第五章1污染土壤修复技术.ppt.ppt

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1、L/O/G/O 目录目录4.14.1物理修复技术物理修复技术4.24.2化学修复技术化学修复技术4.34.3植物修复技术植物修复技术4.44.4微生物修复技术微生物修复技术污染土壤的修复技术概念污染土壤的修复技术概念 v 污染土壤修复的目的：污染土壤修复的目的：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，从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，从而减小土壤污染物对环境、人体或其他生物体的危害。而减小土壤污染物对环境、人体或其他生物体的危害。v

2、 污染土壤修复技术的发展历程：污染土壤修复技术的发展历程：欧美等发达国家已经对污染土壤的修复技术进行了大量的研究，建立欧美等发达国家已经对污染土壤的修复技术进行了大量的研究，建立了适合于遭受各种常见有机和无机污染物污染的土壤修复方法，并已了适合于遭受各种常见有机和无机污染物污染的土壤修复方法，并已不同程度地应用于污染土壤修复的实践中。不同程度地应用于污染土壤修复的实践中。我国对污染土壤修复技术方面的研究是从我国对污染土壤修复技术方面的研究是从2020世纪世纪7070年代开始的，当时年代开始的，当时以农业修复措施的研究为主。以农业修复措施的研究为主。随着时间的推移，其他修复技术的研究随着时间的推

3、移，其他修复技术的研究(如化学修复技术和物理修复技如化学修复技术和物理修复技术等术等)也逐渐展开。到了也逐渐展开。到了2020世纪末，污染土壤的生物修复技术世纪末，污染土壤的生物修复技术(包括植包括植物修复技术和微生物修复技术物修复技术和微生物修复技术)研究在我国也迅速开展起来。研究在我国也迅速开展起来。总体而言，虽然我国在土壤修复技术研究方面取得了可喜的进展，但总体而言，虽然我国在土壤修复技术研究方面取得了可喜的进展，但在修复技术研究的广泛性和深度方面与发达国家还有一定的差距，特在修复技术研究的广泛性和深度方面与发达国家还有一定的差距，特别是在工程修复方面的差距还比较大。别是在工程修复方面的

4、差距还比较大。污染土壤修复技术分类污染土壤修复技术分类v污染土壤修复技术根据其位置变化与否可分为污染土壤修复技术根据其位置变化与否可分为原原位修复技术位修复技术(in-situ technologies)和和异位修复技术异位修复技术(ex-situ technologies)。v原位修复技术原位修复技术指对未挖掘的土壤进行治理的过程，指对未挖掘的土壤进行治理的过程，对土壤没有什么扰动。这是目前欧洲最广泛采用对土壤没有什么扰动。这是目前欧洲最广泛采用的技术。的技术。异位修复技术异位修复技术指对挖掘后的土壤进行处指对挖掘后的土壤进行处理的过程。理的过程。v按操作原理污染土壤修复技术可分为按操作原理

5、污染土壤修复技术可分为物理修复技物理修复技术、化学修复技术、微生物修复技术和植物修复术、化学修复技术、微生物修复技术和植物修复技术技术4 4大类。其中大类。其中生物修复技术生物修复技术具有成本低、处理具有成本低、处理效果好、环境影响小、无二次污染等优点，被认效果好、环境影响小、无二次污染等优点，被认为最有发展前景。为最有发展前景。物理修复技术物理修复技术 物理修复技术主要包括：物理修复技术主要包括：v土壤蒸气提取技术、土壤蒸气提取技术、v固化稳定化技术、固化稳定化技术、v玻璃化技术、玻璃化技术、v热处理技术、热处理技术、v电动力学修复技术、电动力学修复技术、v稀释和覆土。稀释和覆土。L/O/G

6、/O土壤蒸气提取技术土壤蒸气提取技术土壤蒸气提取技术土壤蒸气提取技术v土壤蒸气提取技术土壤蒸气提取技术(soil vapor extraction(soil vapor extraction，SVE)SVE)最早于最早于19841984年由美国年由美国Terra Terra VaeVae公司研究成功并获公司研究成功并获取专利权。取专利权。v是指通过降低土壤孔隙的蒸气压，把土壤中的污是指通过降低土壤孔隙的蒸气压，把土壤中的污染物转化为蒸气形式而加以去除的技术。染物转化为蒸气形式而加以去除的技术。v该技术适用于去除不饱和土壤中高挥发性有机组该技术适用于去除不饱和土壤中高挥发性有机组分分(VOCsV

7、OCs)污染的土壤，如汽油、苯和四氯乙烯等污染的土壤，如汽油、苯和四氯乙烯等污染的土壤。污染的土壤。原位土壤蒸气提取技术原位土壤蒸气提取技术 1)1)技术内涵技术内涵v利用真空通过布置在不饱和土壤层中的提取井向土利用真空通过布置在不饱和土壤层中的提取井向土壤中导入气流，气流经过土壤时，挥发性和半挥发壤中导入气流，气流经过土壤时，挥发性和半挥发性的有机物随空气进入真空井，气流经过之后，土性的有机物随空气进入真空井，气流经过之后，土壤得到了修复。通常，垂直提取井的深度为壤得到了修复。通常，垂直提取井的深度为1.5m1.5m，已有的成功例子最深可达已有的成功例子最深可达91 m91 m。v根据受污染

8、地区的实际地形、钻井条件或者其他现根据受污染地区的实际地形、钻井条件或者其他现场具体因素的不同，还可利用水平提取井进行修复。场具体因素的不同，还可利用水平提取井进行修复。原位土壤蒸气提取技术主要用于挥发性有机卤代物的处理修复，通常应原位土壤蒸气提取技术主要用于挥发性有机卤代物的处理修复，通常应用的污染物是那些亨利系数大于用的污染物是那些亨利系数大于0.010.01或者蒸气压大于或者蒸气压大于66.66Pa66.66Pa的挥发性有的挥发性有机化合物。有时，也应用于去除土壤中的油类、重金属及其有机物、多机化合物。有时，也应用于去除土壤中的油类、重金属及其有机物、多环芳烃环芳烃(PAHsPAHs)等

9、污染物。等污染物。由于原位土壤蒸气提取涉及向土壤中引入连续空气流，这样还促进了土由于原位土壤蒸气提取涉及向土壤中引入连续空气流，这样还促进了土壤环境中一些低挥发性化合物的生物耗氧降解过程。壤环境中一些低挥发性化合物的生物耗氧降解过程。v根据修复工作目标要求，根据修复工作目标要求，原位修复土壤体积原位修复土壤体积、污染污染物浓度及分布情况物浓度及分布情况、现场的特点现场的特点(包括渗透性、各包括渗透性、各向异质性向异质性)、工艺设施的提取能力等条件的不同工艺设施的提取能力等条件的不同，原位土壤蒸气提取技术运行和维护所需时间为原位土壤蒸气提取技术运行和维护所需时间为6 61212个月不等。个月不等

10、。应用条件应用条件v土壤理化性质对原位土壤蒸气提取技术的应用效土壤理化性质对原位土壤蒸气提取技术的应用效果有很大的影响，主要影响因子有果有很大的影响，主要影响因子有土壤容重、孔土壤容重、孔隙度、土壤湿度、土壤温度、土壤质地、有机质隙度、土壤湿度、土壤温度、土壤质地、有机质含量、空气传导率以及地下水深度含量、空气传导率以及地下水深度等。等。v经验表明，采取原位土壤蒸气提取技术的土壤应经验表明，采取原位土壤蒸气提取技术的土壤应具有质地均一、渗透能力强、孔隙度大、湿度小、具有质地均一、渗透能力强、孔隙度大、湿度小、地下水位较深的特点。地下水位较深的特点。限制原位土壤蒸气提取技术应用效果的因素限制原位

11、土壤蒸气提取技术应用效果的因素(1)(1)下层土壤的异质性会引起气流分配的不均匀；下层土壤的异质性会引起气流分配的不均匀；(2)(2)低渗透性的土壤难于进行修复处理；低渗透性的土壤难于进行修复处理；(3)(3)地下水位太高地下水位太高(1(12 m)2 m)会降低土壤蒸气提取的效果会降低土壤蒸气提取的效果;(4)(4)排出的气体需要进行进一步处理；排出的气体需要进行进一步处理；(5)(5)粘土、腐殖质含量较高或本身极其干燥的土壤，由于其本粘土、腐殖质含量较高或本身极其干燥的土壤，由于其本 身对挥发性有机物的吸附性很强，采用原位土壤蒸气提取身对挥发性有机物的吸附性很强，采用原位土壤蒸气提取时，污

12、染物的去除效率很低；时，污染物的去除效率很低；(6)(6)对饱和土壤层的修复效果不好，但降低地下水位，可增加对饱和土壤层的修复效果不好，但降低地下水位，可增加不饱和土壤层体积，从而改善这一状况。不饱和土壤层体积，从而改善这一状况。成本成本v在美国，采用原位土壤蒸气提取技术修复污染土壤在美国，采用原位土壤蒸气提取技术修复污染土壤的成本，大致为的成本，大致为26267878美元美元m m3 3，价格不算昂贵。，价格不算昂贵。v项目管理、工程设计、承包商选择、办公支持、审项目管理、工程设计、承包商选择、办公支持、审批费用、厂区特征确定、可行性研究测试、运行合批费用、厂区特征确定、可行性研究测试、运行

13、合同和不可预见费用等，不在此列。同和不可预见费用等，不在此列。气体抽排井的分布、形状、深度、口径大小等气体抽排井的分布、形状、深度、口径大小等需根据污染区的地质条件、地下水水位、污染需根据污染区的地质条件、地下水水位、污染范围等决定范围等决定抽气管道的铺设基本分两种情况：抽气管道的铺设基本分两种情况：竖直和水平异位土壤蒸气提取技术异位土壤蒸气提取技术v 异位土壤蒸气提取技术是指利用异位土壤蒸气提取技术是指利用真空通过布置在堆积着的真空通过布置在堆积着的污染土壤中开有狭缝的管道网络向土壤中引入气流污染土壤中开有狭缝的管道网络向土壤中引入气流，促使，促使挥发性和半挥发性的污染物挥发进入土壤中的清洁

14、空气流，挥发性和半挥发性的污染物挥发进入土壤中的清洁空气流，进而被提取脱离土壤，这项技术还包括尾气处理系统。进而被提取脱离土壤，这项技术还包括尾气处理系统。v 异位土壤蒸气提取技术主要用于异位土壤蒸气提取技术主要用于处理挥发性有机卤代物和处理挥发性有机卤代物和非有机卤代物污染土壤非有机卤代物污染土壤的修复。的修复。v 异位土壤蒸气提取是对挖掘出来的土壤进行批处理的过程，异位土壤蒸气提取是对挖掘出来的土壤进行批处理的过程，所以运行和维护所需时间依赖于处理速度和处理量。处理所以运行和维护所需时间依赖于处理速度和处理量。处理的速度与单批处理的时间和单批处理量有关。的速度与单批处理的时间和单批处理量有

15、关。v 通常每批污染土壤的处理需要通常每批污染土壤的处理需要4 46 6个月，处理量与所用的个月，处理量与所用的设备有关，临时处理设备通常单批处理量大约为设备有关，临时处理设备通常单批处理量大约为380m380m3 3。v 根据修复工作目标要求、污染物浓度及有机物挥发性大小、根据修复工作目标要求、污染物浓度及有机物挥发性大小、土壤性质土壤性质(包括颗粒尺寸、分布和孔隙状况包括颗粒尺寸、分布和孔隙状况)，永久处理设，永久处理设备的处理能力通常要大一些。备的处理能力通常要大一些。L/O/G/O固化稳定化技术固化稳定化技术 v 固化稳定化技术固化稳定化技术(so1idification(so1idi

16、ficationstabilization)stabilization)是指是指通过物理的或化学的作用以固定土壤污染的一组技术。通过物理的或化学的作用以固定土壤污染的一组技术。v 固化技术固化技术指向土壤添加黏结剂而引起石块状固体形成的过指向土壤添加黏结剂而引起石块状固体形成的过程。将低渗透性物质包被在污染土壤外面，以减少污染物程。将低渗透性物质包被在污染土壤外面，以减少污染物暴露于淋溶作用的表面，限制污染物迁移的技术称为包囊暴露于淋溶作用的表面，限制污染物迁移的技术称为包囊作用，也属于固化技术范畴。在细颗粒废物表面的包囊作作用，也属于固化技术范畴。在细颗粒废物表面的包囊作用称为微包囊作用，而大块废物表面的包囊作用称为大包用称为微包囊作用，而大块废物表面的包囊作用称为大包囊作用。囊作用。v 稳定化技术稳定化技术指通过化学物质与污染物之间的化学反应使污指通过化学物质与污染物之间的化学反应使污染物转化成为不溶态的过程。稳定化技术不一定会改善土染物转化成为不溶态的过程。稳定化技术不一定会改善土壤的物理性质。壤的物理性质。v 在实践上，商业的固化技术包括了某种程度的稳定化作用，在实践上，商业的