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常见的土壤有机物的修复方案有哪些

2021-06-13 23:38:43 分类:养花问答 来源: 日夏养花网 作者: 网络整理 阅读:124

土壤有机污染的土壤有机污染物修复技术

针对土壤有机物污染的修复技术主要有:植物修复、原位生物修复、异位生物修复、玻璃化修复、热力学修复、热解吸修复、电动力学修复、换土法等。

求土壤有机污染修复技术详细介绍

1. 概况  
随着工业的高速发展,有机污染问题逐渐突出。土壤中大量复合有机污染物会改变土壤的理化性质,破坏局部生态系统,对区域的动植物产生间接和直接毒性作用,并通过食物链的富集和放大效应对人类健康造成严重的危害,进而严重影响土地的使用功能。土壤有机物污染问题已引起人们的广泛关注,土壤修复势在必行。

  我国目前的有机场地污染主要为石油烃等非氯代有机污染物,有机农药杀虫剂,和持久性有机污染物。本文主要介绍非氯代有机污染场地土壤修复技术。

2. 分类  
目前,理论上和技术上可行的非氯代有机污染土壤修复技术从功能载体上可以分为物理修复技术、化学修复技术、生物修复技术及复合修复技术等。
2.1 物理修复技术  
物理修复技术多为异位修复技术,是利用土壤和污染物的各自特性,使污染物固定在土壤中不易扩散和迁移,或通过高温等方式破坏污染物进而降低其对环境的破坏。土壤非氯代有机污染的物理修复技术主要包括热处理、隔离法和换土法等。

  (1)热处理 热处理技术多为异位处理,通常指将污染介质转移至特定的处理单元或燃烧室等,然后将其暴露于高温下,从而破坏或去除其中污染物的一种修复过程。异位修复技术的主要优势是处理周期短,处理过程可视,污染介质的连续混合和均质过程易于控制,因www.rixia.cc此处理程度比较均一;但是,异位修复需要挖掘土壤,这就使得修复成本和修复工程设备需求增加,同时导致异位修复许可申请、材料转移工作安全性等相关问题。

  热处理技术主要包括热脱附、高温净化、高温分解、传统的焚烧破坏技术以及玻璃化技术。

  a. 焚烧技术在燃烧和破坏污染介质领域已应用多年,是相对比较成熟的一种修复技术。

  b. 异位热脱附技术是利用热使污染介质中的污染物和水挥发出来,通常利用载气或真空系统将挥发出的水蒸气和有机污染物传输到后续的譬如热氧化或回收等单元中进一步处理。根据解吸塔操作温度的不同,热脱附过程可以分为高温热脱附(320-560℃)和低温热脱附(90-320℃)。

  c. 高温净化技术指的是将污染的固体介质或设备的温度升至260℃,并保持一定的时间。介质中所产生的气流进入燃烧系统中进行处理,以去除所有挥发性的污染物。该方法处理后所得到的残渣可以作为非危险废物进行处置或资源化利用。

  d. 高温分解是指在无氧条件下通过加热使有机污染物发生化学分解的过程。高温分解一般发生在温度高于430℃并具有一定压强的条件下。化学分解过程中产生的裂解气需要进一步处理。高温分解的目标污染组分是SVOCs和杀虫剂类,该技术适用于从精炼厂废料、煤焦油、木材加工废料、杂酚油污染的土壤、烃类污染的土壤、混合废物(放射性和危险性)、橡胶合成中的废物以及涂料等废弃物中分离有机成分。

  e. 玻璃化技术是利用电流在高温(1600-2000℃ )条件下将污染的土壤熔化,待冷却后形成玻璃化产物,该产物是一种类似玄武岩的化学性质稳定、抗渗透性、玻璃状或晶体状的材料。其中的高温处理过程可将土壤中的有机污染成分进行破坏和去除。该技术可用于原位或异位土壤修复。

  (2)隔离法
  隔离法是采用粘土或其他人工合成的惰性材料,将非氯代有机污染的土壤与周围环境隔离开来,该日夏养花网方法并没有破坏非氯代有机烃类物质,只是起到了防止污染物向周围环境(地下水、土壤)的迁移,该方法适合于任何非氯代有机烃污染土壤的控制,对于渗透性差的地带,尤其比较适用。此法与其他方法相比,运行费用较低,但对于毒性期长的非氯代有机烃类,只是暂时防止其迁移,存在二次污染的风险。

  (3)换土法
  换土法是用新鲜的未污染的土壤替换或部分替换原来的污染土壤,以稀释原污染土壤中污染物的含量,利用环境自身的能力来消除残余的污染物。换土法又可分为翻土、换土和客土三种方法。

  物理修复技术的热处理法、隔离法和换土法都充分发挥了土壤和污染物的各自特性,不用外加其他化学药剂或生物来进行处理,但也存在处理成本高,工作量大,并只能处理小面积污染土壤的局限性。因此,如何更好地利用土壤本身特性,突破其局限性,将是物理修复技术的发展方向。
2.2 化学修复技术  
化学修复技术是利用污染物与改良剂之间的化学反应从而对土壤中的污染物进行氧化还原、分离、提取等,来降低土壤中污染物含量的一类环境化学技术。土壤非氯代有机污染的化学修复技术主要包括萃取法、土壤洗涤法、化学氧化还原法等。

  (1)萃取法 萃取法是依据相似相容的原理,使用有机溶剂对非氯代有机污染土壤中的非氯代有机进行萃取,然后对有机相中的非氯代有机进行分离回收,实现废物的资源化。该方法适用于非氯代有机污染含量较高的土壤,但对于大面积非氯代有机污染含量较低的土壤,其处理成本投入太高,而且会引起二次污染。因此在选择该方法之前先要对成本进行评估,再决定是否可行。

  (2)淋洗法 土壤淋洗法是指将吸附在细小土壤颗粒表面的污染物在有水的体系中从土壤中分离出去的一种方法。淋洗水中可以加入一些基本的溶剂、表面活性剂、螯合剂或者调整pH来增强污染物的去除效果。该处理过程中土壤和淋洗水的反应通常在一个反应槽或其他处理单元中异位进行的,淋洗水和不同粒度的土壤在重力沉降的作用下进行分离。

  土壤洗涤法成本较高,且操作较复杂,如异位化学淋洗,首先要对土壤进行粒度分级再分别加以处理,该方法的工程应用远远落后于实验室研究,要实现其广泛的工程应用,还有一系列的技术问题需要解决。

  (3)化学氧化还原法 化学氧化还原法是向非氯代有机烃类污染的土壤中喷洒或注入化学氧化还原剂,使其与污染物质发生化学反应来实现净化的目的。常用的化学氧化剂有臭氧、过氧化氢、高锰酸钾、二氧化氯等。该法与萃取法、土壤洗涤法相比,一般不会造成二次污染,对非氯代有机烃类物质有较高的清除效率,氧化还原反应可以在瞬间完成,但其操作比较复杂,需要较高的技术水平。
2.3 生物修复技术  
生物修复是指利用特定生物的代谢作用吸收、转化、降解环境污染物,将场地污染物最终分解为无害的无机物(水和二氧化碳),实现环境净化和生态效应恢复的生物措施,是一类低耗和安全的环境生物技术。土壤非氯代有机污染的生物修复技术按所应用的类型不同,可以将其分为植物、动物、微生物修复技术等。

  近年来,生物修复技术在国内外都得到了较快的发展。一批具有特殊生理生化功能的植物、微生物应运而生,基因修饰、改造、克隆与基因转移等现代生物技术的渗透进一步推动了生物修复技术的应用与发展。与其他方法相比,生物修复技术具有处理成本低,处理效果好(无二次污染,最终产物二氧化碳、水和脂肪酸对人体无害),生化处理后污染物残留量很低等优点,但生物修复时间较长,往往很难在规定时间内完成场地污染的修复。
2.4 复合修复技术  
综上所述,治理土壤非氯代有机污染的技术主要包括物理修复技术、化学修复技术和微生物修复技术等,但都不同程度地存在着修复成本高、修复时间长、修复技术难大规模实现等问题。因此,根据各类修复技术的优势和实际场地污染特征,多种修复技术合理联合使用将是未来场地修复的主要趋势。

  例如,BIOX 长效促生物氧化剂是一种高效物化材料,由氧化剂前体、稳定剂、生物载体和高效降解菌群组成。在使用过程中,BIOX 能够持续产生氧化剂,通过高级氧化途径,快速降解有机类污染物,同时改良土质,促进水分氧气输移和污染物传质,强化生物降解。同时,BIOX 负载的高效降解菌群,是针对不同有机污染物(如汽油、柴油、原油等)通过筛选、分离、富集、优化配比制成,其不同系列适用于汽油、柴油、原油等污染物的降解,具有针对性强,群落功能稳定的特点。与传统氧化剂(如臭氧、芬顿试剂、过氧化氢等)相比,BIOX 具有氧化效率高、应用方便、安全性好的特点。

  通过物化/ 生物联合作用,快速实现污染物的毒性降低和总量去除。与其它技术相比,该药剂具有去除效率高(80% 以上)、修复时间短(6-12 个月),基本不破坏土壤基质、处理成本低等优点。适用于处理TPH、BTEX、PAH、VOC、SVOC 等有机污染物。可进行原位或异位等多种方式修复。

  BIOX氧化剂修复技术比较  
BIOX氧化剂 普通化学氧化剂 普通生物降解
污染物最终去除率 高80%以上 高80%以上 偏低50%-70%
修复时间 短(3-6个月) 短(1-2个月) 长 数年
土壤基质破坏情况 基本不破坏 一定程度破坏 不破坏

怎么修复土壤,让土壤恢复肥沃?有哪些措施?

土壤是作物生产之母,要让土壤发挥最大效用,就要要去了解自己耕作的土壤有哪些缺点或者限制作物生长的因素,再加以改善这些缺点和消除不利因素,使成为肥沃的土壤。从认识土壤到了解缺失因素,从保育到增进土壤肥力,都是确保作物增产及品质的基础。

其实,肥沃的土壤并不难求,只要用良好的土壤管理办法,都有希望把贫瘠的土壤改成肥沃的土壤。有了充分的土壤肥力,再加上选择适应该地区气候的作物及品种,运用良好的种植管理方法,要达到高产是不难做到的事情。以下是常见的8个维度的土壤问题,从问题的发生到如何诊断以及如何修复,分别说明如下:

一、土壤酸碱度不适合及土壤酸化现象

(一)问题发生的原因:部分太酸(PH在5.0以下)或太碱(PH在7.5以上)的土壤,易使土壤中的植物养分转变为无效性,使作物不能适应,尤其土壤酸化在我们耕作中最为常见,其原因不外呼雨水大量淋洗及母质酸性、植物吸走大量正离子养分、不当的施用过多酸性肥料、及过量有机酸所致,加上土壤缓冲力不佳时,更易出现酸化现象。

(二)诊断土壤酸碱度:常用酸碱度电极测定法及石蕊试纸颜色测定法。测定酸碱度时,应使土壤与水混合搅拌后测定,不应在土壤干燥下测定,因为测定土壤酸碱值是测定在水溶液中的氢离子浓度。

(三)解决酸碱度不适的办法:

施用中和剂:酸土施用石灰等碱性质材(如农用石灰、白云粉等),中和土壤则应配合有机质施用。碱土施用酸性材质(如硫磺粉、稀硫酸等),中和土壤则不应过量,可采用逐年渐进中和的方式去改良。施用有机质在酸土或碱土中,有助各种养分的有效性。紧急补充叶面施肥可暂时改善太酸或太碱的土壤性质,这是治标的方法,彻底改善土壤才是治本之道。

二、缺乏土壤有机质

(一)问题发生的原因:在多雨高温及多湿的环境下,土壤有机质分解较快,尤其是山坡地更是缺乏有机质,在我国,大部分地区土壤都是缺乏有机质的。当土壤中缺乏有机质的时候,农民施用化学肥料的量就会增加,造成浪费,甚至无法作物产量,反而使土壤病害增加并且对环境造成极大的污染。要改变这种状况,必须从增加土壤有机质着手,才能收到事半功倍的效果。要特别注意土壤有机质的保护,因为土壤有机质的好处众多:

改善土壤物理特性:改良土壤团粒构造,使土壤松软,能促进通气及排水。增加土壤保水能力。缓慢释放植物所需的营养元素。钳合微量营养元素可协助植物营养元素的溶解度。增加土壤之缓冲能力,使土壤的酸碱反应缓和。吸附及交换植物营养元素,提高肥料缓效性。给土壤有益微生物提供丰富的食物,使土壤微生物能抵抗大量病菌。减少人为或天然的毒性物质及作用。部分成分有助植物生长的功效。能够减少土壤温度急剧变化的作用。

从上述可知,土壤要达到以上十点功效,就必须增加土壤的有机质含量。

(二)诊断缺乏有机质的方法:除了让专业的农技部门分析土壤有机质的含量之外,也可以用肉眼观察,如土壤干燥后很硬,或颜色很红、很黄,没有团粒构造,这些都是缺乏有机质的特征。

(三)解决缺乏有机质的办法:施用有机肥料以增加土壤有机质的来源,也可种植绿肥作物。在种植中要采用轮作,尤其以豆科轮作最利于增进土壤有机质。在管理上应增加覆膜的利用,减少土壤冲刷及表土流失,这也是保养土壤有机质的方法之一。近年来腐植酸及泥炭土的应用,对土壤有机质的增加稳定也很有帮助。

三、土壤物理性不良

(一)问题的发生的原因:当土壤属于酸性又缺乏有机质,物理性就很差,团粒构造就需要改善,且保水力差,很容易干旱,干燥时特别坚硬,这是典型的贫瘠土壤。土壤质地太粗或太黏,也会构成问题土壤。太粗则保水差;太黏重的土则太密实,排水不良,引起根系生长不良。

(二)诊断土壤物理性不良的方法:用手触摸分级,判断是否太黏或太砂;观察土壤孔隙度,是否太密实。以感觉触摸时,取少量土样,以水湿润后搓捏,呈砂砾感是砂土;很黏重,可搓捏成条的则含黏粒多。土壤的孔隙度、土块或团粒构造,很容易用肉眼观察。

(三)解决土壤物理性之不良:

排水不良:地区性排水不良较经济的方法,是选择耐水作物或品种,或利用高畦栽培。排水系统可采用简便排水式或暗管排水方法,排水系统的建设应特别注意排水效率及使用年限的经济效益。土壤构造不良:土壤孔隙度或团粒构造不良,一般都通过增施有机质和与石灰相配合,如较碱性的土壤则只施有机质即可。土壤深层改良,可用深犁的方式,将深土疏松或深层施肥。土壤太砂或太黏:除了选择能适应这种不良土壤的作物或品种外,可采用客土及施用有机质来改善这种不良的质地。

四、土壤营养分不平衡

(一) 问题发生的原因:不平衡或过量施用化学肥料,会造成营养元素间吸收的拮抗作用,无论大量、中量或微量元素都不能过量, 例如:氮过多作物易徒长,枝叶繁茂,易遭病害,不易开花或坐果等等。

(二)诊断养分的不平衡:土壤中营养不平衡不能用肉眼看出,但可以通过植物的生长来观察,或以植体化学分析配合土壤分析诊断也可得知。土壤也要定期分析诊断检查,就如人的身体检查一样重要,尤其是密集耕作系统,至少每三、四年需要诊断一次。

(三)解决土壤营养分不平衡之要领:

了解作物品种的特性:因为各种作物对土壤中的营养需求有差异,所以的先了解作物品种的需肥特性。在生长过程中,缺乏养分则以叶面补充。再进而改善土壤的本质,如酸碱不适的可以加以调整,使养分吸收平衡。如因某些养分过量不平衡所引起,则需花费较长的时间去改良,可施用腐熟度较高的有机质(如各种堆肥、腐植泥炭土等),去吸附,减少过量的危害,使其控制达到平衡。配合轮作系统:土壤营养不平衡,可利用不同轮作作物能吸收多量养分而减少土壤的危害,使达营养均衡的状态,再配合适当的施肥,就可改善土壤养分不平衡的缺失。抗衡施肥:山坡地无法以水田轮作时,只靠雨水淋洗过多的营养是不现实的,除上述所提施用高腐熟度的有机质外,可以依过量的拮抗元素补救,如磷过量所引起的微量元素缺乏,即以深灌施肥或叶面施肥补充;如钾肥过量易引起缺镁,则采用硫酸镁或硅酸镁等镁肥的抗衡日夏养花网作用,以大量减少某种养分过多所引起的危害。

五、盐类及重金属累积的问题及污染

(一)问题的发生原因:污染及不当的灌溉水,或是化学肥料使用过多,都会引起土壤盐类及重金属累积。因为土壤有吸附的能力,长期日积月累的结果。

(二)诊断盐类及重金属污染之累积:最准确的是用化学分析测定所含盐类及重金属量。盐类的累积也可用肉眼观察,诊断时从晒干的表土,可观察到白色粉末或晶体状的盐类,盐类累积过多有白色物出现。

(三)解决盐类及重金属污染之累积:因密集耕种作物时,大量施用盐类肥料所引起的累积,可采用旱田水田轮作,水田耕作时可洗去大量的可溶性盐类;或选择较耐盐的作物,因作物的耐盐性有差异;施用有机质对洗盐类也有帮助,因有机质分解的有机酸,可增加盐的溶解度。重金属累积污染可加入有机质吸附,以稀释作用减少作物吸收;如严重污染则不应种植食用作物或饲料作物,要避免污染进入人类的食物链;如要种植则需慎选非食用植物,如林木植物、纤维特用作物等。

六、表土流失问题

(一)问题发生的原因:表土是历经长年自然改良的宝贵土壤,山坡地如表面植物保护缺乏时,优良的表土很薄,大多会被冲刷洗走,表土的流失同时伴随着肥料的流失。

(二)诊断表土流失:这是相当容易判断的,只要看在雨中流出的水,是否带有泥色或混浊,即可知表土是否流失。

(三)解决表土流失的办法:表土要有保护,可采用覆盖或草生栽培,尤其是以果园的草生栽培最为有效,而且雨季时不必除草,表面上看草生会吸收竞争部份施入的肥料,但吸入肥料经砍割覆盖或犁入后,肥分又回到土壤,对多年生果树的表土肥力,很有帮助,草生栽培又可使雨水深入土层,增加有机质、使土变松软、保肥性好,实为一举多的。

七、土壤病虫害问题

(一)问题发生的原因:引起土壤病虫害的因素很多,由于病菌大量繁殖或植物的耐病力降低,就易引起作物根系病害。土壤病害的发生与气候环境及灌溉水来源有密切关系;种苗的传染病菌也不应忽视,健康的育苗是很重要的。

(二)诊断土壤病虫害:要精确了解根系发生的病害,以鉴别病菌的种类,需要专门的鉴别方法。根系枯死的原因,可能是生物性或非生物性所引起,或互为因果关系。线虫的危害根系较易观察出来,在根上会有膨大凸起或瘤状的症状发生。

(三)解决土壤病虫害的办法:治疗土壤病虫害,包括化学药剂处理、物理处理(如高温)、生物处理等方法,另外可利用土壤改良剂,以化学、物理、生物性等不同方式改良土壤,使病虫害不易繁殖或增加作物抗性,而达到控制土壤病虫害的目的。例如施用有机质或生物菌肥使土壤改良,也可减少土壤病害发生,但应注意粪便类有机质,如未经腐熟,易致多种菌或虫的感染。

八、连作的土壤问题

(一)问题发生的原因:因连作引起问题土壤,一般不外乎在土壤物理性,化学性或生物性上发生问题,常见的是病菌或虫体孳生过多、有毒物质、盐类累积或养分不平衡所致。

(二)诊断连作问题:一种或同类作物连作次数后,发生生长不良,施肥并不能完全改善,常见如幼苗的枯萎及烂根。生长点或新叶不正常或不伸展的问题发生。

(三)解决连作的问题土壤:采取轮作,尤其旱田水田轮作最好。可施用有机质改善或种植绿肥,有机质吸附有毒物及分解有毒物质,并有制衡土壤有害微生物的功效,加上补充大量、中微量养分,可减少养分不平衡。也可采用施微生物菌肥。连作田常有大量的地上部或地下根部,这些残质也可能是问题的根源,因此,清除田间残质,可减少毒物质或病虫害的危害。

以上所常见的八大问题,不是所有的土壤都会存在,因此,必须先了解土壤的特性,确定是哪里出了问题,然后解决问题,土壤的肥力自然会改观,有了健康的土壤,才会有健康的作物。只要勤于管理,保持土壤肥沃,作物高产就近在咫尺。

污染土壤修复通常有哪些措施

  向土壤中施用石灰、碱性磷酸盐、氧化铁、碳酸盐和硫化物等化学改良剂,加速有机物的分解,使重金日夏养花网属固定在土壤中,降低重金属在土壤及土壤植物体的迁移能力,使其转化成为难溶的化合物,减少农作物的吸收,以减轻土壤中重金属的毒害。针对有机物污染,用植物、细菌、真菌联合加速有机物降解。针对无机物污染,利用植物修复可以把一部分重金属从土壤中带走。
  增加土壤有机质含量、砂掺粘改良性土壤,增加和改善土壤胶体的种类和数量,增加土壤对有害物质的吸附能力和吸附量,从而减少污染物在土壤中的活性。发现、分离和培养新的微生物品种,以增强生物降解作用。
  2、强化污染土壤环境管理与综合防治,大力发展清洁生产
  控制和消除土壤污染源,组织有关部门和科研单位,筛选污染土壤修复实用技术,加强污染土壤修复技术集成,选择有代表性的污灌区农田和污染场地,开展污染土壤治理与修复。重点支持一批国家级重点治理与修复示范工程,为在更大范围内修复土壤污染提供示范、积累经验。合理利用污染土地,严重污染的土壤可改种非食用经济作物或经济林木以减少食品污染。科学地进行污水灌溉,加强土壤污灌区的监测和管理,了解水中污染物的成分、含量及其动态,避免带有不易降解的高残留污染物随机进入土壤。
  增施有机肥,提高土壤有机质含量,增强土壤胶体对重金属和农药的吸附能力。强化对农药、化肥、除草剂等农用化学品管理。增施有机肥同时采取防治措施,不仅可以减少对土壤的污染,还能经济有效地消灭病、虫、草害,发挥农药的积极效能。在生产中合理施用农药、化肥,控制化学农药的用量、使用范围、喷施次数和喷施时间,提高喷洒技术,改进农药剂型,严格限制剧毒、高残留农药的使用,大力发展高效、低毒、低残留农药。大力发展生物防治措施。
  大力推广闭路循环、无毒工艺,以减少或消除污染物的排放。对工业“三废”进行回收净化处理,化害为利,严格控制污染物的排放量和浓度。大力推广和发展清洁生产。
  针对土壤污染物的种类,种植有较强吸收能力的植物,降低有毒物质的含量,或通过生物降解净化土壤,通过改变耕作制度、换土、深翻等手段,施加抑制剂改变污染物质在土壤中的迁移转化方向,减少农作物的吸收,提高土壤pH值,促使镉、汞、铜、锌等形成氢氧化物沉淀。
  根据土壤的特性、气候状况和农作物生长发育特点,既要防治病虫害对农作物的威胁,又要把化肥、农药对环境和人体健康的危害限制在最低程度。利用物理、物理化学原理治理污染土壤。大力开展植树造林,提高森林覆盖率,维护森林生态系统平衡。
  3、调控土壤氧化还原条件
  调节土壤氧化还原电位,使某些重金属污染物转化为难溶态沉淀物,控制其迁移和转化,降低污染物的危害程度。调节土壤氧化还原电位主要是通过调节土壤水分管理和耕作措施实现。
  4、改变耕作制度,实行翻土和换土
  改变耕作制度会引起土壤环境条件的变化,消除某些污染物的危害。对于污染严重的土壤,采取铲除表土和换客土的方法;对于轻度污染的土壤,采取深翻土或换无污染客土的方法。
  5、采用农业生态工程措施
  在污染土壤上繁殖非食用的种子、种经济作物,从而减少污染物进入食物链的途径;或利用某些特定的动植物和微生物较快地吸走或降解土壤中的污染物质,从而达到净化土壤的目的。
  6、工程治理
  利用物理(机械)、物理化学原理治理污染土壤,是一种最为彻底、稳定、治本的措施,但投资大,适于小面积的重度污染区,主要有隔离法、清洗法、热处理、电化法等。近年来,把其他工业领域,特别是污水、大气污染治理技术引入土壤治理,为土壤污染治理研究开辟了新途径。

土壤污染修复技术方法有哪些

一、植物修复技术
从20 世纪80 年代问世以来,利用植物资源与净化功能的植物修复技术迅速发展[4,5]。植物修复技术包括利用植物超积累或积累性功能的植物吸取修复[6,7,8] 、利用植物根系控制污染扩散和恢复生态功能的植物稳定修复[9] 、利用植物代谢功能的植物降解修复[10] 、利用植物转化功能的植物挥发修复[4 ] 、利用植物根系吸附的植物过滤修复[4] 等技术;可被植物修复的污染物有重金属、农药、石油和持久性有机污染物、炸药、放射性核素等。其中,重金属污染土壤的植物吸取修复技术在国内外都得到了广泛研究,已经应用于砷、镉、铜、锌、镍、铅等重金属以及与多环芳烃复合污染土壤的修复[6,7,11,12],并发展出包括络合诱导强化修复[13] 、不同植物套作联合修复、修复后植物处理处置的成套集成技术[1]。这种技术的应用关键在于筛选具有高产和高去污能力的植物,摸清植物对土壤条件和生态环境的适应性。近年来,中国在重金属污染农田土壤的植物吸取修复技术应用方面在一定程度上开始引领国际前沿研究方向。但是,虽然开展了利用苜蓿、黑麦草等植物修复多环芳烃、多氯联苯和石油烃的研究工作[1],但是有机污染土壤的植物修复技术的田间研究还很少,对炸药、放射性核素污染土壤的植物修复研究则更少。
植物修复技术不仅应用于农田土壤中污染物的去除,而且同时应用于人工湿地建设、填埋场表层覆盖与生态恢复、生物栖身地重建等。近年来,植物稳定修复技术被认为是一种更易接受、大范围应用、并利于矿区边际土壤生态恢复的植物技术,也被视为一种植物固碳技术和生物质能源生产技术;为寻找多污染物复合或混合污染土壤的净化方案,分子生物学和基因工程技术应用于发展植物杂交修复技术[14] ;利用植物的根圈阻隔作用和作物低积累作用[15],发展能降低农田土壤污染的食物链风险的植物修复技术正在研究。
二、微生物修复技术
微生物能以有机污染物为唯一碳源和能源或者与其他有机物质进行共代谢而降解有机污染物。利用微生物降解作用发展的微生物修复技术是农田土壤污染修复中常见的一种修复技术。这种生物修复技术已在农药或石油污染土壤中得到应用。在中国,已构建了农药高效降解菌筛选技术、微生物修复剂制备技术和农药残留微生物降解田间应用技术;也筛选了大量的石油烃降解菌,复配了多种微生物修复菌剂,研制了生物修复预制床和生物泥浆反应器,提出了生物修复模式[1]。近年来,开展了有机胂和持久性有机污染物如多氯联苯和多环芳烃污染土壤的微生物修复技术工作。分离到能将PAHs 作为唯一碳源的微生物如假单胞菌属、黄杆菌属等,以及可以通过共代谢方式对4 环以上PAHs 加以降解的如白腐菌等[16]。建立了菌根真菌强化紫花苜蓿根际修复多环芳烃的技术和污染农田土壤的固氮植物2根瘤菌2菌根真菌联合生物修复技术[17,18 ]。总体上,微生物修复研究工作主要体现在筛选和驯化特异性高效降解微生物菌株,提高功能微生物在土壤中的活性、寿命和安全性,修复过程参数的优化和养分、温度、湿度等关键因子的调控等方面。微生物固定化技术因能保障功能微生物在农田土壤条件下种群与数量的稳定性和显著提高修复效率而受到青睐。通过添加菌剂和优化作用条件发展起来的场地污染土壤原位、异位微生物修复技术有:生物堆沤技术、生物预制床技术、生物通风技术和生物耕作技术等。运用连续式或非连续式生物反应器、添加生物表面活性剂和优化环境条件等可提高微生物修复过程的可控性和高效性[19,20]。目前,正在发展微生物修复与其他现场修复工程的嫁接和移植技术,以及针对性强、高效快捷、成本低廉的微生物修复设备,以实现微生物修复技术的工程化应用。
污染土壤物理修复技术

物理修复是指通过各种物理过程将污染物(特别是有机污染物) 从土壤中去除或分离的技术。热处理技术是应用于工业企业场地土壤有机污染的主要物理修复技术,包括热脱附[21] 、微波加热[22] 和蒸气浸提[23] 等技术,已经应用于苯系物、多环芳烃、多氯联苯和二 英等污染土壤的修复。
一、热脱附技术
热脱附是用直接或间接的热交换,加热土壤中有机污染组分到足够高的温度,使其蒸发并与土壤介质相分离的过程。热脱附技术具有污染物处理范围宽、设备可移动、修复后土壤可再利用等优点,特别对PCBs这类含氯有机物,非氧化燃烧的处理方式可以显著减少二恶英生成[21]。目前欧美国家已将土壤热脱附技术工程化,广泛应用于高污染的场地有机污染土壤的离位或原位修复,但是诸如相关设备价格昂贵、脱附时间过长、处理成本过高等问题尚未得到很好解决,限制了热脱附技术在持久性有机污染土壤修复中的应用[24]。发展不同污染类型土壤的前处理和脱附废气处理等技术,优化工艺并研发相关的自动化成套设备正是共同努力的方向。
二、蒸气浸提技术
土壤蒸气浸提(简称SVE) 技术是去除土壤中挥发性有机污染物(VOCs) 的一种原位修复技术。它将新鲜空气通过注射井注入污染区域,利用真空泵产生负压,空气流经污染区域时,解吸并夹带土壤孔隙中的VOCs 经由抽取井流回地上;抽取出的气体在地上经过活性炭吸附法以及生物处理法等净化处理,可排放到大气或重新注入地下循环使用。SVE具有成本低、可操作性强、可采用标准设备、处理有机物的范围宽、不破坏土壤结构和不引起二次污染等优点。苯系物等轻组分石油烃类污染物的去除率可达90 %[25 ]。深入研究土壤多组分VOCs 的传质机理,精确计算气体流量和流速,解决气提过程中的拖尾效应,降低尾气净化成本,提高污染物去除效率,是优化土壤蒸气浸提技术的需要。
化学/物化修复技术

相对于物理修复,污染土壤的化学修复技术发展较早,主要有土壤固化-稳定化技术、淋洗技术、氧化2还原技术、光催化降解技术和电动力学修复等。
一、固化-稳定化技术
固化-稳定化技术是将污染物在污染介质中固定,使其处于长期稳定状态,是较普遍应用于土壤重金属污染的快速控制修复方法,对同时处理多种重金属复合污染土壤具有明显的优势[26 ]。美国环保署将固化/稳定化技术称为处理有害有毒废物的最佳技术。[5] 中国一些冶炼企业场地重金属污染土壤和铬渣清理后的堆场污染土壤也采用了这种技术。国际上已有利用水泥固化-稳定化处理有机与日夏养花网无机污染土壤的报道[27 ]。
根据EPA的定义,固化和稳定化具有不同的含义。固定化技术是将污染物囊封入惰性基材中,或在污染物外面加上低渗透性材料,通过减少污染物暴露的淋滤面积达到限制污染物迁移的目的;稳定化是指从污染物的有效性出发,通过形态转化,将污染物转化为不易溶解、迁移能力或毒性更小的形式来实现无害化,以降低其对生态系统的危害风险。固化产物可以方便地进行运输,而无需任何辅助容器;而稳定化不一定改变污染土壤的物理性状。
固化技术具有工艺操作简单、价格低廉、固化剂易得等优点,但常规固化技术也具有以下缺点,如固化反应后土壤体积都有不同程度的增加,固化体的长期稳定性较差等。而稳定化技术则可以克服这一问题,如近年来发展的化学药剂稳定化技术,可以在实现废物无害化的同时,达到废物少增容或不增容,从而提高危险废物处理处置系统的总体效率和经济性;还可以通过改进螯合剂的结构和性能使其与废物中的重金属等成分之间的化学螯合作用得到强化,进而提高稳定化产物的长期稳定性,减少最终处置过程中稳定化产物对环境的影响。由此可见,稳定化技术有望成为土壤重金属污染修复技术领域的主力。
环境修复的基本原理与基础理论,全面讲解了受污染水环境、污染土壤、污染大气和污染固体废物的各种环境修复方法与技术。

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本文标题: 常见的土壤有机物的修复方案有哪些
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