當前我國土壤污染比之前更為嚴峻,如何進行土壤修復、改善土壤環境成為了國投盛世科技股份有限公司的重點課題,斥資成立國投盛世(北京)環保技術研究所對土壤修復技術進行大力研究,希望在環保事業中做出應盡的貢獻,造福人類社會。首先,我們先來了解一下我國土壤污染類型、土壤修復技術:
一、當前我國土壤污染類型
1、重金屬污染
在化學中,重金屬一般主要是指相對密度在5.0或者5.0以上的金屬元素,但是通常來說對其并沒有嚴格的定義,其共有45種重金屬元素,包括Zn、Ge、Mn、Cu等,其中因為As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場地污染中重要的重金屬污染元素之一。
相關的研究表明,工業場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種重金屬主要來源是化學原料和相關制品業、冶煉業、皮革和相關制品業、蓄電池制造業等。
2、有機污染物
工業場地土壤有機污染主要是指能夠對土壤造成污染的有機物進入到工業場地的土壤之中并產生相關的具有污染性的有機化合物,有機污染物的種類主要包括POPs(持久性有機污染物)、農藥、多環芳烴(PAHs),另外還有石油類污染,這些有機污染物主要來自于石油化工、油漆、農藥生產等相關行業。
3、復合污染
復合污染主要是指重金屬、有機污染物的復合污染,這也是工業場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合污染、不同有機污染物之間的復合污染、不同重金屬與不同有機污染物之間的復合污染,在目前我國工業場地土壤污染中主要的污染物就是重金屬之間的復合污染、石油類有機污染物之間的復合污染、重金屬與農藥等有機污染物的污染,一旦土壤被這些復合污染物所污染,由于各種污染物之間存在一定的相互作用,會造成相關土壤環境與地下水環境發生變化,這也給工業場地的修復造成了嚴重的困難。
二、土壤污染的主要修復技術(我們之前總結了土壤修復技術經驗列表可以點擊查看)
1、植物修復技術
在土壤修復過程,具體的植物修復技術主要包括植物提取技術、植物穩定技術、植物揮發技術。首先,植物提取技術主要是指通過種植能夠大量吸收并積累重金屬與有機物的植物來吸收土壤中的重金屬與有機物,從而可以將土壤中的重金屬與有機物含量盡可能地轉移到植物身上,然后對植物進行收割和處理,以達到降低土壤重金屬與有機物含量和改善土壤的技術;
其次,植物穩定技術主要是指利用植物根際相關微生物的分泌屬性,將土壤中的重金屬與有機物進行有效的沉淀或者螯合,從而預防重金屬與有機物繼續往地下滲透而污染地下水或者其他動植物,而間接地降低重金屬與有機物對人類健康的侵害;最后,植物揮發技術主要是指通過植物本身能夠進行吸收、積累和揮發的屬性,對土壤中的重金屬與有機物進行直接吸收積累與揮發,從而降低土壤重金屬與有機物的含量。
2、微生物修復技術
對于微生物修復技術而言,往往是利用一些微生物的作用進行土壤和水體中污染物的清理或是進行污染物無害化處理的過程。在城市的土壤中,往往微生物的數量和種類都相對較大,它們在進行重金屬與有機物無害化處理中發揮的作用是非常不可忽視的。利用微生物進行土壤中重金屬與有機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物,可以慢慢改變根際微環境,這樣就能增加植物對重金屬與有機物的吸收,揮發及固定的效率。
3、熱化法修復
這種方法就是直接通過加熱,或者是水蒸氣進行加熱,紅外線進行加熱、微波輻射進行加熱,將土壤里的物質慢慢加熱到一定的溫度,這樣可以使土壤中的一些可揮發性的污染物迅速氣化,再對這些可揮發性污染物進行收集工作,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,只是針對一些可揮發性好的土壤污染物。
4、固化-穩定技術
將污染介質中的污染物進行固定,讓該污染物處于一個比較穩定的狀態,這種修復技術即是固化-穩定技術。該技術把固化的穩定劑和已經被污染的土壤進行混合,通過化學以及物理的方法來進行污染物的物理、化學溶解程度或在環境中的活潑程度的降低。
這種固化-穩定的方法能夠在原位和異位上分別進行,對于原位的固化-穩定技術而言,比較適合那些被有機物污染的土壤或者是那些重金屬污染的修復工作;異位固化-穩定化技術通常適用于處理無機污染物質,不適用于半揮發性有機物和農藥殺蟲劑污染土壤的修復。
固化-穩定技術可以處理多種復雜金屬廢棄物,形成的固體毒性低,穩定性強,處置費用也較低,較為普遍應用于土壤硬金屬污染的快速控制,對多種重金屬與有機物復合污染土壤和放射性物質污染土壤的無害化處理具有明顯的優勢。此外,污染物埋藏深度、土壤pH和有機質含量等都會在一定程度上影響該技術的應用以及有效性的發揮。
5、清洗法
在進行清洗法實施的時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離子性的表面活性劑等。利用這些表面活性劑在進行沖洗的過程中相對于單純的水力沖洗的去污能力可增強50倍以上,這樣就有了一個極佳的去污效果。
另外,在當今生物技術不斷發展的時候,生物表面活性劑也出現了越來越普及的情況,它的去污效果往往比一些常規的表面活性劑更加的具有環境親和性,更加易于降解,已經漸漸成為一個未來表面活性劑的發展方向。對于一些農藥污染的土壤往往可以采取利用有機溶劑進行清洗的方法達到去污目的。
6、熱脫附技術
熱脫附的主要工作原理就是運用熱能來增強污染物的揮發性,從而將污染物從污染土壤或沉積物中分離出去,并對這部分污染物先行集中處理。通常情況下,熱脫附系統包括熱解吸單元和廢氣處理系統這兩大模塊,其中,熱解吸過程又分為高溫熱脫附和低溫熱脫附。
相較于傳統技術,熱脫附技術的優勢明顯,具備超大范圍的污染物處理能力,其設備可移動、使用靈活,并且經其修復后的土壤可循環再利用,尤其適用于PCBs這類含氯有機物的分離處理,可以有效避免二惡英的產生。鑒于熱脫附技術的優勢性能,現階段很多歐美國家已將土壤熱脫附技術工程化,在高度有機污染土壤的離位和恢復上取得了突破性進展。
7、沸石土壤修復調理技術
沸石具有極強的吸附性、離子交換性、催化性、耐酸堿性、耐輻射性,無毒無害無殘余,對土壤污染治理、改善土壤貧瘠化、鹽漬化、解決土壤板結等題具有顯著效果,是治理土壤污染,發展綠色農業、有機農業的理想產品。
通過沸石與重金屬元素發生吸附、離子交換等反應,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,減少農作物吸收污染物質和向食物鏈轉移的風險,避免人們食用受污染的農作物而產生的中毒威脅。
特別是沸石具有耐輻射性,對銫等放射性元素具有極好的去除作用,這是其他修復藥劑或環保材料所不能實現的功能。
防板結:松馳土壤,改良土壤結構,提高土壤通透性與保水性,調節土壤pH值,解決土壤板結等問題,促進根系發育。
由于沸石具有很大的比表面積和較強的靜電場,通過土壤的耕翻,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聚體,從而形成土壤最理想的結構——團粒結構。
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。我們需要本著一個以預防為主綜合治理的環保方針,在源頭上對污染源進行控制和消除。
我國土壤污染總超標率達16.1%,污染具有隱蔽性、多樣性,修復難度大、成本高的特點。預計在“十三五”期間,我國工業場地、農業耕地和礦山的修復比例可分別達到7%、3%和5%,土壤修復行業的總投資可達1900-3500億元。
工業污染場地修復:據相關統計,我國的工業污染場地大約為30-50萬塊,假設平均每塊場地的處理成本為300萬元,則市場空間約為0.9-1.5萬億。
農業耕地土壤修復:根據《全國耕地質量等級調查與評定主要數據成果》,全國耕地總面積為20.3億畝,超標率19.40%,則污染總面積為3.9億畝,假設每畝地的處理成本為1-2萬元,則市場空間大約為3.9-7.8萬億。
礦山修復:我國損毀且未有效治理的礦山土地約為220萬公頃,假設每公頃治理成本約為10萬元,則全國的市場空間約為2200億元。
希望以上經驗對大家有所幫助!