污染场地土壤修复技术

2020-02-15杜芳芳

山西化工 2020年6期

杜芳芳

(山西鑫象环保科技有限公司，山西太原 030000)

污染场地土壤修复技术是利用现代化人工技术对污染土壤的成因进行调查和研究，并根据调查结果选择合适的修复方式，恢复土壤原有的生态活性，以增大土壤的开发利用率。现阶段随着我国土壤污染的加剧，制定了一系列针对性方案，加大了土壤修复技术研究，希望解决现存污染问题，保护自然环境的质量。

1 污染场地土壤污染形成原因

1.1 农业种植与工业排放污染

农业种植引发的土壤污染与种植中化学肥料的过量使用有直接关系。很多农民在种植农作物过程中，为提高收益增加化学肥料的使用，而过量的化学肥料无法被农作物吸收，散落在土壤中，与土壤中的有机质反应，破坏了土壤的生态结构，逐渐降低了土壤肥力。工业生产中排放较多废水，这些废水内含有较多有毒、重金属元素，未经处理直接排放到环境中，会增加污染，破坏土壤的结构性能。再加上工业生产监管的不严谨，废水排放量在不断增加。在这样环境背景下，土壤使用率降低，不利于农作物生长及人们正常饮水。

1.2 生活与自然污染

目前，生活垃圾的排放量呈明显上升趋势，不同类型的垃圾堆放在环境下，经过环境侵蚀或人为处理，产生的有害物质直接融入到土壤内，增加了土壤中放射性、化学性物质含量，破坏了原本的结构体系，导致土壤性能逐渐降低，且随着时间的推移，不良物质会渗透到土壤深层，从而对地下水或地下其他资源带来影响。而自然污染的产生也多是因为人类活动造成的，如近几年环境中存在的较多的砷元素，危害性较大。鉴于此，我国需加大土壤污染的管控力度，规范日常生活和作业，保护和修复土壤资源。

2 土壤修复技术

2.1 固化/稳定化技术

固化/稳定化技术在处理重金属污染上尤其是多重金属复合污染问题上有显著效果。固化/稳定化技术在应用中，需要使用指定的固化剂或稳定剂，常见的有硅酸盐水泥或石灰等，将土壤中含有的重金属杂质实施固化处理，或通过化学反应的方式对重金属元素加以分解，阻止进一步扩散，削弱对土壤的影响。在固化/稳定化技术应用中，为突显技术优势，需要对药剂成分和使用量、药剂与土壤间的混合率、污染物种类及浓度实行准确了解和掌握，制定科学有效的处理方案，剔除土壤中污染物的含量[1]。

在上述指标管控中，药剂成分和用量是需要重点关注的内容，直接决定药剂与污染物之间的反应效果。可利用前期试验的方式确定最终配方及用量。分析现有资料了解到，国内外在药剂使用上用量一般控制在20%以下。例如钢丝绳生产场地，会利用4%的固化剂或稳定剂配合8%的水泥及一定量的石灰来处理土壤中存在的铅元素，降低铅浓度指标。固化/稳定化技术的处理周期会根据土壤中重金属含量、污染面积、污染浓度及土壤特性实行综合考量。一般情况下，原位固化/稳定化处理周期为3个月至6个月，异位固化/稳定化每日处理量从100 m3～1 200 m3不等。

2.2 化学氧化/还原技术

化学氧化/还原技术处理的是有机物污染问题，可同时剔除土壤和地下水中含有的过量有机物，还原其生态活性。化学氧化/还原技术顾名思义，就是利用氧化剂或还原剂的方式对土壤和地下水中含有的有害物质实施降解处理，实现有害向无害方向的转变，恢复土壤的原有面貌。尤其对苯、多环芳径、有机农药等污染物有显著效果。

影响化学氧化/还原技术应用效果的因素有药剂添加量、污染浓度、污染物种类、土壤性质等。其中药剂添加量仍然是最直接的影响因素。例如特殊钢生产场地中，可直接利用过硫酸盐和专利活化药剂对土壤中含有的过量多环芳径加以处理，在保证特殊钢生产效率的基础上，改善场地环境。化学氧化/还原技术的处理周期与污染物性质、污染物浓度、药剂与污染物的反应机理、污染深度及范围相关。一般而言，原位化学氧化/还原修复通常需要3个月至24个月，异位化学氧化/还原治理在数周至数月内可以完成。

2.3 热脱附技术

热脱附技术属于挥发净化型的修复处理方式，该技术先对污染场地的土壤进行加热，待温度达到污染物沸点以上时，停留一段时间，让污染物在高温作用下挥发，之后对挥发气体实施净化处理，达到将污染物从土壤中剔除的效果。该技术多被应用在高有机污染物污染的土壤场地内，实际操作中，要求工作人员充分了解土壤性能、有机物种类及沸点，观测有机污染物的浓度，制定科学有效的处理方案[2]。

原位热脱附技术是目前我国用以处理污染土壤常用的一种方式，对于含氯有机物、多环芳径有很好的处理效果。在一些重度污染区域内，应用该技术可将高浓度、处于游离状态下的污染物有效剔除。不过原位热脱附技术的应用成本较高，对电能、热能的损耗量较大，且需结合污染物种类及浓度等展开时间上的划分，工作效率不高。

异位热脱附作为一种非燃烧技术，可以避免含氯有机物处置中二噁英的生成，具有污染物处理范围广、设备可移动、修复后土壤可再利用等优势，其广泛应用于高浓度有机物污染土壤的修复。热脱附技术的处理周期会受到技术水平、污染状况、土壤性质、处理面积的影响。一般情况下，每小时的处理能力在3 t～160 t左右。

2.4 生物通风技术

生物通风技术借助自然优势，通过空气、氧气的注入或营养液的注射促进土壤中微生物的活跃，达到降解目标，对于挥发性和半挥发性的有机物污染土壤有显著效果。不过生物通风技术使用中会受到土壤的理化性质、污染物特征、微生物含量的影响而出现不同效果。生物通风技术的应用形式共两种，一是原位生物通风技术。由通风、水分调节和在线监测这三部分组成，具备土壤气象抽提和生物降解的功能。处理周期一般在半个月到一年左右。

二是异位生物通风技术。该技术构建了以堆体抽气、营养水分调节及渗率收集为一体的处理系统，加快污染土壤的处理。同时系统内设置了监控设备，做到在线监测，准确掌握技术落实情况。生物堆技术的处置周期和成本一般可以通过实验室小试或现场中试进行估算，处置周期一般为1个月至6个月。生物堆技术在国内发展已比较成熟，其修复成本相对低廉，相关配套设施已能够成套化生产制造，并可以有效控制微生物，使其在特定的环境条件下生存和生长。

2.5 水泥窑协同处置技术

水泥窑协同处置技术可对有机物污染及重金属污染的土壤实施修复。在应用过程中，直接将预处理后的污染性土壤及固体废弃物投入到水泥回转窑内，通过焚烧处理，将污染物直接转化成无害物，应用到水泥肥料的生产制作中。水泥回转窑在运行中具备温度高、热容量大、稳定性好等优势，可做好重金属或有机污染物的分解和挥发处理，并对这些污染物加以净化，削弱污染。处理周期会受到设备系统等级、处理量的影响而有所不同。而放到水泥回转窑内的处理量则要根据生产中硫、氯等元素的需求量加以确定，一般应该在水泥数量的4%以下。

3 土壤修复效果评价

对于污染土壤修复技术效果的评价可从以下三方面加以考量。

3.1 残留物

在使用上述污染土壤修复技术后，土壤内还会残留少量的污染物，对这些残留物加以分析和检测，一方面是确定残留物的含量并考虑其危害，以免削弱土壤修复效果。另一方面借助分析得出的数值评价修复技术应用效果，工作人员应重点对待。在残留物分析过程中，针对照修复前的土壤数值以及修复方案的目标值，判断是否达到修复目的。这种评价方法的结果较为直观，且评价方法简单，但是在对一些复合污染的场地实行检查时，容易产生拮抗反应而影对评价结果。