适用范围:污染特别严重的土壤 优点: 处理效果好,不再产生污染 缺点: 土壤彻底丧失生产力 ,费用高 技术:原位技术 、异位技术
原理:减少浓度、阻隔污染土壤 适用范围:存在非污染土壤源 优点: 技术性比较简单,操作容易 缺点: 不能去除土壤污染物;只能抑制土壤污染物对食物链的 影响,不能减少土壤污染物对地下水等危害。 技术:深翻、客土、覆土
原理:高温,挥发、燃烧、热解 适用范围:有机污染的土壤,部分重金属污染 优点: 处理效果好,应用方便 缺点: 黏粒含量高的土壤处理困难,处理含水量高的土壤耗电 多。 技术:热解吸技术 、焚烧技术
土壤蒸气提取技术 固化/稳定化修复技术 玻璃化技术 热处理技术 电动力学修复技术 土壤淋洗技术 稀释和覆土 原位化学氧化技术 化学脱卤技术 溶剂提取技术 泥浆相生物反应器 农业改良措施 生物堆制法
土地耕作法 翻动条垛法 植物提取作用 生物通气法 根际降解作用 生物注气法
原理:在淋洗剂(水或酸或碱溶液、整合剂、还原剂、络 合剂以及表面活化剂溶液)的作用下,将土壤污染物从土 壤颗粒去除 1、原位淋洗技术 在田间直接将淋洗剂加入污染土壤, 混合,淋洗,排出,收集、再处理。去除重金属污染。 适合于粗质地的、渗透性较强的土壤。 2、异位淋洗技术(土壤清洗技术) 将污染土壤挖掘出来, 用水或其他化学溶液进行清洗。适用于各种污染物,如 重金属、放射性核素、有机污染物等。 技术:淋洗液、清洗液、土壤条件、工厂化技术
优点: (1)适用于任何地点,因为处理发生在两电极间; (2)可以在不挖掘的条件下处理土壤; (3)最适合于黏质土,负的表面电荷,水力传导率低; (4)对饱和和不饱和的土壤都潜在有效; (5)可以处理有机和无机污染物; (6)可以从非均质的介质中去除污染物; (7)费用效益比较高。 缺点: (1)污染物的溶解度高度依赖于土壤pH; (2)要添加增强溶液; (3)当高电压使用,温度的升高,过程的效率降低; (4) 土壤含碳酸盐、岩石、石砾时,效率显著降低。
原理:固体化、包囊作用、稳定化作用 黏结剂:主要是水泥、石灰、热塑塑料等,也包括一 些有专利的添加剂。 适用范围:大量的无机污染物,也可适用于部分有机 污染物。
优点: 同时处理被多种污染物污染的土壤,设备简单,费用低 缺点:不破坏、不减少土壤中的污染物,被固定的污染 物有可能重新释放出来 技术:原位技术 、异位技术
砷超富集植物 凤尾蕨属的蜈蚣草(P.vittata L)羽叶中砷的最高浓度可达 22630 mg/kg,富集系数(BF)超过10。
土壤中的有机污染物通过根际微生物的活动而被降解的 过程 根系分泌物,增加根际微生物群落并促进微生物的活性, 促进有机污染物的降解。根系分泌物的降解会导致根际 有机污染物的共同代谢。植物根系创造更有利于微生物 降解的环境。 促进降解:(1)TPH(总石油烃)。 (2)PAHs(多环芳烃)。 (3)BTEX(苯、甲苯、乙苯、二甲苯)。(4)农药。 (5)含氯 溶剂。(6)PCP(五氯苯酚)。 (7)PCBs(多氯联苯)。 (8)表面 活性剂。