有機(jī)污染土壤修復(fù)技術(shù)及案例研究

伴隨著大量工業(yè)場(chǎng)地的遷移與重建，土壤的有機(jī)污染問(wèn)題開(kāi)始逐漸浮出水面，有機(jī)污染土壤的修復(fù)成了人們關(guān)注的問(wèn)題。美國(guó)有機(jī)污染土壤修復(fù)工作開(kāi)展較早，目前已有大量成功的修復(fù)案例。列舉了目前國(guó)內(nèi)外有機(jī)污染土壤修復(fù)的常用技術(shù)，并比較了各項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。同時(shí)，介紹了美國(guó)超級(jí)基金污染場(chǎng)地修復(fù)的四個(gè)典型案例，以期為我國(guó)有機(jī)污染土壤修復(fù)工作提供借鑒。

土壤的有機(jī)污染問(wèn)題是全世界范圍內(nèi)廣泛關(guān)注的環(huán)境問(wèn)題之一。土壤中有機(jī)污染物的來(lái)源包括工業(yè)泄露和溢出，石油庫(kù)和化學(xué)品庫(kù)泄露，農(nóng)藥濫用，清潔劑、油、防凍液隨意處置，生活垃圾不當(dāng)處置，垃圾填埋場(chǎng)和垃圾堆場(chǎng)等。

每年有大量的有機(jī)物釋放到土壤環(huán)境中，包括芳香化合物、多氯代有機(jī)物、農(nóng)藥、石油等，其中大部分的污染物是難溶的、有毒的、致突變的，甚至是致癌的，對(duì)人類(lèi)健康和生態(tài)系統(tǒng)有著巨大的危害。近年來(lái)，我國(guó)開(kāi)始逐漸關(guān)注有機(jī)污染物造成的土壤污染問(wèn)題，并進(jìn)行有機(jī)污染土壤修復(fù)技術(shù)的研究。

美國(guó)自20世紀(jì)80年代起建立了土壤修復(fù)超級(jí)基金制度，截止2010年，已累計(jì)清理有害土壤、廢棄物和沉淀物1億多m3，涉及有機(jī)污染物的場(chǎng)地超過(guò)總場(chǎng)地的60%。近年來(lái)，我國(guó)開(kāi)始逐漸意識(shí)到有機(jī)污染土壤的危害，大力發(fā)展有機(jī)土壤修復(fù)技術(shù)，開(kāi)展有機(jī)污染土壤修復(fù)示范工程是十分必要的。本文介紹了目前有機(jī)物污染土壤修復(fù)的常用技術(shù)，和美國(guó)有機(jī)污染土壤修復(fù)的典型案例，為我國(guó)有機(jī)污染土壤修復(fù)工作提供借鑒。

1 有機(jī)污染土壤修復(fù)技術(shù)

有機(jī)污染土壤修復(fù)技術(shù)種類(lèi)較多，表1中總結(jié)了國(guó)內(nèi)外常用的幾種修復(fù)技術(shù)。目前，土壤氣相抽提(SVE)和熱解吸技術(shù)是應(yīng)用廣泛的有機(jī)土壤修復(fù)技術(shù)，其處理效果、成本和周期都符合城市對(duì)土壤修復(fù)的要求。其中，SVE技術(shù)多應(yīng)用于鹵代和非鹵代揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機(jī)物的降解中，其對(duì)低揮發(fā)性有機(jī)物和有機(jī)農(nóng)藥等物質(zhì)的處理效果較差。

而熱解吸技術(shù)對(duì)于處理鹵代有機(jī)物、非鹵代的半揮發(fā)性有機(jī)物、多氯聯(lián)苯(PCBs)、以及高濃度的疏水性液體等污染物有優(yōu)勢(shì)，但這項(xiàng)技術(shù)會(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu)和生物系統(tǒng)。土壤淋洗有濃縮污染物的能力，因此可以作為其他技術(shù)的預(yù)處理，減少待處理的土壤體積，降低總費(fèi)用。

微生物修復(fù)技術(shù)作為常用于降解土壤中的石油烴，這項(xiàng)技術(shù)是環(huán)境友好的，但是修復(fù)周期過(guò)長(zhǎng)。此外，在選擇具體的土壤修復(fù)技術(shù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)污染物和土壤性質(zhì)、處理時(shí)間、成本等因素進(jìn)行全面比較。

表1 常用有機(jī)污染土壤修復(fù)技術(shù)

2 有機(jī)污染土壤修復(fù)案例

2.1 土壤氣相抽提項(xiàng)目——落基山兵工廠(chǎng)18單元污染修復(fù)工程

落基山兵工廠(chǎng)是美國(guó)的一個(gè)化學(xué)武器制造中心，位于科羅拉多州的科默斯市。這一兵工廠(chǎng)由美國(guó)陸軍于20世紀(jì)末設(shè)立，生產(chǎn)常規(guī)兵器和化學(xué)兵器，其中包括白磷、凝固汽油彈、芥子氣、路易氏劑和氯氣。1984年，美國(guó)陸軍對(duì)落基山兵工廠(chǎng)的污染情況進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)場(chǎng)地內(nèi)存在多種污染物，包括有機(jī)氯農(nóng)藥、有機(jī)磷農(nóng)藥、氨基甲酸酯類(lèi)殺蟲(chóng)劑、有機(jī)溶劑、氯化苯、重金屬等。

1991年，在落基山兵工廠(chǎng)超級(jí)基金污染場(chǎng)地的18號(hào)單元進(jìn)行了土壤氣相抽提處理。這一區(qū)域在過(guò)去主要用以清洗維修設(shè)備和車(chē)輛，并儲(chǔ)存柴油、汽油和各種石油產(chǎn)品。在這一區(qū)域的土壤和地下水中發(fā)現(xiàn)了大量的VOCs，其中大多為三氯乙烯，其在土壤蒸汽中的體積濃度高達(dá)65×10－6。這些VOCs主要來(lái)自于清洗過(guò)程中使用的含氯溶劑。SVE系統(tǒng)安裝在了土壤蒸汽中三氯乙烯濃度高的區(qū)域。

該SVE系統(tǒng)包括一個(gè)較淺的氣相抽提井和一個(gè)較深的氣相抽提井。淺井位于黏土層以上，地下13～28尺;深井位于黏土層以下，地下43～58尺。設(shè)立兩個(gè)抽提井是為了研究黏土層對(duì)VOCs移除的影響。在氣相抽提井周邊圍繞著4個(gè)蒸汽監(jiān)測(cè)井，用于評(píng)估SVE系統(tǒng)的性能。

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