根據(jù)修復(fù)原理分為物理修復(fù)技術(shù)、化學(xué)修復(fù)技術(shù)、生物修復(fù)技術(shù)和植物修復(fù)技術(shù)4類。
物理修復(fù)一般可以節(jié)省成本;
化學(xué)修復(fù)具有時(shí)間周期短,目的性強(qiáng)的特點(diǎn),且發(fā)展較早相對(duì)成熟;
生物修復(fù)具有不造成二次污染、費(fèi)用低、原位降解污染物等優(yōu)點(diǎn),是一種極有前途的環(huán)境技術(shù)。
1. 稀釋和覆土
將污染物含量低的清潔土壤混合于污染土壤,以降低污染土壤污染物的含量,稱為稀釋作用。
覆土也是客土的一種方式,即在污染土壤上覆蓋一層清潔土壤,以避免污染土層中的污染物進(jìn)入食物鏈。
土壤翻耕稀釋覆土
優(yōu)點(diǎn):技術(shù)比較簡(jiǎn)單,操作容易。
缺點(diǎn):不能去除土壤污染物,沒(méi)有徹底排除土壤污染物的潛在危害;只能抑制土壤污染物對(duì)食物鏈的影響,并不能減少土壤污染物對(duì)地下水等其他環(huán)境部分的危害。
這些措施的費(fèi)用取決于當(dāng)?shù)氐慕煌顩r、清潔土壤的來(lái)源和勞動(dòng)力成本。
2. 固化/穩(wěn)定化技術(shù)
固化/穩(wěn)定化技術(shù)(Solidification/Stabilization)是通過(guò)物理和化學(xué)的作用以穩(wěn)定土壤污染物的一組技術(shù)。指向土壤添加黏結(jié)劑而引起石塊狀固體形成的過(guò)程。固化/穩(wěn)定化技術(shù)采用的黏結(jié)劑主要是水泥、石灰和熱塑料等,也包括一些專利的添加劑。
基于黏結(jié)劑的不同,將固化/穩(wěn)定化技術(shù)分為水泥和混合水泥固化/穩(wěn)定化技術(shù)、石灰固化/穩(wěn)定化技術(shù)和玻璃化固化/穩(wěn)定化技術(shù)3類。固化/穩(wěn)定化技術(shù)既可用于處理大量的無(wú)機(jī)污染物,也可用于部分有機(jī)污染物。
原位固化過(guò)程示意圖(引自Pierzynski G M, 1997)
固化/穩(wěn)定化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是:可同時(shí)處理被多種污染物污染的土壤,設(shè)備簡(jiǎn)單,費(fèi)用較低。
存在的缺點(diǎn)為:沒(méi)有對(duì)土壤污染中的污染物破壞和減量,而僅是限制污染物對(duì)環(huán)境的有效性。被固定的污染物有可能重新釋放出來(lái),對(duì)環(huán)境造成危害,長(zhǎng)期有效性受到質(zhì)疑。
美國(guó)在20世紀(jì)70年代對(duì)一個(gè)占地為7hm2的曾作為污水池的土壤進(jìn)行處理,然后將土壤裝入移動(dòng)的混合裝置之中。
3. 土壤蒸汽提取技術(shù)
土壤蒸汽提取技術(shù)(Soil vapour extraction,SVE)是一種通過(guò)布置在不飽和土壤層提取井,利用真空向土壤導(dǎo)入空氣,空氣流經(jīng)土壤時(shí),揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機(jī)物隨空氣進(jìn)入真空井而排出土壤,降低土壤中有機(jī)物含量的技術(shù)。
土壤蒸氣提取系統(tǒng)
該技術(shù)適用于高揮發(fā)性化學(xué)污染土壤的修復(fù),如汽油、苯和四氯乙烯等污染的土壤。土壤氣提技術(shù)的主要技術(shù)又分為原位土壤蒸汽浸提技術(shù);異位土壤蒸汽浸提技術(shù);多相浸提技術(shù)(兩相浸提技術(shù)、兩重浸提技術(shù))等。
土壤抽提技術(shù)的特點(diǎn)是:
可操作性強(qiáng)、設(shè)備簡(jiǎn)單、容易安裝;對(duì)處理地點(diǎn)的破壞很?。?/span>
處理時(shí)間較短,在理想的條件下,通常6個(gè)月到2年即可;
與其他技術(shù)聯(lián)用,可處理固定建筑物下的污染土壤。
該技術(shù)的缺點(diǎn)是:
很難達(dá)到90%以上的去除率;
在低滲透土壤和有層理的土壤上有效性不確定;
只能處理不飽和帶的土壤,要處理飽和帶土壤和地下水,還需要其他技術(shù)。
歐美國(guó)家處理每噸土壤的費(fèi)用為5~50英鎊。
在美國(guó)的密歇根州,曾采用蒸汽提取技術(shù)處理一個(gè)面積為47hm2的揮發(fā)性有機(jī)物污染的土壤,修復(fù)過(guò)程從1988年3月開(kāi)始到1999年9月結(jié)束。大約18000kg的揮發(fā)性有機(jī)物被提取出來(lái)。處理費(fèi)用大約是30英鎊/m2。
4. 玻璃化技術(shù)
玻璃化技術(shù)是指使用高溫熔融污染土壤使其形成玻璃體或固結(jié)成團(tuán)的技術(shù)。
原位玻璃化過(guò)程示意圖(引自Iskandar等, 1997)
異位玻璃化技術(shù)是將污染土壤挖出,采用傳統(tǒng)的玻璃制造技術(shù)以熱解和氧化或融化污染物以形成不能被淋溶的熔融態(tài)物質(zhì),加熱溫度大為1600~2000℃。有機(jī)污染物在加熱過(guò)程中被熱解或蒸發(fā),有害無(wú)機(jī)離子被固定,異位玻璃化的過(guò)程。
異位玻璃化過(guò)程示意圖
從廣義上說(shuō),玻璃化技術(shù)屬于固化技術(shù)范疇。土壤熔融后,污染物被固結(jié)于穩(wěn)定的玻璃體中,不再對(duì)其他環(huán)境產(chǎn)生污染,但土壤也完全喪失生產(chǎn)力。玻璃化作用對(duì)砷、鉛、硒和氯化物的固定效率比其他無(wú)機(jī)污染物低。
玻璃化技術(shù)處理費(fèi)用較高,歐美國(guó)家每噸土壤的處理費(fèi)用為300~500美元。玻璃化處理將使土壤徹底喪失生產(chǎn)力,一般適用污染特別嚴(yán)重的土壤。
5. 熱處理技術(shù)
熱處理技術(shù)就是利用高溫所產(chǎn)生的一些物理或化學(xué)作用,如揮發(fā)、燃燒、熱解,將土壤中的有毒物質(zhì)去除或破壞的技術(shù)。熱處理技術(shù)最常用于處理有機(jī)污染的土壤,也適用于部分重金屬污染的土壤。
熱力學(xué)技術(shù):
熱力學(xué)修復(fù)技術(shù)利用熱傳導(dǎo)(如熱井和熱墻)或輻射(如無(wú)線電波加熱)實(shí)現(xiàn)對(duì)污染土壤的修復(fù),包括高溫(>100℃ )原位修復(fù)技術(shù)、低溫(< 100℃ )原位修復(fù)技術(shù)和原位電磁波加熱修復(fù)技術(shù)。
熱解吸技術(shù)過(guò)程:
污染物通過(guò)揮發(fā)作用從土壤轉(zhuǎn)移到蒸氣中;以濃縮污染物或高溫破壞污染物的方式處理第一階段產(chǎn)生的廢氣中的污染物。典型的熱解析過(guò)程包括預(yù)處理、解吸、固相后處理和氣體后處理等過(guò)程。
焚燒:
在高溫條件下(800~2500℃),通過(guò)熱氧化作用破壞污染物的異位熱處理技術(shù)稱為焚燒技術(shù)。
典型的燃燒系統(tǒng)包括預(yù)處理、一個(gè)單階段或二階段的燃燒室、固體和氣體的后處理系統(tǒng)。燃燒后的土壤要按照廢物處置要求進(jìn)行處置。
焚燒技術(shù)適用的污染物:揮發(fā)和半揮發(fā)有機(jī)污染物、鹵化或非鹵化有機(jī)污染物、多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯、二噁英、呋喃、農(nóng)藥、石棉和腐蝕性物質(zhì)等,不適用于非金屬和重金屬。所有土壤類型都可以采用焚燒技術(shù)處理。
6. 電動(dòng)力學(xué)技術(shù)
向土壤施加直流電場(chǎng),在電解、電遷移、擴(kuò)散、電滲透和電泳等作用的共同作用下,使土壤中的離子向電極附近富集而被去除的技術(shù),成為電動(dòng)力學(xué)技術(shù)。
電動(dòng)力學(xué)技術(shù)可以影響的污染物包括:重金屬、放射性核素、有毒陰離子(硝酸鹽、硫酸鹽)、稠的、非水相的液體、氰化物、石油烴(柴油、汽油、煤油、潤(rùn)滑油)、炸藥、有機(jī)離子與離子型混合污染物、鹵代烴、非鹵化污染物和多環(huán)芳烴。但最適合電動(dòng)力學(xué)處理技術(shù)的污染物是金屬污染物。歐美國(guó)家電動(dòng)力學(xué)技術(shù)處理土壤的費(fèi)用為50~120美元/m3。
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