覃博
摘要:近年來,我國工業(yè)化發(fā)展十分迅速,長期的生產(chǎn)生活活動導致大量污染物進入土壤環(huán)境中,面臨著嚴峻的環(huán)境污染形勢與土壤生態(tài)失衡問題。在這一時代背景下,政府不斷加強污染土壤修復治理工作力度,提出建設健全的土壤污染修復防治技術(shù)體系的指導思想,取得諸多顯著成果。為進一步加強污染環(huán)境治理效率,本文從技術(shù)角度著手,對各項常用的污染土壤物化修復治理技術(shù)進行簡要分析,以供參考。
關鍵詞:污染土壤;修復治理;物化技術(shù)
一、污染土壤物理修復治理技術(shù)
(一)工程治理
在開挖部分受污程度較為嚴重的土壤,在坑內(nèi)填入新鮮、未受污染的土壤,一方面可以從根本上控制土壤整體污染情況,另一方面,新土壤具有一定的自我修復能力。隨著時間的推移,受污土壤將逐漸恢復各項使用功能,將污染程度控制在一定范圍內(nèi)。工程治理技術(shù)主要包括客土法、深耕翻土。以客土法為例,向污染土壤中添加適量的潔凈土壤,在降低土壤中所分布各類污染物濃度的同時,減少植物根系與污染物的接觸。在20世紀60年代,日本針對神通川地區(qū)受Cd污染的農(nóng)田開展客土治理作業(yè),截止紀末,神通川區(qū)域40%以上的受污土壤的各項指標均恢復正常。在技術(shù)實際應用中,客土法主要被用于治理重金屬污染嚴重的土壤,普遍與植物修復技術(shù)進行聯(lián)合應用。
(二)玻璃化
在污染土壤制定區(qū)域中插入電極,污染土壤固體組分在高溫高壓環(huán)境下,土壤中所分布各類污染物以及化合物將產(chǎn)生熱解、揮發(fā)反應,最終土壤固體組分將形成質(zhì)地較為堅硬、化學性質(zhì)穩(wěn)定的玻璃態(tài)物質(zhì),實現(xiàn)對土壤污染問題的有效治理,這項技術(shù)主要被應用于修復治理重金屬污染嚴重,以及污染物分布在表層地層、含水率較低的土壤。從應用角度來看,玻璃化技術(shù)具有治理效率高的優(yōu)勢,適用于搶救性修復重金屬污染過于嚴重的土壤。但這項技術(shù)的應用成本過高,高昂的成本限制了玻璃化技術(shù)的推廣普及。
(三)熱修復
熱修復技術(shù)是采用間接或直接熱交換方式,對受污土壤中所含各類污染物進行高溫加熱,待污染物溫度超過一定數(shù)值后,將產(chǎn)生揮發(fā)反應,逐漸與土壤顆粒分離,實現(xiàn)污染土壤修復治理的技術(shù)目的。熱修復技術(shù)主要分為微波熱處理、原位熱解吸與熱脫附技術(shù)。不同技術(shù)的應用條件、熱處理對象有所不同。例如,微波熱處理技術(shù)主要用于去除土壤中所含有的半揮發(fā)性與揮發(fā)性有機物。此外,與傳統(tǒng)熱傳導處理技術(shù)相比,各項新型熱修復技術(shù)的土壤治理效果與技術(shù)穩(wěn)定性有所增強。所加熱土壤介質(zhì)內(nèi)外將同時加熱、升溫,并不會出現(xiàn)受污土壤外層水分以及易揮發(fā)物質(zhì)的快速揮發(fā)、土壤外層結(jié)構(gòu)變化等問題。目前來看,熱修復技術(shù)主要被用于處理受污土壤中所含有的高沸點氯代化合物、VOC,農(nóng)藥等污染物,或是修復油類污染土壤。
(四)電動力修復
工作人員向受污土壤中插入兩個電極、通電,即可在受污土壤兩端處形成相對穩(wěn)定的低壓直流電場。在電動力學以及電化學的復合作用下,持續(xù)將受污土壤中所含有的污染物向電極處進行驅(qū)動、匯集。借助收集系統(tǒng)與相應儀器設備,將電極區(qū)內(nèi)所富集污染物進行采集、分離。從技術(shù)應用實例效果來看,在修復Pb污染土壤時,Pb去除率穩(wěn)定保持在50%以上、最大去除率高達59.2%。同時,電動力修復技術(shù)具有土壤修復快、工序簡單、環(huán)境擾動系數(shù)低、經(jīng)濟效益高等技術(shù)優(yōu)勢,主要被用于修復治理電源污染土壤,以及處理各類突發(fā)性土壤污染事故。但這項技術(shù)難以有效去除受污土壤中所含有的不溶性有機污染物。
二、污染土壤化學修復治理技術(shù)
(一)光降解
光降解技術(shù)是充分利用光的作用,持續(xù)將受污土壤中所含有的污染物進行分解,有機化合物將降解為碳原子較少的同系物的反應。例如針對農(nóng)藥污染較為嚴重的土壤,采用光降解技術(shù),在光解條件下,土壤中所殘留農(nóng)藥成分及污染物將持續(xù)降解為無污染性的無機鹽、二氧化碳與水。光降解技術(shù)主要分為光催化氧化、土壤表面直接光解、土壤懸浮液光解等技術(shù)。在技術(shù)實際應用過程中,模擬可見光持續(xù)照射石油污染土壤樣本,在光降解一定時間后,土壤樣本中的石油飽和烴組分中高碳數(shù)烷烴含量有所降低,并在土壤萃取液中產(chǎn)生羰基類化合物,表明土壤中所含石油產(chǎn)生氧化降解反應。
(二)化學淋洗
化學淋洗技術(shù)應用時要借助水力壓頭等裝置,將所配置適當種類的化學淋洗溶液高壓注入受污土壤地層中,土壤中所含污染物與所注入化學淋洗溶液在接觸過程中,將產(chǎn)生溶解與脫附反應。再將所注入化學淋洗溶液抽出,對淋洗液進行分離處理,即可在不破壞受污土壤自身結(jié)構(gòu)的前提基礎上,高效提取各類污染物?;瘜W淋洗技術(shù)具有工藝簡單、土壤修復效率高等技術(shù)優(yōu)勢,且對所注入、提取化學淋洗溶液進行分離處理,即可將所溶解污染物脫離出來,實現(xiàn)對化學淋洗溶液的反復使用。
(三)化學氧化
通過向受污土壤中投放適當數(shù)量與種類的氧化劑,養(yǎng)護劑與土壤顆粒中所附著污染物在接觸過程中將產(chǎn)生化學反應,以此實現(xiàn)修復治理污染土壤的技術(shù)目的。與其他土壤修復治理技術(shù)相比,化學氧化技術(shù)的土壤治理成本較為高昂,不適用于處理污染程度較為輕微的輕度污染土壤。
三、聯(lián)合修復技術(shù)
結(jié)合污染土壤實際情況,協(xié)同采取兩種或以上的土壤修復治理技術(shù),以此提高土壤修復速率,克服單項復治理技術(shù)自身局限性。例如,聯(lián)合采取化學淋洗技術(shù)與超聲強化等增效技術(shù),對PAHs污染較為嚴重的土壤區(qū)域開展化學淋洗作業(yè);針對重金屬污染較為嚴重的土壤,可選擇聯(lián)合采取化學淋洗技術(shù)與電動修復技術(shù),即可以有效去除受污土壤中所殘留的螯合劑,同時,也將高效去除土壤中各類重金屬污染物;針對PCBs污染程度較為嚴重的土壤,聯(lián)合采用催化氫化技術(shù)以及熱解吸技術(shù)。
四、結(jié)語
綜上所述,多數(shù)污染土壤的環(huán)境情況較為復雜,土壤中所含各類污染物之間在接觸過程中時常引發(fā)土壤復合污染問題的出現(xiàn),并不斷產(chǎn)生新的變量因素。因此,相關部門機構(gòu)應全面了解各項物化修復治理技術(shù)的應用優(yōu)缺勢與適用條件,結(jié)合土壤污染實際情況,合理土壤修復治理技術(shù)方案,科學開展土壤治理工作。同時,靈活運用聯(lián)合修復技術(shù),克服單一技術(shù)的缺陷不足。
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