發(fā)布時(shí)間:2017-11-07 瀏覽量:2502
土壤污染修復(fù)技術(shù)-土壤消毒機(jī)
污染土壤修正技能的研討起步于20 世紀(jì)70 時(shí)代后期。在過(guò)去的30年期間,歐、美、日、澳等國(guó)家紛紛擬定了土壤修正方案,巨額出資研討了土壤修正技能與設(shè)備,堆集了豐厚的現(xiàn)場(chǎng)修正技能與工程運(yùn)用經(jīng)歷,成立了許多土壤修正公司和網(wǎng)絡(luò)安排,使土壤修正技能得到了快速的展開(kāi)。我國(guó)的污染土壤修正技能研討起步較晚,在“十五”期間才得到注重,列入了高技能研討規(guī)劃展開(kāi)方案[1 ],其研發(fā)水平和運(yùn)用經(jīng)歷都與美、英、德、荷等發(fā)達(dá)國(guó)家存在相當(dāng)大的距離。近年來(lái),適應(yīng)土壤環(huán)境保護(hù)的實(shí)際需求和土壤環(huán)境科學(xué)技能的展開(kāi)需求,科學(xué)技能部、國(guó)家天然科學(xué)基金委、我國(guó)科學(xué)院、環(huán)境保護(hù)部等部分有方案地布置了一些土壤修正研討項(xiàng)目和專(zhuān)題,有力地促進(jìn)和帶動(dòng)了全國(guó)規(guī)模的土壤污染操控與修正科學(xué)技能的研討與展開(kāi)作業(yè)。期間,以土壤修正為主題的國(guó)內(nèi)一系列學(xué)術(shù)性活動(dòng)也為我國(guó)污染土壤修正技能的研討和展開(kāi)起到了很好的引領(lǐng)性和推進(jìn)性作用。土壤修正理論與技能已成為土壤科學(xué)、環(huán)境科學(xué)以及地表進(jìn)程研討的新內(nèi)容。土壤修正學(xué)現(xiàn)已成為一門(mén)新式的環(huán)境科學(xué)分支學(xué)科,修正土壤學(xué)也將展開(kāi)成為一門(mén)新式的土壤科學(xué)分支學(xué)科。
中文名 土壤污染修正技能 外文名 Soil pollution remediation technology 展開(kāi)方向1 展開(kāi)歸納型的土壤修正技能 展開(kāi)方向2 充沛考慮生態(tài)效益 展開(kāi)方向3 著力于改善現(xiàn)有的較為先進(jìn)的技能
目錄
1 概述
2 展開(kāi)方向
3 研討現(xiàn)狀
? 污染土壤生物修正技能
? 污染土壤物理修正技能
? 化學(xué)/物化修正技能
? 污染土壤聯(lián)合修正技能
4 展開(kāi)趨勢(shì)
? 向綠色的土壤生物修正技能展開(kāi)
? 從單項(xiàng)向聯(lián)合、雜交的土壤歸納修正技能展開(kāi)
? 從異位向原位的土壤修正技能展開(kāi)
? 依據(jù)環(huán)境功用修正資料的土壤修正技能展開(kāi)
? 依據(jù)設(shè)備化的快速場(chǎng)所污染土壤修正技能展開(kāi)
? 向土壤修正決議計(jì)劃支撐系統(tǒng)及后評(píng)價(jià)技能展開(kāi)
5 結(jié)語(yǔ)
概述
本文將側(cè)重介紹近年來(lái)國(guó)內(nèi)外污染土壤修正技能的研討現(xiàn)狀與展開(kāi)趨勢(shì),[1] 并討論我國(guó)土壤修正技能研發(fā)的要點(diǎn),以促進(jìn)土壤修正科學(xué)技能的展開(kāi)。[2]
展開(kāi)方向修改
1、展開(kāi)歸納型的土壤修正技能。單一的修正技能已不能滿(mǎn)意當(dāng)時(shí)關(guān)于土壤污染辦理的需求,往后的研討方向應(yīng)該是多種技能的有機(jī)結(jié)合。例如植物-微生物的聯(lián)合修正、歸納氧化復(fù)原法、沖淋法和反響墻技能的新式原位復(fù)合修正技能,植物修正與物理化學(xué)修正相結(jié)合等等。
2、充沛考慮生態(tài)效益。在考慮經(jīng)濟(jì)效益的一起應(yīng)當(dāng)充沛考慮生態(tài)效益。因此,在往后的修正技能中,生物修正,特別是植物修正技能會(huì)成為干流。
3、著力于改善現(xiàn)有的較為先進(jìn)的技能。關(guān)于植物修正,能夠經(jīng)過(guò)尋覓、挑選、馴化更多更好的重金屬富集植物。或許運(yùn)用基因工程技能,將超富集植物的耐性基因移植到生物量大、成長(zhǎng)敏捷的植物中,使植物修正走向工業(yè)化。關(guān)于微生物修正,能夠經(jīng)過(guò)基因重組,開(kāi)宣布抗逆性強(qiáng)、分化才干強(qiáng)的基因工程菌。[3]
4、注重理論研討。加大對(duì)特別是生物修正技能的機(jī)理研討,例如深入研討植物-微生物相互作用的機(jī)理 或是澄清植物的耐受性基因和富集重金屬的原理。有助于開(kāi)發(fā)新的植物品種,進(jìn)步植物修正系統(tǒng)的功率。在引入超富集植物之前,還要充沛證明其是否會(huì)構(gòu)成生物入侵等負(fù)面影響,不能比及現(xiàn)已構(gòu)成嚴(yán)重后果才發(fā)覺(jué)。
5、在實(shí)踐中不斷測(cè)驗(yàn)。理論的研討終歸是要投入實(shí)踐。生物修正關(guān)于環(huán)境的要求,如土壤性質(zhì)、溫度、pH、養(yǎng)分條件等是比較嚴(yán)厲的。這些需求我們?cè)趯?shí)踐進(jìn)程中不斷調(diào)整,終究找到一個(gè)最佳的條件。關(guān)于超富集植物。在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)候采收,并采納合理的處理處置辦法。不只能夠避免二次污染,并且能夠進(jìn)步經(jīng)濟(jì)效益。因此,正確處置、運(yùn)用收割后的植物,是植物修正技能工業(yè)化的要害,能夠作為往后的一個(gè)研討方向。[4]
研討現(xiàn)狀
經(jīng)過(guò)近十多年來(lái)全球規(guī)模的研討與運(yùn)用,包含生物修正、物理修正、化學(xué)修正及其聯(lián)合修正技能在內(nèi)的污染土壤修正技能系統(tǒng)現(xiàn)已構(gòu)成,并堆集了不同污染類(lèi)型場(chǎng)所土壤歸納工程修正技能運(yùn)用經(jīng)歷,呈現(xiàn)了污染土壤的原位生物修正技能和依據(jù)監(jiān)測(cè)的天然修正技能等研討的新熱門(mén)。下面扼要介紹國(guó)內(nèi)外污染土壤修正技能研討現(xiàn)狀。
污染土壤生物修正技能
土壤生物修正技能,包含植物修正、微生物修正、生物聯(lián)合修正等技能,在進(jìn)入21 世紀(jì)后得到了快速展開(kāi),成為綠色環(huán)境修正技能之一。
一、植物修正技能
從20 世紀(jì)80 時(shí)代面世以來(lái),運(yùn)用植物資源與凈化功用的植物修正技能敏捷展開(kāi)[4,5]。植物修正技能包含運(yùn)用植物超堆集或堆集性功用的植物汲取修正[6,7,8] 、運(yùn)用植物根系操控污染分散和康復(fù)生態(tài)功用的植物安穩(wěn)修正[9] 、運(yùn)用植物代謝功用的植物降解修正[10] 、運(yùn)用植物轉(zhuǎn)化功用的植物蒸發(fā)修正[4 ] 、運(yùn)用植物根系吸附的植物過(guò)濾修正[4] 等技能;可被植物修正的污染物有重金屬、農(nóng)藥、石油和持久性有機(jī)污染物、炸藥、放射性核素等。其間,重金屬污染土壤的植物汲取修正技能在國(guó)內(nèi)外都得到了廣泛研討,現(xiàn)已運(yùn)用于砷、鎘、銅、鋅、鎳、鉛等重金屬以及與多環(huán)芳烴復(fù)合污染土壤的修正[6,7,11,12],并展開(kāi)出包含絡(luò)合誘導(dǎo)強(qiáng)化修正[13] 、不同植物套作聯(lián)合修正、修正后植物處理處置的成套集成技能[1]。這種技能的運(yùn)用要害在于挑選具有高產(chǎn)和高去污才干的植物,摸清植物對(duì)土壤條件和生態(tài)環(huán)境的適應(yīng)性。近年來(lái),我國(guó)在重金屬污染農(nóng)田土壤的植物汲取修正技能運(yùn)用方面在必定程度上開(kāi)端引領(lǐng)國(guó)際前沿研討方向??墒?,盡管展開(kāi)了運(yùn)用苜蓿、黑麥草等植物修正多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯和石油烴的研討作業(yè)[1],可是有機(jī)污染土壤的植物修正技能的田間研討還很少,對(duì)炸藥、放射性核素污染土壤的植物修正研討則更少。
植物修正技能不只運(yùn)用于農(nóng)田土壤中污染物的去除,并且一起運(yùn)用于人工濕地建設(shè)、填埋場(chǎng)表層掩蓋與生態(tài)康復(fù)、生物棲身地重建等。近年來(lái),植物安穩(wěn)修正技能被認(rèn)為是一種更易承受、大規(guī)模運(yùn)用、并利于礦區(qū)邊沿土壤生態(tài)康復(fù)的植物技能,也被視為一栽培物固碳技能和生物質(zhì)動(dòng)力生產(chǎn)技能;為尋覓多污染物復(fù)合或混合污染土壤的凈化方案,分子生物學(xué)和基因工程技能運(yùn)用于展開(kāi)植物雜交修正技能[14] ;運(yùn)用植物的根圈阻隔作用和作物低堆集作用[15],展開(kāi)能下降農(nóng)田土壤污染的食物鏈危險(xiǎn)的植物修正技能正在研討。
二、微生物修正技能
微生物能以有機(jī)污染物為僅有碳源和動(dòng)力或許與其他有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行共代謝而降解有機(jī)污染物。運(yùn)用微生物降解作用展開(kāi)的微生物修正技能是農(nóng)田土壤污染修正中常見(jiàn)的一種修正技能。這種生物修正技能已在農(nóng)藥或石油污染土壤中得到運(yùn)用。在我國(guó),已構(gòu)建了農(nóng)藥高效降解菌挑選技能、微生物修正劑制備技能和農(nóng)藥殘留微生物降解田間運(yùn)用技能;也挑選了很多的石油烴降解菌,復(fù)配了多種微生物修正菌劑,研發(fā)了生物修正預(yù)制床和生物泥漿反響器,提出了生物修正形式[1]。近年來(lái),展開(kāi)了有機(jī)胂和持久性有機(jī)污染物如多氯聯(lián)苯和多環(huán)芳烴污染土壤的微生物修正技能作業(yè)。別離到能將PAHs 作為僅有碳源的微生物如假單胞菌屬、黃桿菌屬等,以及能夠經(jīng)過(guò)共代謝辦法對(duì)4 環(huán)以上PAHs 加以降解的如白腐菌等[16]。樹(shù)立了菌根真菌強(qiáng)化紫花苜蓿根際修正多環(huán)芳烴的技能和污染農(nóng)田土壤的固氮植物2根瘤菌2菌根真菌聯(lián)合生物修正技能[17,18 ]。整體上,微生物修正研討作業(yè)首要體現(xiàn)在挑選和馴化特異性高效降解微生物菌株,進(jìn)步功用微生物在土壤中的活性、壽數(shù)和安全性,修正進(jìn)程參數(shù)的優(yōu)化和養(yǎng)分、溫度、濕度等要害因子的調(diào)控等方面。微生物固定化技能因能保證功用微生物在農(nóng)田土壤條件下種群與數(shù)量的安穩(wěn)性和顯著進(jìn)步修正功率而遭到喜愛(ài)。經(jīng)過(guò)添加菌劑和優(yōu)化作用條件展開(kāi)起來(lái)的場(chǎng)所污染土壤原位、異位微生物修正技能有:生物堆漚技能、生物預(yù)制床技能、生物通風(fēng)技能和生物耕耘技能等。運(yùn)用接連式或非接連式生物反響器、添加生物外表活性劑和優(yōu)化環(huán)境條件等可進(jìn)步微生物修正進(jìn)程的可控性和高效性[19,20]?,F(xiàn)在,正在展開(kāi)微生物修正與其他現(xiàn)場(chǎng)修正工程的嫁接和移植技能,以及針對(duì)性強(qiáng)、高效快捷、本錢(qián)低價(jià)的微生物修正設(shè)備,以完成微生物修正技能的工程化運(yùn)用。
污染土壤物理修正技能
物理修正是指經(jīng)過(guò)各種物理進(jìn)程將污染物(特別是有機(jī)污染物) 從土壤中去除或別離的技能。熱處理技能是運(yùn)用于工業(yè)企業(yè)場(chǎng)所土壤有機(jī)污染的首要物理修正技能,包含熱脫附[21] 、微波加熱[22] 和蒸氣浸提[23] 等技能,現(xiàn)已運(yùn)用于苯系物、多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯和二噁英等污染土壤的修正。
一、熱脫附技能
熱脫附是用直接或直接的熱交換,加熱土壤中有機(jī)污染組分到足夠高的溫度,使其蒸發(fā)并與土壤介質(zhì)相別離的進(jìn)程。熱脫附技能具有污染物處理規(guī)模寬、設(shè)備可移動(dòng)、修正后土壤可再運(yùn)用等長(zhǎng)處,特別對(duì)PCBs這類(lèi)含氯有機(jī)物,非氧化燃燒的處理辦法能夠顯著削減二惡英生成[21]?,F(xiàn)在歐美國(guó)家已將土壤熱脫附技能工程化,廣泛運(yùn)用于高污染的場(chǎng)所有機(jī)污染土壤的離位或原位修正,可是比如相關(guān)設(shè)備價(jià)格昂貴、脫附時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、處理本錢(qián)過(guò)高級(jí)問(wèn)題沒(méi)有得到很好處理,約束了熱脫附技能在持久性有機(jī)污染土壤修正中的運(yùn)用[24]。展開(kāi)不同污染類(lèi)型土壤的前處理和脫附廢氣處理等技能,優(yōu)化工藝并研發(fā)相關(guān)的自動(dòng)化成套設(shè)備正是共同努力的方向。
熱解吸技能
熱解吸技能(6張)
二、蒸氣浸提技能
土壤蒸氣浸提(簡(jiǎn)稱(chēng)SVE) 技能是去除土壤中蒸發(fā)性有機(jī)污染物(VOCs) 的一種原位修正技能。它將新鮮空氣經(jīng)過(guò)注射井注入污染區(qū)域,運(yùn)用真空泵發(fā)作負(fù)壓,空氣流經(jīng)污染區(qū)域時(shí),解吸并夾帶土壤孔隙中的VOCs 經(jīng)由抽取井流回地上;抽取出的氣體在地上經(jīng)過(guò)活性炭吸附法以及生物處理法等凈化處理,可排放到大氣或重新注入地下循環(huán)運(yùn)用。SVE具有本錢(qián)低、可操作性強(qiáng)、可采用規(guī)范設(shè)備、處理有機(jī)物的規(guī)模寬、不損壞土壤結(jié)構(gòu)和不引起二次污染等長(zhǎng)處。苯系物等輕組分石油烴類(lèi)污染物的去除率可達(dá)90 %[25 ]。深入研討土壤多組分VOCs 的傳質(zhì)機(jī)理,精確核算氣體流量和流速,處理氣提進(jìn)程中的拖尾效應(yīng),下降尾氣凈化本錢(qián),進(jìn)步污染物去除功率,是優(yōu)化土壤蒸氣浸提技能的需求。
化學(xué)/物化修正技能
相關(guān)于物理修正,污染土壤的化學(xué)修正技能展開(kāi)較早,首要有土壤固化-安穩(wěn)化技能、淋洗技能、氧化2復(fù)原技能、光催化降解技能和電動(dòng)力學(xué)修正等。
一、固化-安穩(wěn)化技能
固化-安穩(wěn)化技能是將污染物在污染介質(zhì)中固定,使其處于長(zhǎng)時(shí)間安穩(wěn)狀態(tài),是較遍及運(yùn)用于土壤重金屬污染的快速操控修正辦法,對(duì)一起處理多種重金屬?gòu)?fù)合污染土壤具有顯著的優(yōu)勢(shì)[26 ]。美國(guó)環(huán)保署將固化/安穩(wěn)化技能稱(chēng)為處理有害有毒廢物的最佳技能。[5] 我國(guó)一些冶煉企業(yè)場(chǎng)所重金屬污染土壤和鉻渣清理后的堆場(chǎng)污染土壤也采用了這種技能。國(guó)際上已有運(yùn)用水泥固化-安穩(wěn)化處理有機(jī)與無(wú)機(jī)污染土壤的報(bào)導(dǎo)[27 ]。
依據(jù)EPA的界說(shuō),固化和安穩(wěn)化具有不同的含義。固定化技能是將污染物囊封入惰性基材中,或在污染物外面加上低浸透性資料,經(jīng)過(guò)削減污染物露出的淋濾面積到達(dá)約束污染物搬遷的意圖;安穩(wěn)化是指從污染物的有用性動(dòng)身,經(jīng)過(guò)形態(tài)轉(zhuǎn)化,將污染物轉(zhuǎn)化為不易溶解、搬遷才干或毒性更小的辦法來(lái)完成無(wú)害化,以下降其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的損害危險(xiǎn)。固化產(chǎn)品能夠方便地進(jìn)行運(yùn)送,而無(wú)需任何輔佐容器;而安穩(wěn)化不必定改變污染土壤的物理性狀。
固化技能具有工藝操作簡(jiǎn)略、價(jià)格低價(jià)、固化劑易得等長(zhǎng)處,但慣例固化技能也具有以下缺陷,如固化反響后土壤體積都有不同程度的添加,固化體的長(zhǎng)時(shí)間安穩(wěn)性較差等。而安穩(wěn)化技能則能夠戰(zhàn)勝這一問(wèn)題,如近年來(lái)展開(kāi)的化學(xué)藥劑安穩(wěn)化技能,能夠在完成廢物無(wú)害化的一起,到達(dá)廢物少增容或不增容,然后進(jìn)步危險(xiǎn)廢物處理處置系統(tǒng)的整體功率和經(jīng)濟(jì)性;還能夠經(jīng)過(guò)改善螯合劑的結(jié)構(gòu)和性能使其與廢物中的重金屬等成分之間的化學(xué)螯合作用得到強(qiáng)化,進(jìn)而進(jìn)步安穩(wěn)化產(chǎn)品的長(zhǎng)時(shí)間安穩(wěn)性,削減終究處置進(jìn)程中安穩(wěn)化產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的影響。由此可見(jiàn),安穩(wěn)化技能有望成為土壤重金屬污染修正技能范疇的主力。
[6]
水泥和石灰的水化作用是其凝固和硬化的必要條件,因此影響水化反響的要素都會(huì)影響污染土壤固化/安穩(wěn)化的作用。首要分為以下兩個(gè)方面:a)污染土壤的理化性質(zhì),包含:土壤pH值,土壤物質(zhì)組成;b)固化/安穩(wěn)化工藝,包含凝膠資料和添加劑品種與用量、水分含量、混合均勻程度、維護(hù)條件等。
例如,CCT重金屬安穩(wěn)化劑就具有三個(gè)類(lèi)別的藥劑,針對(duì)不同重金屬污染土壤選擇性采用不同類(lèi)別的安穩(wěn)化修正藥劑。其間,CCT01是一種普適用于絕大部分Cu、Zn、Pb、Cd、Ni、Ag、Hg、Mn、Fe 等非變價(jià)重金屬污染的安穩(wěn)化劑,CCT02是一種合適于三價(jià)砷等需氧化后處理的重金屬污染安穩(wěn)化劑,而CCT03是一種適用于六價(jià)鉻等需復(fù)原后處理的重金屬污染安穩(wěn)化劑[7] 。
判別一種固化/安穩(wěn)化辦法對(duì)污染土壤是否有用,首要能夠從處理后土壤的物理性質(zhì)和對(duì)污染物質(zhì)浸出的阻力兩個(gè)方面加以評(píng)價(jià)。
二、淋洗技能
土壤淋洗修正技能是將水或含有沖刷助劑的水溶液、酸P堿溶液、絡(luò)合劑或外表活性劑等淋洗劑注入到污染土壤或沉積物中,洗脫和清洗土壤中的污染物的進(jìn)程。淋洗的廢水經(jīng)處理后合格排放,處理后的土壤能夠再安全運(yùn)用。這種離位修正技能在多個(gè)國(guó)家已被工程化運(yùn)用于修正重金屬污染或多污染物混合污染介質(zhì)[28 ]。因?yàn)樵摷寄苄枨笥盟?,所以修正?chǎng)所要求接近水源,一起因需求處理廢水而添加本錢(qián)。研發(fā)高效、專(zhuān)性的外表增溶劑,進(jìn)步修正功率,下降設(shè)備與污水處理費(fèi)用,避免二次污染等依然是重要的研討課題。
三、氧化-復(fù)原技能
土壤化學(xué)氧化-復(fù)原技能是經(jīng)過(guò)向土壤中投加化學(xué)氧化劑(Fenton 試劑、臭氧、過(guò)氧化氫、高錳酸鉀
等) 或復(fù)原劑(SO2 、Fe0 、氣態(tài)H2 S 等),使其與污染物質(zhì)發(fā)作化學(xué)反響來(lái)完成凈化土壤的意圖[29,30,31 ]。一般,化學(xué)氧化法適用于土壤和地下水一起被有機(jī)物污染的修正。運(yùn)用化學(xué)復(fù)原法修正對(duì)復(fù)原作用敏感的有機(jī)污染物是當(dāng)時(shí)研討的熱門(mén)。例如,納米級(jí)粉末零價(jià)鐵的強(qiáng)脫氯作用已被承受和運(yùn)用于土壤與地下水的修正??墒?,現(xiàn)在零價(jià)鐵復(fù)原脫氯降解含氯有機(jī)化合物技能的運(yùn)用還存在比如鐵外表活性的鈍化、被土壤吸附發(fā)作聚合失效等問(wèn)題[29 ],需求開(kāi)發(fā)新的催化劑和外表激活技能。
四、光催化降解技能
土壤光催化降解(光解) 技能是一項(xiàng)新式的深度土壤氧化修正技能,可運(yùn)用于農(nóng)藥等污染土壤的修正[32 ]。土壤質(zhì)地、粒徑、氧化鐵含量、土壤水分、土壤pH 值和土壤厚度等對(duì)光催化氧化有機(jī)污染物有顯著的影響:高孔隙度的土壤中污染物搬遷速率快,粘粒含量越低光解越快;天然土中氧化鐵對(duì)有機(jī)物光解起側(cè)重要調(diào)控作用;有機(jī)質(zhì)能夠作為一種光安穩(wěn)劑;土壤水分能調(diào)停吸收光帶;土壤厚度影響濾光率和入射光率。
五、電動(dòng)力學(xué)修正
電動(dòng)力學(xué)修正(簡(jiǎn)稱(chēng)電動(dòng)修正) 是經(jīng)過(guò)電化學(xué)和電動(dòng)力學(xué)的復(fù)合作用(電滲、電搬遷和電泳等) 驅(qū)動(dòng)污染物富集到電極區(qū),進(jìn)行會(huì)集處理或別離的進(jìn)程。電動(dòng)修正技能已進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)修正運(yùn)用[33,34 ]。近年來(lái),我國(guó)也先后展開(kāi)了銅、鉻等重金屬、菲和五氯酚等有機(jī)污染土壤的電動(dòng)修正技能研討[1 ]。電動(dòng)修正速度較快、本錢(qián)較低,特別適用于小規(guī)模的粘質(zhì)的多種重金屬污染土壤和可溶性有機(jī)物污染土壤的修正;關(guān)于不溶性有機(jī)污染物,需求化學(xué)增溶,易發(fā)作二次污染[35 ]。展開(kāi)電動(dòng)強(qiáng)化的復(fù)合污染土壤聯(lián)合修正技能將是值得研討的課題。
污染土壤聯(lián)合修正技能
協(xié)同兩種或以上修正辦法,構(gòu)成聯(lián)合修正技能,不只能夠進(jìn)步單一污染土壤的修正速率與功率,并且能夠戰(zhàn)勝單項(xiàng)修正技能的局限性,完成對(duì)多種污染物的復(fù)合P混合污染土壤的修正,已成為土壤修正技能中的重要研討內(nèi)容。
一、 微生物/動(dòng)物-植物聯(lián)合修正技能
微生物(細(xì)菌、真菌)-植物、動(dòng)物(蚯蚓)-植物聯(lián)合修正是土壤生物修正技能研討的新內(nèi)容[17,18,36,37 ]。挑選有較強(qiáng)降解才干的菌根真菌和合適的共生植物是菌根生物修正的要害。栽培紫花苜蓿能夠大幅度下降土壤中多氯聯(lián)苯濃度[17 ]。根瘤菌和菌根真菌雙接種能強(qiáng)化紫花苜蓿對(duì)多氯聯(lián)苯的修正作用[18 ]。運(yùn)用能促進(jìn)植物成長(zhǎng)的根際細(xì)菌[36 ]或真菌,展開(kāi)植物2降解菌群協(xié)同修正、動(dòng)物2微生物協(xié)同修正[37 ] 及其根際強(qiáng)化技能,促進(jìn)有機(jī)污染物的吸收、代謝和降解將是生物修正技能新的研討方向。
二、化學(xué)/物化-生物聯(lián)合修正技能
發(fā)揮化學(xué)或物理化學(xué)修正的快速優(yōu)勢(shì),結(jié)合非損壞性的生物修正特色,展開(kāi)依據(jù)化學(xué)2生物修正技能是最具運(yùn)用潛力的污染土壤修正辦法之一?;瘜W(xué)淋洗2生物聯(lián)合修正是依據(jù)化學(xué)淋溶劑作用,經(jīng)過(guò)添加污染物的生物可運(yùn)用性而進(jìn)步生物修正功率。運(yùn)用有機(jī)絡(luò)合劑的配位溶出,添加土壤溶液中重金屬濃度,進(jìn)步植物有用性,然后完成強(qiáng)化誘導(dǎo)植物汲取修正[12 ]。化學(xué)預(yù)氧化2生物降解和臭氧氧化-生物降解等聯(lián)合技能現(xiàn)已運(yùn)用于污染土壤中多環(huán)芳烴的修正[38,39 ]。電動(dòng)力學(xué)2微生物修正技能能夠戰(zhàn)勝獨(dú)自的電動(dòng)技能或生物修正技能的缺陷,在不損壞土壤質(zhì)量的前提下,加速土壤修正進(jìn)程[33 ]。電動(dòng)力學(xué)2芬頓聯(lián)合技能已用來(lái)去除污染黏土礦藏中的菲[40 ],硫氧化細(xì)菌與電動(dòng)歸納修正技能用于強(qiáng)化污染土壤中銅的去除[41 ]。運(yùn)用光降解2生物聯(lián)合修正技能能夠進(jìn)步石油中PAHs 污染物的去除功率。整體上,這些技能多處于室內(nèi)研討的階段。
三、 物理-化學(xué)聯(lián)合修正技能
土壤物理-化學(xué)聯(lián)合修正技能是適用于污染土壤離位處理的修正技能。溶劑萃取-光降解聯(lián)合修正技能是運(yùn)用有機(jī)溶劑或外表活性劑提取有機(jī)污染物后進(jìn)行光解的一項(xiàng)新的物理-化學(xué)聯(lián)合修正技能。例如,能夠運(yùn)用環(huán)己烷和乙醇將污染土壤中的多環(huán)芳烴提取出來(lái)后進(jìn)行光催化降解。此外,能夠運(yùn)用PdPRh 支撐的催化2熱脫附聯(lián)合技能或微波熱解-活性炭吸附技能修正多氯聯(lián)苯污染土壤[42,43 ] ;也能夠運(yùn)用光調(diào)節(jié)的TiO2 催化修正農(nóng)藥污染土壤[32 ]。
展開(kāi)趨勢(shì)
從2000、2004 和2008 年接連3 屆的土壤污染與修正國(guó)際會(huì)議主題與溝通狀況來(lái)看[44 —46 ],在污染土壤修正決議計(jì)劃上,它已從依據(jù)污染物總量操控的修正方針展開(kāi)到依據(jù)污染危險(xiǎn)評(píng)價(jià)的修正導(dǎo)向;在技能上,已從物理修正、化學(xué)修正和物理化學(xué)修正展開(kāi)到生物修正、植物修正和依據(jù)監(jiān)測(cè)的天然修正,從單一的修正技能展開(kāi)到多技能聯(lián)合的修正技能、歸納集成的工程修正技能;在設(shè)備上,從依據(jù)固定式設(shè)備的離場(chǎng)修正展開(kāi)到移動(dòng)式設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)修正;在運(yùn)用上,已從服務(wù)于重金屬污染土壤、農(nóng)藥或石油污染土壤、持久性有機(jī)化合物污染土壤的修正技能展開(kāi)到多種污染物復(fù)合或混合污染土壤的組合式修正技能;已從單一廠(chǎng)址場(chǎng)所走向特大城市復(fù)合場(chǎng)所(mega2citysite),從單項(xiàng)修正技能展開(kāi)到融大氣、水體監(jiān)測(cè)的多技能多設(shè)備協(xié)同的場(chǎng)所土壤2地下水歸納集成修正;已從工業(yè)場(chǎng)所走向農(nóng)田犁地,從適用于工業(yè)企業(yè)場(chǎng)所污染土壤的離位肥力損壞性物化修正技能展開(kāi)到適用于農(nóng)田犁地污染土壤的原位肥力維持性綠色修正技能。
向綠色的土壤生物修正技能展開(kāi)
運(yùn)用太陽(yáng)能和天然植物資源的植物修正、土壤中高效專(zhuān)性微生物資源的微生物修正、土壤中不同養(yǎng)分層食物網(wǎng)的動(dòng)物修正、依據(jù)監(jiān)測(cè)的歸納土壤生態(tài)功用的天然修正,將是21 世紀(jì)土壤環(huán)境修正科學(xué)技能研發(fā)的首要方向。農(nóng)田犁地土壤污染的修正技能要求能原位地有用消除影響到糧食生產(chǎn)和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的微量有毒有害污染物,一起既不能損壞土壤肥力和生態(tài)環(huán)境功用,又不能導(dǎo)致二次污染的發(fā)作。展開(kāi)綠色、安全、環(huán)境友好的土壤生物修正技能能滿(mǎn)意這些需求,并能適用于大面積污染農(nóng)地土壤的辦理,具有技能和經(jīng)濟(jì)上的雙重優(yōu)勢(shì)[7 ]。從慣例作物中挑選適宜的修正品種,展開(kāi)適用于不同土壤類(lèi)型和條件的根際生態(tài)修正技能已成為一種趨勢(shì)。運(yùn)用生物工程技能如基因工程、酶工程、細(xì)胞工程等展開(kāi)土壤生物修正技能,有利于進(jìn)步辦理速率與功率,具有運(yùn)用遠(yuǎn)景。
從單項(xiàng)向聯(lián)合、雜交的土壤歸納修正技能展開(kāi)
土壤中污染物品種多,復(fù)合污染遍及,污染組合類(lèi)型雜亂,污染程度與厚度差異大。地球表層的土壤類(lèi)型多,其組成、性質(zhì)、條件的空間分異顯著。一些場(chǎng)所不只污染規(guī)模大、不同性質(zhì)的污染物復(fù)合、土壤與地下水一起受污染,并且修正后土壤再運(yùn)用辦法的空間規(guī)劃要求不同。這樣,單項(xiàng)修正技能往往很難到達(dá)修正方針,而展開(kāi)協(xié)同聯(lián)合的土壤歸納修正形式就成為場(chǎng)所和農(nóng)田土壤污染修正的研討方向,例如:不同修正植物的組合修正,降解菌2超堆集植物的組合修正,真菌2修正植物組合修正,土壤動(dòng)物-植物-微生物組合修正,絡(luò)合增溶強(qiáng)化植物修正,化學(xué)氧化2生物降解修正,電動(dòng)修正2生物修正,生物強(qiáng)化蒸氣浸提修正,光催化納米資料修正等。
從異位向原位的土壤修正技能展開(kāi)
將污染土壤發(fā)掘、轉(zhuǎn)運(yùn)、堆放、凈化、再運(yùn)用是一種常常采用的離場(chǎng)異位修正進(jìn)程。這種異位修正不只處理本錢(qián)高,并且很難辦理深層土壤及地下水均受污染的場(chǎng)所,不能修正建筑物下面的污染土壤或緊靠重要建筑物的污染場(chǎng)所。因此,展開(kāi)多種原位修正技能以滿(mǎn)意不同污染場(chǎng)所修正的需求就成為近年來(lái)的一種趨勢(shì)。例如,原位蒸氣浸提技能、原位固定-安穩(wěn)化技能、原位生物修正技能、原位納米零價(jià)鐵復(fù)原技能等。另一趨勢(shì)是展開(kāi)依據(jù)監(jiān)測(cè)的發(fā)揮土壤歸納生態(tài)功用的原位天然修正[47,48 ]。
依據(jù)環(huán)境功用修正資料的土壤修正技能展開(kāi)
黏土礦藏改性技能、催化劑催化技能、納米資料與技能現(xiàn)已浸透到土壤環(huán)境和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)范疇,并運(yùn)用于污染土壤環(huán)境修正,例如運(yùn)用納米鐵粉、氧化鈦等去除污染土壤和地下水中的有機(jī)氯污染物[29,32 ]??墒牵结樛寥佬拚沫h(huán)境功用資料的研發(fā)及其運(yùn)用技能還剛剛起步,具有展開(kāi)遠(yuǎn)景。可是,對(duì)這些物質(zhì)在土壤中的分配、反響、行為、歸趨及生態(tài)毒理等尚缺乏了解,對(duì)其環(huán)境安全性和生態(tài)健康危險(xiǎn)還難以進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)。依據(jù)環(huán)境功用修正資料的土壤修正技能的運(yùn)用條件、長(zhǎng)時(shí)間作用、生態(tài)影響和環(huán)境危險(xiǎn)有待答復(fù)。
依據(jù)設(shè)備化的快速場(chǎng)所污染土壤修正技能展開(kāi)
土壤修正技能的運(yùn)用在很大程度上依賴(lài)于修正設(shè)備和監(jiān)測(cè)設(shè)備的支撐,設(shè)備化的修正技能是土壤修正走向商場(chǎng)化和工業(yè)化的基礎(chǔ)。植物修正后的植物資源化運(yùn)用、微生物修正的菌劑制備、有機(jī)污染土壤的熱脫附或蒸氣浸提、重金屬污染土壤的淋洗或固化2安穩(wěn)化、修正進(jìn)程及修正后環(huán)境監(jiān)測(cè)等等都需求設(shè)備。尤其是對(duì)城市工業(yè)留傳的污染場(chǎng)所,因其特殊方位和土地再開(kāi)發(fā)運(yùn)用的要求,需求快速、高效的物化修正技能與設(shè)備。開(kāi)發(fā)與運(yùn)用依據(jù)設(shè)備化的場(chǎng)所污染土壤的快速修正技能是一種展開(kāi)趨勢(shì)。一些新的物理和化學(xué)辦法與技能在土壤環(huán)境修正范疇的浸透與運(yùn)用將會(huì)加速修正設(shè)備化的展開(kāi),例如,冷等離子體氧化技能可能是一種有遠(yuǎn)景的有機(jī)污染土壤修正技能(未發(fā)表資料),將帶動(dòng)新的修正設(shè)備研發(fā)。
向土壤修正決議計(jì)劃支撐系統(tǒng)及后評(píng)價(jià)技能展開(kāi)
污染土壤修正決議計(jì)劃支撐系統(tǒng)是施行污染場(chǎng)所危險(xiǎn)辦理和修正技能快速挑選的東西。污染土壤修正技能挑選是一種多方針決議計(jì)劃進(jìn)程,需求歸納考慮危險(xiǎn)削減、環(huán)境效益與修正本錢(qián)等要素。歐美許多土壤修正研討安排如CLARINET、EUGRIS、NATOPCCMS等針對(duì)污染場(chǎng)所辦理和決議計(jì)劃支撐進(jìn)行了系統(tǒng)研討和總結(jié)。一些輔佐決議計(jì)劃東西如文件導(dǎo)則、決議計(jì)劃流程圖、智能化軟件系統(tǒng)等已連續(xù)出臺(tái)和開(kāi)發(fā),并在具體的場(chǎng)所修正進(jìn)程中被采納[49 ]。依據(jù)危險(xiǎn)的污染土壤修正后評(píng)價(jià)也是污染場(chǎng)所危險(xiǎn)辦理的重要環(huán)節(jié),包含修正后污染物危險(xiǎn)評(píng)價(jià)、修正基準(zhǔn)及土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)等內(nèi)容。土壤污染類(lèi)型多種多樣,污染場(chǎng)所錯(cuò)綜雜亂,需求展開(kāi)場(chǎng)所針對(duì)性的污染土壤修正決議計(jì)劃支撐系統(tǒng)及后評(píng)價(jià)辦法與技能。
結(jié)語(yǔ)
污染土壤的修正是以去污染、復(fù)質(zhì)量、再運(yùn)用、保健康為意圖的。土壤修正往往是控污、減污、降毒、化險(xiǎn)的歸納凈化進(jìn)程,可使土壤康復(fù)生產(chǎn)力、場(chǎng)所安全健康、礦區(qū)及濕地生態(tài)安全和景象美化??墒牵寥佬拚彩呛娜肆?、物力和財(cái)力的進(jìn)程。只有做好土壤污染防控辦理作業(yè),才干避免或削減這樣的耗費(fèi)。“萬(wàn)物土中生”,土壤質(zhì)量決議萬(wàn)物的質(zhì)量。為保證人類(lèi)的食物安全和身體健康,需求施行“凈土”戰(zhàn)略,擬定土壤污染的“防控修正”行動(dòng)方案。這對(duì)我國(guó)這樣的具有13 億人口的農(nóng)業(yè)大國(guó)尤為重要。這也就需求政府和社會(huì)大力支撐土壤污染防控修正技能的研討,需求樹(shù)立土壤修正技能運(yùn)用的規(guī)范、融資機(jī)制和立法辦理方針。污染土壤的修正不同于污染水體的修正,土壤中的污染物難移動(dòng)、難稀釋?zhuān)由贤寥李?lèi)型、土地運(yùn)用辦法和污染場(chǎng)所的空間分異,更需求展開(kāi)場(chǎng)所針對(duì)性和專(zhuān)門(mén)化的修正技能與設(shè)備。國(guó)際上,污染土壤修正技能系統(tǒng)根本構(gòu)成,盡管我國(guó)能夠經(jīng)過(guò)引入2吸收2消化2再創(chuàng)新來(lái)展開(kāi)土壤修正技能,可是國(guó)內(nèi)的土壤類(lèi)型、條件和場(chǎng)所污染的特殊性決議了需求展開(kāi)更多的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)并合適國(guó)情的實(shí)用性修正技能與設(shè)備,以推進(jìn)土壤環(huán)境修正技能的商場(chǎng)化和工業(yè)化展開(kāi)。全球土壤修正工業(yè)商場(chǎng)容量約達(dá)萬(wàn)億美元,展開(kāi)我國(guó)土壤修正技能與設(shè)備,不只是土壤環(huán)境保護(hù)與技能工業(yè)化的需求,并且是使我國(guó)這一新式工業(yè)進(jìn)入國(guó)際環(huán)境修正商場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需求。
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