固化穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)

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固化穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)范文第1篇

[關(guān)鍵字]　鉻污染土壤　固化穩(wěn)定化技術(shù)　工程應(yīng)用　問題與展望

[中圖分類號]　X54 [文獻(xiàn)碼]　B [文章編號]　1000-405X（2012）-11-65-2

1　鉻污染土壤固化/穩(wěn)定化技術(shù)工程應(yīng)用背景

我國是世界鉻鹽生產(chǎn)大國，年產(chǎn)量超過60萬噸，在其生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量鉻渣。鉻渣中含有0.3-1.5%可溶性Cr（VI），經(jīng)降雨和地表水的沖刷，Cr（VI）進(jìn)入周圍土壤和地下水，對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。國家環(huán)境保護(hù)"十二五"規(guī)劃中，將鉻渣堆場列為我國土壤重金屬污染重點(diǎn)治理對象。

鉻在土壤中一般以兩種價(jià)態(tài)存在，Cr（VI）和Cr（III）。Cr（VI）以易溶于水的鉻酸根（CrO42-）和重鉻酸根（Cr2O72-）存在，在土壤和地下水系統(tǒng)中遷移性很強(qiáng)。Cr（VI）對于細(xì)胞具有較強(qiáng)的穿透能力，還有較高的氧化能力，對生物體有較強(qiáng)的毒性和致癌作用。Cr（III）是高等動(dòng)物必須的微量元素之一，高濃度下也有一定的毒性，在一般地下水環(huán)境中不易移動(dòng)。

鉻污染土壤治理有堆肥技術(shù)、電動(dòng)修復(fù)技術(shù)、生物修復(fù)技術(shù)、熱解還原技術(shù)、淋洗技術(shù)、固化/穩(wěn)定化技術(shù)[1]。綜合這些技術(shù)的可靠性、可操作性、治理時(shí)間和成本，目前工程中應(yīng)用最多的是固化/穩(wěn)定化技術(shù)。美國環(huán)保署將固化/穩(wěn)定化技術(shù)稱為處理有毒有害廢物的最佳技術(shù)，1982-2005年間，美國超級基金共對977個(gè)場地進(jìn)行修復(fù)或擬修復(fù)，其中217個(gè)場地修復(fù)使用固化/穩(wěn)定化技術(shù)[2]。在我國，固化穩(wěn)定化技術(shù)是工程中常用的修復(fù)技術(shù)，鉻污染土壤治理中應(yīng)用達(dá)70%以上。

2.鉻污染土壤固化/穩(wěn)定化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1鉻污染土壤的固化/穩(wěn)定化系統(tǒng)

鉻污染土壤的固化/穩(wěn)定化包括兩個(gè)過程：穩(wěn)定化和固化。穩(wěn)定化是將六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻，降低鉻在環(huán)境中的遷移性和生物可利用性，從而降低鉻污染的危害。固化是將被鉻污染的土壤與某種粘合劑混合通過粘合劑固定其中的鉻，使鉻不再向周圍環(huán)境遷移。

在鉻污染土壤固化/穩(wěn)定化技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，需要綜合考慮氧化還原、膠凝固化、吸附三方面因素，鉻污染土壤固化穩(wěn)定化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中常用的藥劑有：

（1）還原劑（穩(wěn)定劑）：硫酸亞鐵、過硫化鈣、硫代硫酸鈉、亞硫酸氫納、零價(jià)鐵、煤炭、紙漿廢液、鋸木屑、谷殼、高爐渣。

（2）固化劑（堿性物質(zhì)+固化基材）：氫氧化鈉、氫氧化鈣、硅酸鹽水泥、石灰窯灰渣。

（3）吸附劑：活性炭、粘土、鋸木、沙、粉煤灰、有機(jī)聚合物。

2.2以水泥為基料的固化系統(tǒng)

水泥是水硬性膠凝材料，加水后能發(fā)生水化反應(yīng)，逐漸凝結(jié)和硬化。水泥中的硅酸鹽陰離子以孤立的四面體存在，水化時(shí)逐漸連接成二聚物以及多聚物---水化硅酸鈣（CSH），同時(shí)產(chǎn)生氫氧化鈣。CSH是一種由不同聚合度的水化物所組成的固體凝膠，是水泥凝結(jié)作用的最主要物質(zhì)，也可以對污染物進(jìn)行物理包封、吸附或化學(xué)鍵合等作用，是污染物穩(wěn)定化的根本保證。另外，水化反應(yīng)能顯著提高系統(tǒng)的PH，有利于重金屬轉(zhuǎn)化為溶解度較低的氫氧化物或碳酸鹽[3]。

2.3以石灰為基料的固化系統(tǒng)

石灰是一種非水硬性膠凝材料，其中的鈣能夠和土壤中的硅酸鹽形成水化硅酸鈣，起到固化作用。該系統(tǒng)的固化產(chǎn)品具有多空性，有利于污染物質(zhì)的浸出，且抗壓強(qiáng)度和浸泡性能不佳，因而較少單獨(dú)使用，通常與火山灰類物質(zhì)共用。火山灰類物質(zhì)本身不能發(fā)生凝硬反應(yīng)，但可被堿性物質(zhì)激活生成CSH，CSH能夠堵塞石灰固化遺留的空隙增加固化體的密度，還能對污染物起到穩(wěn)定作用。

3　固化/穩(wěn)定化工藝

固化穩(wěn)定化工藝有兩種：異位和原位，異位固化穩(wěn)定化技術(shù)是將污染土壤挖掘出來，運(yùn)輸至一個(gè)處理系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)與還原劑固化劑的混合和后續(xù)養(yǎng)護(hù)，異位處置的優(yōu)點(diǎn)是能夠很好地控制藥劑的加入量，能夠保證污染土壤與固化劑的充分混合。異位處置的方式主要有3種：混合機(jī)、混合池和噴霧方式[4]?；旌蠙C(jī)的方式是將污染土壤送至混合機(jī)中與固化劑混勻，這是目前工程應(yīng)用上最常用的一種方式。

原位固化/穩(wěn)定化技術(shù)不需要將污染土壤挖掘出來，利用各種挖掘、鉆探和耕作設(shè)備，實(shí)現(xiàn)土壤和固化劑的混勻。改良的中空螺旋鉆可以實(shí)現(xiàn)深層土壤與固化劑的混合，處理深度可達(dá)20-30米；當(dāng)挖掘鏟能夠到達(dá)污染深度時(shí)，可以利用挖掘鏟翻轉(zhuǎn)土壤實(shí)現(xiàn)土壤與固化劑的混合過程；當(dāng)土壤污染深度較淺且面積較大時(shí)，可以利用改良的旋耕機(jī)實(shí)現(xiàn)土壤與固化劑的混合。

目前鉻污染固化/穩(wěn)定化技術(shù)治理工程應(yīng)用中，由于場地地質(zhì)資料不全、場地地下水水文情況不清、污染范圍廣、污染嚴(yán)重，限制了原位固化/穩(wěn)定化技術(shù)的工程應(yīng)用。在這種情況下，人們較傾向采用異位固化/穩(wěn)定化治理技術(shù)。

4固化穩(wěn)定化影響因素

影響穩(wěn)定化的因素有土壤顆粒大小、還原反應(yīng)的液固比、PH值、反應(yīng)時(shí)間[5]。鉻污染土壤在進(jìn)行穩(wěn)定化之前，需要進(jìn)行土壤的預(yù)處理，將土壤經(jīng)過破碎、篩分等程序使土壤顆粒達(dá)到穩(wěn)定化工藝要求，根據(jù)預(yù)處理后土壤的粒度確定還原劑液與污染土壤的液固比，還原劑液與污染土壤混合反應(yīng)后物料的PH值應(yīng)小于5。根據(jù)液固比、PH值確定單次反應(yīng)的時(shí)間，應(yīng)保證足夠的反應(yīng)時(shí)間。

水泥和石灰的水化作用是凝固和硬化的必要條件，影響水化反應(yīng)的因素都會(huì)影響污染土壤固化的效果，主要分為兩個(gè)方面：（1）污染土壤的理化性質(zhì)，包括：土壤的pH值、土壤物質(zhì)的組成　（2）固化工藝，包括膠凝材料和添加劑品種與用量、水分含量、混合的均勻程度、養(yǎng)護(hù)條件[6]。

需要著重說明的是：污染土壤與還原劑固化劑的充分混合是實(shí)現(xiàn)鉻污染土壤固化/穩(wěn)定化工藝至關(guān)重要的步驟。

5　固化穩(wěn)定化效果評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

固化穩(wěn)定化效果評價(jià)通常包括三個(gè)方面：抗壓強(qiáng)度、浸出率、增容比。在實(shí)際修復(fù)效果評價(jià)中，浸出率是考慮的最重要的方面。固化體性質(zhì)、顆粒物大小、溶液性質(zhì)和接觸時(shí)間等因素都會(huì)影響浸提效果，TCLP方法是美國環(huán)保署居于毒性對廢物進(jìn)行危險(xiǎn)或非危險(xiǎn)鑒別的標(biāo)準(zhǔn)方法，是唯一被RCRA認(rèn)可的危險(xiǎn)廢物特性浸出程序，應(yīng)用最廣泛。我國于2007年頒布了《固體廢物浸出毒性浸出方法　醋酸緩沖溶液法》和《固體廢物浸出毒性方法　硫酸硝酸法》固體廢物浸出方法。

浸出液中各污染物濃度限值作為判定固化/穩(wěn)定化是否有效的尺度。根據(jù)修復(fù)場地的用途，《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)　浸出毒性鑒別》，《地下水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》II/III類限值，《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》III/IV類限值和《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》重金屬最高允許排放濃度限值等被用于評價(jià)處理后土壤浸出液中污染濃度是否達(dá)標(biāo)。另外，《鉻渣污染治理環(huán)境保護(hù)技術(shù)規(guī)范》，根據(jù)不同的治理工藝及綜合利用途徑對治理后的效果規(guī)定了具體的要求。

6　治理后鉻污染土壤去向

穩(wěn)定化后的鉻污染土壤不改變土壤的原始形態(tài)，有利于配合其他工藝進(jìn)行資源化利用，如作為水泥路面之下的路基材料或者填埋場的中層覆蓋土等

鉻污染土壤經(jīng)固化處理后已經(jīng)擁有一定的形態(tài)，不利于對其進(jìn)行資源化利用，只能作為一些要求不高的建筑材料

由于目前場地污染土方量巨大，很少有填埋場接納治理后的污染土。多數(shù)情況下，鉻污染土壤治理后采用就地回填。經(jīng)過固化/穩(wěn)定化的土壤多少改變了土壤的理化性質(zhì)，這在后續(xù)開發(fā)利用中必須引起注意。

7　問題與展望

固化/穩(wěn)定化技術(shù)由于其操作簡單、治理時(shí)間短、固化穩(wěn)定化藥劑價(jià)廉易得，在鉻污染土壤治理工程中得到廣泛應(yīng)用。近年來，鉻污染土壤固化/穩(wěn)定化技術(shù)藥劑、混合設(shè)備研究開發(fā)，進(jìn)一步為固化/穩(wěn)定技術(shù)的應(yīng)用提供了廣闊的市場前景。不可否定的是：固化/穩(wěn)定化技術(shù)應(yīng)用于鉻污染土壤治理工程，尚處于起步階段，固化體的長期穩(wěn)定性的研究還十分缺乏，有必要定期對固化/穩(wěn)定化處理的污染土壤進(jìn)行長期的跟蹤監(jiān)測。另外，固化/穩(wěn)定化后的土壤去向值得關(guān)注，原地回填對將來的土地開發(fā)利用的影響也是不得不考慮的問題。

參考文獻(xiàn)

[1]吳軍年，劉鑫，鉻污染土壤修復(fù)方法比選[J]安徽農(nóng)業(yè)科技，39卷34期

[2]周啟星，宋玉芳，污染土壤修復(fù)原理與方法，科學(xué)出版社，2004：356-365

[3][4]張長波，羅啟仕等，污染土壤的固化/穩(wěn)定化處理技術(shù)研究進(jìn)展[J]（Soils），2009，41

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固化穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)范文第2篇

關(guān)鍵詞：污泥處理與處置現(xiàn)狀與經(jīng)驗(yàn) 土地利用

中圖分類號：S141.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

1.引言：

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國市政污泥僅10%進(jìn)行了生化和無害化處理，其余則進(jìn)行了填埋處置！隨著人們對環(huán)保的重視和投資，城鎮(zhèn)污水處理能力的快速增長，污泥產(chǎn)生量勢必會(huì)持續(xù)增加，污泥能否得到妥善的處理處置，直接關(guān)系到環(huán)境安全和公眾健康。

國家發(fā)改辦環(huán)資[2011]461號文件提出：一要提高認(rèn)識；二要全面部署；三要積極示范；四要定期總結(jié)。在扎實(shí)推進(jìn)污泥處理處置工作別提到五點(diǎn)：統(tǒng)籌制定規(guī)劃；合理選擇技術(shù)；加快設(shè)施建設(shè)；規(guī)范運(yùn)營管理；加強(qiáng)監(jiān)督檢查[1]。

市政污泥富集了污水中的污染物，含有大量的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)以及有機(jī)物、病毒微生物、寄生蟲卵、重金屬等有毒有害物質(zhì)，不經(jīng)有效處理處置，將對環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的危害，日益成為困擾城市環(huán)境的主要難題之一。

2.污泥處理處置現(xiàn)狀：

隨著我國城市化進(jìn)程的加快，城市污水處理率逐年提高，污泥產(chǎn)量也急劇增加。我國城鎮(zhèn)污水廠也只實(shí)現(xiàn)了廠內(nèi)的初步減容，未實(shí)現(xiàn)廠內(nèi)污泥穩(wěn)定化。后續(xù)安全處置與監(jiān)管不到位現(xiàn)象，會(huì)給水體和大氣帶來二次污染！同時(shí)還將對生態(tài)環(huán)境和人類活動(dòng)構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。

污泥處理處置是污水處理得以最終實(shí)施的保障，在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家，其投資約占污水處理廠總投資的 50～70％。而我國用于污泥處理處置的投資僅占污水處理廠總投資的20—50％。

投資不到位，運(yùn)行主管部門對污泥的厭氧消化穩(wěn)定功能存在認(rèn)知差異，政府默許了未穩(wěn)定化處理的污泥可進(jìn)行衛(wèi)生填埋，片面追求“沼氣回收量”經(jīng)濟(jì)效益，行業(yè)缺乏政策性控制指標(biāo)來約束。對污泥是廢棄物還是資源意見對立。污泥的處置面臨安全處置和資源化利用雙層選擇。而另一方面污泥處置投資過大，經(jīng)濟(jì)利益難以實(shí)現(xiàn)。還存在建設(shè)、環(huán)保、林農(nóng)業(yè)多部門的關(guān)系協(xié)調(diào)，無形中促成了地方政府只能采用最簡單的臨時(shí)性手段來解決污泥問題。

污泥是水處理過程的副產(chǎn)物，包括篩余物、沉泥、浮渣和剩余污泥等。污泥體積約占處理水量的0.45%~0.75%左右。我國的污泥性質(zhì)較差，主要表現(xiàn)在低有機(jī)質(zhì)、高含沙量、高重金屬，極大影響了污泥資源化的經(jīng)濟(jì)效益。

隨著提標(biāo)改造項(xiàng)目的實(shí)施，污泥產(chǎn)量將成倍增加。如城市污水經(jīng)全部處理，則我國干污泥年產(chǎn)量將達(dá)到840萬噸！我國目前僅有《農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》、《城市污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、《城市污水處理廠污水污泥排放標(biāo)準(zhǔn)》與污泥有關(guān)。但缺乏協(xié)調(diào)和統(tǒng)一。

3.污泥處理處置技術(shù)及問題：

污泥處理的優(yōu)先順序是減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化。污泥處理的技術(shù)主要包括：

3.1 污泥濃縮：利用污泥濃縮池、機(jī)械濃縮機(jī)、離心機(jī)等進(jìn)行，效率較差。

3.2 污泥穩(wěn)定：全國不到1.5%的污水廠采用了污泥厭氧消化和好氧堆肥技術(shù)。

3.3 污泥脫水：主要采用帶壓機(jī)、離心機(jī)、板框壓縮機(jī)進(jìn)行，脫水效率、加藥量不理想。

3.4 污泥干化焚燒：設(shè)備進(jìn)口，采用流化床工藝、噴霧干化焚燒、協(xié)同焚燒。

3.5 污泥衛(wèi)生填埋：填埋場采用石灰穩(wěn)定設(shè)施或高感度固化技術(shù)對污泥進(jìn)行填埋。

3.6 污泥直接干燥和造粒：消化后的污泥經(jīng)濃縮脫水后，直接干燥成產(chǎn)品或造成肥料。

3.7 污泥發(fā)酵堆肥：利用好氧微生物，加入定量調(diào)理劑和膨脹劑好氧堆漚。細(xì)菌、病原菌等被殺死，重金屬、揮發(fā)酚和臭味降低，速效養(yǎng)分含量有所增加，從而制成有機(jī)肥，如在烘干粉碎后污泥中再次加入N/P/K等營養(yǎng)元素和菌粉，然后造粒則可制成復(fù)合肥[2]！

由于技術(shù)原因，一方面極少部分污泥得到穩(wěn)定化處置，另一方面污泥處理與處置成本成倍增加，同時(shí)存在二次污染可能。大多數(shù)先進(jìn)技術(shù)屬于開發(fā)與研制階段。

4.國外污泥處置的現(xiàn)狀和經(jīng)驗(yàn)

國外發(fā)達(dá)國家從國家層面上目標(biāo)明確，認(rèn)識清楚，政策完善，在處置上予以一定的支持和保障，從而使污泥處理處置得到了較好地解決：

美國：16000多座污水廠，年產(chǎn)污泥量3500萬噸（80%），58%污泥厭氧消化，22%的污泥好氧發(fā)酵。最終60%農(nóng)用、3%生態(tài)修復(fù)、17%填埋、20%焚燒。

歐盟：50000多座污水廠。年產(chǎn)污泥量4000萬噸（80%），50%污泥厭氧消化。最終處置為50%以上農(nóng)用、20%填埋、20%焚燒。填埋量持續(xù)減少，土地利用逐步增加。

德國：年產(chǎn)污泥量1000萬噸（80%），污泥穩(wěn)定化100%，碳減排效益明顯，污泥最終處置50%土地利用，50%焚燒或協(xié)同焚燒。污泥禁止填埋。

英國：2020年再生能源達(dá)到總能耗的15%，污水處理行業(yè)要求達(dá)到20%，市政可降解固體1500萬噸，750萬噸污泥中的生物能，所有生物質(zhì)能進(jìn)行發(fā)電（CHP）或熱能綜合利用[3]。

在發(fā)達(dá)國家污泥處理處置的運(yùn)行和投資成本與污水處理成本相當(dāng)，污水廠在規(guī)劃時(shí)已考慮污泥穩(wěn)定化、無害化處理，并提出污泥處置的最終方案，才能通過立項(xiàng)，批準(zhǔn)建設(shè)。從法律層面上把污泥定義為資源而非廢棄物，并通過技術(shù)開發(fā)和政策扶持鼓勵(lì)和強(qiáng)化對污泥進(jìn)行資源化利用。

從2000年開始，歐洲已對污泥填埋征收填埋稅，直至完全禁止填埋。

5.我國污泥處理與處置的最終發(fā)展方向

我國存在嚴(yán)重的“重水輕泥”現(xiàn)象，污泥處理技術(shù)落后，設(shè)計(jì)水平低，污泥處理處置狀況混亂，大多數(shù)城市總體規(guī)劃缺少污泥處理處置內(nèi)容，更無專項(xiàng)規(guī)劃。但可借鑒發(fā)達(dá)國家的成功經(jīng)驗(yàn)，利用過巨大的市場優(yōu)勢與科技力量，將污泥的資源化、能源化技術(shù)發(fā)展到一個(gè)新高度。

必須避免擴(kuò)大對污泥資源化和技術(shù)路線的兩大誤區(qū)，必須綜合考慮，不能簡單認(rèn)為污泥就是資源，一方面我們強(qiáng)調(diào)向污泥要資源要能源，另一方面，低碳經(jīng)濟(jì)和無害化處置減少了溫室效應(yīng)和環(huán)境污染，其產(chǎn)生的環(huán)境和社會(huì)效益是不可估量的。

6.污泥處理與處置的幾點(diǎn)想法：

6.1 把污泥的穩(wěn)定化和無害化納入污水處理廠的考核范疇，新廠建設(shè)必須明確要求，老廠限期整改。明確污泥處理與處置的主體責(zé)任，加強(qiáng)配套投資與政府專業(yè)化管理。

6.2市級以上城市以污泥資源化為主，縣級以下主要以無害化、穩(wěn)定化為主，同時(shí)準(zhǔn)備資源化建設(shè)。

6.3 從我國國情來看，未來污泥的發(fā)展方向是土地利用，熱解、協(xié)同焚燒及建材利用。加強(qiáng)建設(shè)、林業(yè)、農(nóng)業(yè)部門的監(jiān)管和協(xié)作，正確評價(jià)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)與可操作性，提出真正適合國情的處置標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

6.4 鼓勵(lì)扶持、引導(dǎo)支持企業(yè)從事污泥處理處置工作，以財(cái)政補(bǔ)貼、稅費(fèi)減免等經(jīng)濟(jì)杠桿來促進(jìn)污泥處理與處置的市場化發(fā)展。

6.5 加大科技投入和校企合作，為新技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用提供工作平臺，采用合適的技術(shù)路線，因地制宜，綜合利用。

參考文獻(xiàn)：[1] 發(fā)改辦環(huán)資[2011]461號《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)污泥處理處置工作組織實(shí)施示范項(xiàng)目的通知》

固化穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)范文第3篇

關(guān)鍵詞：土壤污染；修復(fù)技術(shù)；微生物修復(fù)

當(dāng)前我國土壤污染引起公眾越來越多的關(guān)注，我國土壤污染的產(chǎn)生可追搠到50多年前“”時(shí)期一些高污染工業(yè)企業(yè)的建設(shè)。近年來，隨著城市化的不斷推進(jìn)，許多老工業(yè)企業(yè)因企業(yè)、搬遷遺留了大量的污染土地，這些污染土地污染物濃度非常高，污染深度甚至達(dá)到地下十幾米，有些有機(jī)污染物還以非水相液體的形式在地下土層大量聚集，成為新的污染源，有些污染物甚至遷移至地下水并擴(kuò)散導(dǎo)致更大范圍的污染。這些土地因堆積儲(chǔ)存、泄露或其他方式承載了有害物質(zhì)，具有潛在風(fēng)險(xiǎn)性，會(huì)對人體健康和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生危害，因此急需對這些污染場地實(shí)施土壤修復(fù)。

一、土壤污染的危害

1.土壤污染導(dǎo)致嚴(yán)重的直接經(jīng)濟(jì)損失

農(nóng)作物的污染、減產(chǎn)。對于各種土壤污染造成的經(jīng)濟(jì)損失，目前尚缺乏系統(tǒng)的調(diào)查資料。僅以土壤重金屬污染為例，全國每年就因重金屬污染而減產(chǎn)糧食 1000 多萬噸，另外被重金屬污染的糧食每年也多達(dá) 1200 萬噸，合計(jì)經(jīng)濟(jì)損失至少 200 億元。

2.土壤污染導(dǎo)致生物品質(zhì)不斷下降

我國大多數(shù)城市近郊土壤都受到了不同程度的污染，有許多地方糧食、蔬菜、水果等食物中鎘、鉻、砷、鉛等重金屬含量超標(biāo)和接近臨界值。土壤污染除影響食物的衛(wèi)生品質(zhì)外，也明顯地影響到農(nóng)作物的其他品質(zhì)。有些地區(qū)污灌已經(jīng)使得蔬菜的味道變差，易爛，甚至出現(xiàn)難聞的異味；農(nóng)產(chǎn)品的儲(chǔ)藏品質(zhì)和加工品質(zhì)也不能滿足深加工的要求。

3.土壤污染危害人體健康

土壤污染會(huì)使污染物在植（作）物體中積累，并通過食物鏈富集到人體和動(dòng)物體中，危害人畜健康，引發(fā)癌癥和其他疾病等。

4.土壤污染導(dǎo)致其他環(huán)境問題

土地受到污染后，含重金屬濃度較高的污染表土容易在風(fēng)力和水力的作用下分別進(jìn)入到大氣和水體中，導(dǎo)致大氣污染、地表水污染、地下水污染和生態(tài)系統(tǒng)退化等其他次生生態(tài)環(huán)境問題。

二、我國當(dāng)前土壤污染的現(xiàn)狀

2014年4月17日，環(huán)境保護(hù)部和國土資源部了全國土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)。調(diào)查結(jié)果顯示，全國土壤環(huán)境狀況總體不容樂觀，部分地區(qū)土壤污染較重，耕地土壤環(huán)境質(zhì)量堪憂，工礦業(yè)廢棄地土壤環(huán)境問題突出。全國土壤總的點(diǎn)位超標(biāo)率為16.1%，其中輕微、輕度、中度和重度污染點(diǎn)位比例分別為11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。從土地利用類型看，耕地、林地、草地土壤點(diǎn)位超標(biāo)率分別為19.4%、10.0%、10.4%?？梢?，我國土壤污染形勢嚴(yán)峻。

三、土壤修復(fù)技術(shù)

到目前為止，土壤修復(fù)技術(shù)已經(jīng)歷四個(gè)階段的發(fā)展：20世紀(jì)70年代：化學(xué)控制、客良；20世紀(jì)80年代：穩(wěn)定與固定、微生物修復(fù)；20世紀(jì)90年代：植物修復(fù)；21世紀(jì)初：生物/物化/聯(lián)合修復(fù)，并逐漸將污染治理的重點(diǎn)集中到污染場地修復(fù)。場地污染修復(fù)就技術(shù)門類又可分為三類：

（1）污染場地（土壤）物理修復(fù)技術(shù)

物理修復(fù)是指通過各種物理過程將污染物（特別是有機(jī)污染物）從土壤中去除或分離的技術(shù)。熱處理技術(shù)是應(yīng)用于工業(yè)企業(yè)場地土壤有機(jī)污染的主要物理修復(fù)技術(shù)，包括熱吸附、蒸汽浸提、微波加熱等熱物理修復(fù)技術(shù)，還包括多相抽提等技術(shù)，已經(jīng)應(yīng)用于苯系物、多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯、二英等污染土壤的修復(fù)。

（2）污染場地（土壤）化學(xué)修復(fù)技術(shù)

相對于物理修復(fù)，污染土壤的化學(xué)修復(fù)技術(shù)發(fā)展較早，主要有土壤固化一穩(wěn)定化技術(shù)、淋洗技術(shù)、氧化一還原技術(shù)、光催化降解技術(shù)、電動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)等。

（3）污染場地（土壤）生物修復(fù)技術(shù)

土壤生物修復(fù)技術(shù)包括植物修復(fù)、微生物修復(fù)、生物聯(lián)合修復(fù)等技術(shù)，進(jìn)入21世紀(jì)后得到了迅速發(fā)展，成為“綠色環(huán)境修復(fù)”技術(shù)之一。

植物吸收修復(fù)技術(shù)在國內(nèi)外都得到了廣泛研究，已經(jīng)應(yīng)用于砷、鎘、銅、鋅、鎳、鉛等重金屬以及與多環(huán)芳烴復(fù)合污染土壤的修復(fù)，并發(fā)展出包括絡(luò)合誘導(dǎo)強(qiáng)化修復(fù)、不同植物套作聯(lián)合修復(fù)、修復(fù)后植物處理處置的成套集成技術(shù)。

近年來，我國在重金屬污染農(nóng)田土壤的植物吸收修復(fù)技術(shù)應(yīng)用方面在一定程度上開始引領(lǐng)國際前沿研究方向。同時(shí)開展了植物修復(fù)多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯和石油烴的研究工作，但是含有機(jī)污染物土壤的植物修復(fù)技術(shù)的田間研究還較少，對炸藥、放射性核素污染土壤的植物 修復(fù)研究則更少。

植物穩(wěn)定修復(fù)技術(shù)被認(rèn)為是一種更易接受，可大范圍應(yīng)用，并利于礦區(qū)邊際土壤生態(tài)恢復(fù)的植物技術(shù)，也被視為一種植物固碳技術(shù)和生物質(zhì)能源生產(chǎn)技術(shù)。

微生物能以有機(jī)污染物為唯一碳源和能源，或者與其它有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行共代謝而降解有機(jī)物。利用微生物降解作用發(fā)展的微生物修復(fù)技術(shù)是農(nóng)田土壤污染修復(fù)常見的一種修復(fù)技術(shù)。在我國，微生物修復(fù)技術(shù)已在農(nóng)藥、石油等農(nóng)田污染土壤中得到應(yīng)用：

1）建立了農(nóng)藥高效降解菌篩選技術(shù)、微生物修復(fù)劑制備技術(shù)和農(nóng)藥殘留微生物降解田間應(yīng)用技術(shù)；

2）篩選了大量的石油烴降解菌，復(fù)配了多種微生物復(fù)制菌劑，研制了生物修復(fù)預(yù)制床和生物泥漿反應(yīng)器，提出了生物修復(fù)模式；

3）開展了持久性有機(jī)物如多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴污染土壤的微生物修復(fù)技術(shù)工作；

4）建立了菌根真菌強(qiáng)化紫花苜蓿根際修復(fù)多環(huán)芳烴的技術(shù)和污染農(nóng)田土壤的固氮植物一根瘤菌一菌根真菌聯(lián)合生物修復(fù)技術(shù)。

微生物修復(fù)研究工作主要體現(xiàn)在篩選和馴化特異性高效降解微生物生物菌株，提高功能性微生物在土壤中的活性、壽命和安全性，修復(fù)過程參數(shù)的優(yōu)化和養(yǎng)分、溫度、濕度等關(guān)鍵因子的調(diào)控方面。正在發(fā)展微生物修復(fù)與其它現(xiàn)場修復(fù)工程嫁接和移植技術(shù)，以及針對性 強(qiáng)、高效快捷、成本低廉的微生物修復(fù)設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)微生物修復(fù)技術(shù)的工程化應(yīng)用。

四、結(jié)語

目前，在我國土壤修復(fù)剛剛起步，土壤修復(fù)理論與技術(shù)研究還較欠缺，適合我國國情的土壤修復(fù)技術(shù)發(fā)展方向不十分明朗，鑒于此，筆者綜述了當(dāng)前國內(nèi)外各種土壤修復(fù)技術(shù)的方法，并分析了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍，以期為污染場地修復(fù)提供借鑒參考?！?/p>

參考文獻(xiàn)

[1]駱永明.污染土壤修復(fù)技術(shù)研究現(xiàn)狀與趨勢[J].化學(xué)進(jìn)展，2009，21（2）.

[2]晁雷，周啟星，陳蘇.建立污染土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)的探討[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2006，17（2）.

固化穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)范文第4篇

關(guān)鍵詞：礦區(qū) 重金屬污染 物理修復(fù) 化學(xué)修復(fù) 生物修復(fù)

The research progress of remediation methods on heavy metal contaminated mining lands

ZHANG Zhi-Ming, HUANG Zhan-Bin, SHAN Rui-Juan, SUN Peng-Cheng

School of Chemical and Environmental Engineering, China University of Mining and Technology, Beijing, 100083, China

Abstract：The problem of heavy metal pollution in processing of mineral resource development becomes serious, and the remediation method is a very important topic. This paper analyzed the methods of physical remediation, chemical remediation and biological emediation for heavy metal remediation in mining lands, and points out the characteristics of each method. By analyzing, the article proposed that joint remediation, phytoremediation, and chemical modified materials remediation are important directions of heavy metal contaminated soil remediation.

Key words: mining land; heavy metal pollution; physical remediation; chemical remediation; biological remediation

1. 引言

我國礦產(chǎn)資源豐富，為國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了巨大的貢獻(xiàn)，是工業(yè)經(jīng)濟(jì)的重要支柱，促進(jìn)了社會(huì)進(jìn)步，但在礦產(chǎn)開采和冶煉過程中也存在一系列嚴(yán)重的環(huán)境問題。

首先，礦產(chǎn)開采會(huì)占用大片土地，并可能造成地質(zhì)災(zāi)害。在采礦的過程中產(chǎn)生大量的礦渣，包括選礦渣、尾礦渣及生活垃圾等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國鐵礦石開采經(jīng)選礦后68%以上為尾礦，黃金礦開采選礦后幾乎100%為尾礦[1]。超過90%的礦區(qū)廢棄物采取堆放處理，占用了大片的土地。我國礦山多為地下開采，常常導(dǎo)致地表裂縫與塌陷，嚴(yán)重危及到地表的人類活動(dòng)。

其次，礦山開采過程破壞生態(tài)環(huán)境，造成環(huán)境污染。礦區(qū)大片植被遭到破壞，表土剝離，加劇了水土流失，引起了土壤退化，導(dǎo)致生態(tài)失衡。礦產(chǎn)開采中產(chǎn)生的廢棄物成分復(fù)雜，含有大量的酸性、堿性或有毒的物質(zhì)，這些物質(zhì)能對周邊地區(qū)造成嚴(yán)重的影響。

許多礦物有重金屬伴生，礦物開采過程中常產(chǎn)生重金屬污染。重金屬具有長期性，穩(wěn)定性和隱蔽性的特征，同時(shí)重金屬元素會(huì)在植物體內(nèi)積累，并通過食物鏈富集到動(dòng)物和人體中，誘發(fā)癌變或其他疾病[2]，危害人類健康。如鉛中毒會(huì)影響人的神經(jīng)系統(tǒng)、造血系統(tǒng)和消化系統(tǒng)等，鎘中毒則會(huì)引起骨痛病。礦區(qū)土壤重金屬污染已不容忽視，到了亟待解決的地步。

礦區(qū)固體廢棄物和礦山酸性廢水是礦區(qū)土壤中重金屬的主要來源。尤其是在Pb/Zn礦、Fe/S礦的開采過程中, 尾礦廢石中的Pb、Cd、Zn、Cr、Cu、As等在地表水的沖洗和雨水的淋濾下進(jìn)入土壤并累積起來。而酸性廢水則使礦區(qū)中的重金屬元素活化，以離子形態(tài)遷移到礦區(qū)周邊的農(nóng)田土壤或河流中，導(dǎo)致土壤和河流中重金屬含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過背景值[3]，影響農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和飲水健康。另外，在礦石采礦、運(yùn)輸及排土過程中，塵埃污染也是礦區(qū)周邊土壤中重金屬的一個(gè)來源。

在發(fā)達(dá)國家和地區(qū)，礦區(qū)廢棄地治理已達(dá)50%以上[4]，而我國還不到10%。近年來，我國開始重視礦區(qū)重金屬污染的治理，如中國污染場地修復(fù)科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇中來自全國各地的重金屬污染場地修復(fù)專家一起商議湖南重金屬污染礦區(qū)的治理措施，并對各方法的實(shí)用性做了分析。土壤重金屬的各個(gè)修復(fù)方法可以降低重金屬的濃度或生物可利用度，降低對生態(tài)環(huán)境及人類健康的危害。

重金屬污染土壤的修復(fù)中，方法的選擇至關(guān)重要。本文在闡述了重金屬污染土壤的基本修復(fù)原理后，著重分析了土壤重金屬污染的物理修復(fù)法、化學(xué)修復(fù)法和生物修復(fù)法，為土壤中重金屬的去除、固化及鈍化提供了理論依據(jù)。

2. 重金屬污染土壤的修復(fù)技術(shù)

國內(nèi)外用來修復(fù)土壤污染的方法較多，在具體的應(yīng)用過程中多為交叉使用，一般分為三大類，即物理修復(fù)方法、化學(xué)修復(fù)方法和生物修復(fù)方法[5]。其修復(fù)原理如下：

（1）加入化學(xué)改良劑轉(zhuǎn)化重金屬在土壤中的存在化學(xué)價(jià)態(tài)和存在形態(tài)，使其固化或鈍化?；蛘卟捎梦锢硇迯?fù)等方法，使重金屬在土壤中穩(wěn)定化，降低其對植物和人體的毒性；

（2）利用重金屬累積植物、動(dòng)物、微生物吸收土壤中的重金屬，然后處理該生物或者回收重金屬；

（3）將重金屬變?yōu)榭扇軕B(tài)、游離態(tài)，然后進(jìn)行淋洗并收集淋洗液中的重金屬，達(dá)到降低土壤中重金屬含量的目的[5]。

3. 物理修復(fù)法

物理修復(fù)法是基于機(jī)械物理的工程方法，它主要包括客土、換土和翻土法、電動(dòng)修復(fù)法和熱處理法三種。

3.1 客土、換土和翻土

客土法是指向被重金屬污染的土壤中加入大量干凈土壤，覆蓋在土壤表層或混勻，使重金屬濃度降低至低于臨界危害濃度，從而達(dá)到減輕污染的目的[6]。對移動(dòng)性較差的重金屬污染物（如鉛）采用客土法時(shí)，相對較少的客土量也能滿足要求，可減少工程量。

換土法是指把受重金屬污染的土壤取走，代之以干凈的土壤。該方法適用于小面積嚴(yán)重污染的地區(qū)，以迅速地解決問題，并防止污染擴(kuò)大化。此方法要求對換出的受污染土壤進(jìn)行妥善處理，以防止二次污染[7]。

翻土法是指深翻土壤，使表層的重金屬污染物分散到更深的土層，達(dá)到減少表層土壤污染物的目的。

在礦區(qū)重金屬治理的過程中，換土法治理較為徹底，而客土法和翻土法并未根除土壤中的重金屬污染物，相反把重金屬繼續(xù)留在土壤中，因此這兩種方法只適用于移動(dòng)性差的重金屬污染物，以免土壤中重金屬污染物對地下水造成污染。

3.2 電動(dòng)修復(fù)

電動(dòng)修復(fù)法是由美國路易斯安那州立大學(xué)研究出的一種治理土壤污染的原位修復(fù)方法，該方法近年來在一些歐美發(fā)達(dá)國家發(fā)展很快。它適合修復(fù)低滲透粘土和淤泥土，可以控制污染物流向[8]。

在電動(dòng)修復(fù)過程中，利用天然導(dǎo)電性土壤加載電流形成的電場梯度使土壤中的重金屬離子（如鉛、鎘、鋅、鎳、鉬、銅、鈾等）以電遷移和電透滲的方式向電極移動(dòng)，然后在電極部位進(jìn)行集中處理。鄭喜坤等[9]在沙土上的實(shí)驗(yàn)表明，土壤中Pb2+、Cr3+等重金屬離子的除去率可達(dá)90%以上。該方法不攪動(dòng)土層，且修復(fù)時(shí)間較短[10]，是一種可行的修復(fù)技術(shù)。

3.3 熱處理

熱處理法是利用高頻電壓釋放電磁波產(chǎn)生的熱能對土壤進(jìn)行加熱，使一些易揮發(fā)性有毒重金屬從土壤顆粒內(nèi)解吸并分離，從而達(dá)到修復(fù)的目的[11]。該技術(shù)可以修復(fù)被Hg和As等重金屬污染的土壤。

雖然物理修復(fù)方法取得了一定的成果，但其還存在局限性?？屯?、換土和翻土法操作起來花費(fèi)具大，破壞土壤結(jié)構(gòu)，使土壤肥力下降，同時(shí)還依然需要對換土進(jìn)行堆放或處理；電動(dòng)修復(fù)法在實(shí)際運(yùn)用中受其他多種因素影響，可控性差；熱處理法對氣體汞不易回收。

4. 化學(xué)修復(fù)法

4.1 化學(xué)改良劑

該方法是指向重金屬污染土壤中添加化學(xué)改良劑，通過對重金屬的吸附、氧化還原、拮抗或沉淀作用，改變其在土壤中的存在形態(tài)，使其鈍化后減少向土壤深層和地下水遷移，從而降低其生物有效性。

常用的化學(xué)改良劑有石灰、碳酸鈣、沸石、硅酸鹽、磷酸鹽等，不同改良劑對重金屬的作用機(jī)理不同。

如施用石灰或碳酸鈣主要是提高土壤pH值，促使土壤中鎘、銅、汞、鋅等元素形成氫氧化物或碳酸鹽等結(jié)合態(tài)鹽類沉淀。

如當(dāng)土壤pH>6.5時(shí)，Hg就能形成氫氧化物或碳酸鹽沉淀[12]。沸石是一種堿土金屬礦物，通過吸附、離子交換等降低土壤中的重金屬生物有效性。黃占斌等指出對于鉛、鎘復(fù)合污染土壤，環(huán)境材料腐殖酸對鉛有顯著固定作用，而高分子材料SAP及材料組合（腐殖酸、高分子材料SAP和沸石）對鎘起到明顯固定作用。A.Chlopecka等發(fā)現(xiàn)沸石、磷石灰等能降低重金屬Pb、Cd的移動(dòng)性，且能夠減少玉米和大麥對重金屬Pb、Cd的吸收量。

4.2 化學(xué)淋洗

化學(xué)淋洗修復(fù)法是指在重力或外壓下向污染土壤中加入化學(xué)溶劑，使重金屬溶解在溶劑中，從固相轉(zhuǎn)移至液相，然后再把溶解有重金屬的溶液從土層中抽提出來，進(jìn)行溶液中重金屬的處理過程[15]。利用此方法開展修復(fù)工作時(shí)，既可以在原位進(jìn)行，也可采用異位修復(fù)[16]。

原位化學(xué)淋洗修復(fù)法要在污染地進(jìn)行全部過程，包括清洗液投加、土壤淋出液收集和淋出液處理等。

由于原位化學(xué)淋洗過程形成了可遷移態(tài)污染物，因此要把處理區(qū)域封閉起來避免污染擴(kuò)大化；異位化學(xué)淋洗修復(fù)法則要把重金屬污染土壤挖掘出來，用化學(xué)試劑清洗，以去除重金屬，再處理含有重金屬的廢液，最后清潔后的土壤可以回填或作其他用途。

化學(xué)淋洗法的關(guān)鍵在于試劑的選擇，可用來淋洗土壤重金屬的試劑主要有鹽酸、硝酸、磷酸、硫酸、草酸、氫氧化鈉、EDTA等。現(xiàn)已證明EDTA是針對重金屬污染最有效的提取劑，但其價(jià)格昂貴，且對EDTA的回收還存在技術(shù)問題[17]。

5. 生物修復(fù)法

生物修復(fù)法是通過植物、微生物或者動(dòng)物的代謝活動(dòng)，降低土壤中重金屬含量方法。它主要包括植物修復(fù)法、微生物修復(fù)法、動(dòng)物修復(fù)法和菌根修復(fù)法四種。

5.1 植物修復(fù)

植物修復(fù)是將對重金屬有超累積能力的植物種植在污染土壤上，待植物成熟后收獲并進(jìn)行妥善處理（如灰分回收）。

通過該種植物可將重金屬移出土壤，達(dá)到治理污染的目的。對于修復(fù)重金屬污染土壤，植物修復(fù)法主要有植物鈍化、植物提取和植物揮發(fā)三種。

植物鈍化是指利用植物根系分泌物降低重金屬的活性，從而減少重金屬的生物毒性和有效性，并防止其進(jìn)入地下水和食物鏈，減少對人類健康的威脅。

如植物分泌的磷酸鹽與土壤中的鉛結(jié)合成難溶的磷酸鉛，使鉛得到固化。除直接與重金屬發(fā)生作用外，根系分泌物導(dǎo)致的根際環(huán)境pH值和Eh值的變化也可轉(zhuǎn)變重金屬的化學(xué)形態(tài)，使重金屬固化在土壤中。

但是這種方法并未將重金屬去除，因此環(huán)境條件的改變?nèi)杂锌赡芑罨亟饘佟?/p>

植物提取是指利用重金屬超累積植物從污染土壤中吸收重金屬，并將其轉(zhuǎn)移、儲(chǔ)存在植物地上部分（莖或葉），隨后收割地上部分并集中處理其中的重金屬，從而達(dá)到降低土壤重金屬含量的目的。蔣先軍等發(fā)現(xiàn)，印度芥菜對銅、鋅、鉛污染的土壤有良好修復(fù)效果。夏星輝[22]指出蕨類植物對鎘的富集能力很強(qiáng)，楊柳科能大量富集鎘，十字花科的蕓苔能富集鉛，芥子草能富集鉛、錫、鋅、銅等。在英國和澳大利亞等國家，一些對重金屬有高耐受性的植物的培育已經(jīng)商業(yè)化。

植物揮發(fā)是指植物將其吸收的重金屬轉(zhuǎn)化為可揮發(fā)態(tài)，并揮發(fā)出植物的過程。如植物可以吸收土壤中的Hg2+，然后使之轉(zhuǎn)化成氣態(tài)HgO后，通過蒸騰作用從葉片蒸發(fā)出來。這種方法只適用于具有揮發(fā)性的重金屬污染物，應(yīng)用范圍較小。同時(shí)，該方法將污染物轉(zhuǎn)移到大氣中，對大氣環(huán)境造成一定影響。

5.2 微生物修復(fù)

微生物修復(fù)法是利用微生物對重金屬的親和吸附作用將其轉(zhuǎn)化為低毒產(chǎn)物，從而降低污染程度。

雖然微生物不能直接降解重金屬，但其可改變重金屬的物理或化學(xué)特性，進(jìn)而影響重金屬的遷移與轉(zhuǎn)化。微生物修復(fù)重金屬污染土壤的機(jī)理包括生物吸附、生物轉(zhuǎn)化、胞外沉淀、生物累積等。通過這些過程，微生物便可降低土壤中重金屬的生物毒性[23]。

由于細(xì)胞表面帶有電荷，土壤中的微生物可吸附重金屬離子或通過攝取將重金屬離子富集在細(xì)胞內(nèi)部。微生物與重金屬離子的氧化還原反應(yīng)也可降低重金屬的生物毒性，如在好氣或厭氣的條件下，異養(yǎng)微生物可將Cr6+還原為Cr3+，降低其毒性。杜立棟等[24]從鉛污染礦區(qū)土壤中篩選出一株青霉菌，對人工培養(yǎng)基中有效鉛的去除率達(dá)96.54%，且富集效果比較穩(wěn)定，可應(yīng)用于鉛污染礦區(qū)土壤的生物修復(fù)。

5.3 動(dòng)物修復(fù)

土壤重金屬污染的動(dòng)物修復(fù)是指利用土壤動(dòng)物在自然條件或人工控制下，在污染土壤中生長、繁殖等活動(dòng)過程中對污染物進(jìn)行富集和鈍化等作用，從而使污染物降低或消除的一種修復(fù)技術(shù)。

在評價(jià)污染物的生態(tài)學(xué)危害研究中，科研工作者對土壤動(dòng)物并未給予足夠的重視，所以與微生物修復(fù)相比，國內(nèi)外的相關(guān)報(bào)道還不多。而在眾多土壤動(dòng)物中，普遍認(rèn)為蚯蚓是改良土壤的能手，并且對土壤污染具有指示作用，具有巨大的修復(fù)污染土壤潛力。

朱永恒等[25]研究得出蚯蚓對重金屬的富集量隨著污染濃度的增加而增加，蚯蚓體內(nèi)的Pb、Cd和As的含量和土壤中這三項(xiàng)元素的含量具有良好的相關(guān)性。且蚯蚓體內(nèi)的金屬硫蛋白和溶酶體機(jī)制可以解毒重金屬。除蚯蚓外，腐生波豆蟲及梅氏扁豆蟲等動(dòng)物對重金屬也有明顯的富集作用[27]。土壤動(dòng)物不僅直接富集重金屬，還和微生物、植物協(xié)同富集重金屬，改變重金屬的形態(tài)，使重金屬鈍化而失去毒性。

5.4 菌根修復(fù)

菌根是指土壤中真菌菌絲與植物根系形成的聯(lián)合體。成熟的菌根是一個(gè)復(fù)雜的群體，包括真菌、固氮菌和放線菌，這些菌類有一定的修復(fù)重金屬污染的能力。

菌根真菌可通過分泌特殊的分泌物改變植物根際環(huán)境，從而使重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)闊o毒或低毒的形態(tài)，降低其毒性，起到促進(jìn)重金屬的植物鈍化作用。申鴻等[28]通過對菌根的研究發(fā)現(xiàn)，菌根玉米地上部銅濃度降低24.3%，根系銅濃度降低24.1%，表明菌根植物對銅污染土壤具有一定的生物修復(fù)作用。黃藝等[29]采用根墊法和連續(xù)形態(tài)分析技術(shù)，分析了生長在重金屬污染土壤中有菌根小麥和無菌根小麥根際銅、鋅、鉛、鎘的形態(tài)分布和變化趨勢，發(fā)現(xiàn)菌根可調(diào)節(jié)根際中土壤重金屬形態(tài)降低重金屬的生物有效性。

此外，菌根還能使菌根植物體中重金屬積累量增加，強(qiáng)化植物提取的效果。

6. 結(jié)論與展望

國外關(guān)于土壤污染物重金屬的研究，澳大利亞、美國、德國等國家比較深入，尤其是澳大利亞。其研究主要集中在利用沸石等物質(zhì)降低重金屬在土壤中的遷移性或者利用超富集植物對土壤中的重金屬元素進(jìn)行吸收以降低重金屬的濃度。

國內(nèi)關(guān)于土壤重金屬的污染治理也具有此趨勢，但對于動(dòng)物修復(fù)的機(jī)理還不是很明確。

由于礦區(qū)污染土壤中重金屬種類多樣且濃度較高，單一修復(fù)手段難以取得滿意的修復(fù)效果。因此在實(shí)際修復(fù)過程中應(yīng)根據(jù)污染物性質(zhì)、污染程度、土壤條件等因素，綜合利用物理、化學(xué)和生物等修復(fù)方法，因地制宜地開展重金屬污染土壤聯(lián)合修復(fù)。在礦區(qū)重金屬污染治理方法中，化學(xué)與生物聯(lián)合修復(fù)方法具有廣闊的應(yīng)用前景。該方法將化學(xué)修復(fù)法與植物修復(fù)、微生物修復(fù)等生物修復(fù)法聯(lián)合，在添加鈍化劑、表面活性劑等之后植物對復(fù)合重金屬污染土壤的修復(fù)有顯著的效果。該方法相對于其他修復(fù)方法（如物理法中的電動(dòng)修復(fù)法），具有成本低廉、操作簡便和效果顯著的優(yōu)點(diǎn)，適合大規(guī)模的污染土壤修復(fù)。

雖然重金屬污染土壤的修復(fù)取得了一定的成果，但局限性仍然存在，如用于植物修復(fù)的超積累植物大部分植株矮小、生長緩慢且生長周期長，因而修復(fù)時(shí)間較長，且植物揮發(fā)作用使可揮發(fā)性重金屬易對大氣和人類造成傷害，故需要進(jìn)一步加強(qiáng)機(jī)理研究以避免二次污染。澳大利亞等國家雖已經(jīng)篩選出有效吸收重金屬的植物，并部分商業(yè)化，但大面積普及難度較高。植物的鈍化作用與投加化學(xué)改良劑法并沒有將土壤中的重金屬離子去除，只是暫時(shí)的固定，當(dāng)環(huán)境條件發(fā)生改變時(shí)，重金屬有可能再度活化而危害地下水及植物。

針對這些問題，我們應(yīng)利用基因工程等手段開展重金屬積累植物或菌根的篩選，以提高重金屬的積累量，達(dá)到去除或簡化重金屬污染的目的。

同時(shí)，一種單一的化學(xué)改良劑很難有效地處理多種重金屬污染土壤，故針對礦區(qū)土壤中重金屬的多樣性及各種重金屬間的相互作用，應(yīng)將各種改良劑配施并開發(fā)復(fù)合穩(wěn)定劑，并利用工程手段或技術(shù)避免已鈍化重金屬的再度活化，降低重金屬對人類威脅程度。此外，還可以通過化學(xué)方法和生物方法在時(shí)間和空間上的合理組合，結(jié)合應(yīng)用中的配套措施（如作物的輪作和間作），與土壤化學(xué)固化和植物修復(fù)搭配，使一定時(shí)期內(nèi)重金屬污染土壤得到改良和修復(fù)，取得生產(chǎn)安全和環(huán)境安全的效果。

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固化穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)范文第5篇

生活垃圾填埋場異味影響周邊環(huán)境現(xiàn)象普遍存在。上海老港垃圾填埋場位于南匯區(qū)老港鎮(zhèn)東首，“七九”塘外的東海（長江口）灘涂邊，北接朝陽農(nóng)場地界，南與海濱鄉(xiāng)毗鄰，距大治河口約3.5km，距市中心約60km。自20世紀(jì)80年代末啟用以來，該填埋場一直作為上海市最重要的垃圾處置設(shè)施，承擔(dān)了上海市市區(qū)約70%的生活垃圾（8000t/d）和部分市政污泥（1200t/d）處理任務(wù)。由于固廢處置作業(yè)的特點(diǎn)和工藝需求，在生活垃圾和污泥的運(yùn)輸、預(yù)處理、填埋等過程中均不可避免存在惡臭氣體的排放。筆者根據(jù)垃圾、污泥末端處置工藝環(huán)節(jié)，分析惡臭來源和產(chǎn)生的區(qū)域，據(jù)此提出相應(yīng)對策和措施。

1固廢轉(zhuǎn)運(yùn)、處理工藝環(huán)節(jié)

目前通過水運(yùn)、陸運(yùn)方式進(jìn)入老港固廢基地進(jìn)行填埋作業(yè)的固廢包括散裝垃圾、集裝垃圾和脫水污泥。

1.1散裝垃圾駁運(yùn)填埋工藝1）卸船裝車：散裝垃圾運(yùn)輸船和自卸車駛?cè)氪a頭，使用導(dǎo)軌電動(dòng)起重機(jī)（荷花抓斗）抓取運(yùn)輸駁船艙中垃圾，卸到自卸卡車上，如此反復(fù)直至裝滿卡車貨箱。卸過垃圾的駁船移至清艙泊位，利用平口抓斗清除艙中殘留垃圾。2）場內(nèi)短駁和卸料：自卸車裝載垃圾后關(guān)閉上方貨艙蓋，沿場內(nèi)規(guī)定路線駛至填埋場指定卸料點(diǎn)，倒車進(jìn)入卸料平臺，打開上方貨艙蓋卸料。待卸料完全，駛出填埋卸點(diǎn)，沿規(guī)定路線返回碼頭。3）推平：用推土機(jī)將倒卸的垃圾推平。4）壓實(shí)：用推土機(jī)在推平的垃圾面上反復(fù)碾壓，增加垃圾壓實(shí)密度。5）覆蓋：在經(jīng)壓實(shí)的垃圾上進(jìn)行區(qū)域性覆蓋HDPE膜或泥土，中間覆蓋泥土厚度為30cm。

1.2集裝垃圾駁運(yùn)填埋工藝1）卸船裝車：集裝運(yùn)輸船和自卸集裝箱卡車駛?cè)爰b箱碼頭，使用橋吊將重箱（裝滿垃圾的集裝箱）從運(yùn)輸船裝至自卸集裝箱卡車。2）場內(nèi)短駁和卸料：自卸集裝箱卡車裝載重箱沿場內(nèi)規(guī)定路線駛至填埋場指定卸料點(diǎn)，倒車進(jìn)入卸料平臺，打開箱門卸料。待卸料完全，駛出填埋卸點(diǎn)，沿規(guī)定路線返回集裝箱碼頭。3）推平、壓實(shí)、覆蓋同1.1節(jié)。

1.3污泥駁運(yùn)、預(yù)處理、填埋工藝1）碼頭起吊：污泥運(yùn)輸船和自卸車駛?cè)胛勰嘌b卸專用碼頭，使用起重機(jī)（平口抓斗）抓取運(yùn)輸駁船艙中污泥，卸到自卸卡車上，如此反復(fù)直至裝滿卡車貨箱。2）場內(nèi)短駁：污泥運(yùn)輸車沿場內(nèi)規(guī)定路線駛至污泥預(yù)處理區(qū)域，在車間卸料倉卸料。待卸料完全，沿規(guī)定路線返回碼頭。3）固化預(yù)處理：污泥由車輛短駁運(yùn)至處理車間進(jìn)行固化預(yù)處理。在攪拌車間內(nèi)，原生污泥與固化劑進(jìn)行混合，經(jīng)機(jī)械化攪拌使其與固化劑充分混合后，裝車運(yùn)至露天作業(yè)的養(yǎng)護(hù)區(qū)進(jìn)行翻拋晾曬。其工藝路線見圖1。4）填埋：污泥養(yǎng)護(hù)驗(yàn)收達(dá)標(biāo)后，車運(yùn)至填埋場進(jìn)行填埋。采用堆退法作業(yè)，將污泥堆高至4m并保持穩(wěn)定后，挖掘機(jī)逐步后退并按同樣方式繼續(xù)進(jìn)行堆高作業(yè)，以形成每層4m的污泥填埋層。5）堆體整平：堆體表面應(yīng)壓實(shí)平整并形成一定的排水坡度。6）覆蓋：每日填埋作業(yè)結(jié)束后及時(shí)用0.75mmHDPE膜進(jìn)行日覆蓋。每層4m的污泥堆體完成后，采用0.75mmHDPE膜進(jìn)行中間覆蓋。

2異味來源分析

垃圾和污泥從市區(qū)和污水處理廠被裝船運(yùn)至老港填埋場，在長距離運(yùn)輸過程中，垃圾和污泥在厭氧環(huán)境中產(chǎn)生大量臭氣，同時(shí)垃圾還會(huì)產(chǎn)生一些滲瀝液。根據(jù)垃圾和污泥轉(zhuǎn)運(yùn)、填埋的工藝流程，異味集中產(chǎn)生在以下5個(gè)主要區(qū)域。1）碼頭起卸區(qū)：老港區(qū)域目前有2個(gè)碼頭，其中北碼頭為集運(yùn)碼頭，擔(dān)負(fù)集裝垃圾的裝卸，南碼頭擔(dān)負(fù)散裝垃圾和脫水污泥的裝卸。集裝轉(zhuǎn)運(yùn)模式中，垃圾在市區(qū)中轉(zhuǎn)站被壓縮進(jìn)入集裝箱，在老港碼頭裝車時(shí)，垃圾不會(huì)與外界接觸，因此不會(huì)產(chǎn)生臭氣。散裝垃圾和污泥在裝車時(shí)，由于工藝自身缺陷，無法避免垃圾和污泥與大氣環(huán)境的接觸，不可避免會(huì)有惡臭氣體擴(kuò)散至空氣中。2）駁運(yùn)：散裝垃圾和污泥在運(yùn)輸過程中，由于散裝車輛無法實(shí)現(xiàn)完全密閉，垃圾、污泥和滲瀝液的泄漏會(huì)造成駁運(yùn)沿途臭氣散發(fā)。3）垃圾填埋區(qū)：填埋作業(yè)過程中，垃圾被傾倒至垃圾面，垃圾攤鋪、壓實(shí)過程以及未覆蓋的填埋作業(yè)面均會(huì)導(dǎo)致臭氣擴(kuò)散至空氣中。另外，填埋堆體產(chǎn)生的填埋氣體不受控部分也排放至空氣中。4）污泥處理和填埋區(qū)：污泥固化劑偏堿性，在污泥與固化劑攪拌時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量氨氣等臭氣，在污泥攪拌、翻拋晾曬時(shí)，大量惡臭會(huì)散逸。尤其翻拋和晾曬區(qū)域設(shè)定為露天場所，造成臭氣大量飄逸。污泥填埋作業(yè)過程中，未覆蓋的填埋作業(yè)面也會(huì)導(dǎo)致臭氣隨風(fēng)在空氣中彌漫。5）污水處理區(qū)：滲瀝液中COD可達(dá)30000～50000mg/L，有機(jī)物含量高，對滲瀝液進(jìn)行處理時(shí)，會(huì)釋放出大量惡臭氣體。特別是厭氧調(diào)節(jié)池，滲瀝液發(fā)酵會(huì)產(chǎn)生惡臭。

3異味控制措施

3.1源頭控制長距離運(yùn)輸過程中，生活垃圾中的有機(jī)成分會(huì)厭氧發(fā)酵產(chǎn)生臭氣。在垃圾進(jìn)行長距離運(yùn)輸前（即垃圾從小區(qū)收集后，進(jìn)入大型水陸聯(lián)運(yùn)中轉(zhuǎn)系統(tǒng)前），噴撒抑制劑和除臭劑，抑制垃圾中的有機(jī)成分發(fā)酵和分解臭氣中的主要成分，以控制垃圾在后續(xù)運(yùn)輸、短駁、填埋過程中臭氣的散發(fā)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)表明，垃圾堆放12h后，在源頭對垃圾添加抑制劑/除臭劑與不添加相比，臭氣產(chǎn)生量可以減少30%~50%。

3.2散裝生活垃圾裝卸駁運(yùn)技術(shù)改進(jìn)

3.2.1運(yùn)輸車輛車廂密封性改進(jìn)由于散裝垃圾運(yùn)輸車輛車廂裝料不均勻，往往形成不規(guī)則駝峰狀，使廂蓋兩側(cè)產(chǎn)生不密封現(xiàn)象，車輛在場內(nèi)道路上，特別在彎道口，垃圾容易散落。在散裝垃圾運(yùn)輸車車廂兩側(cè)加裝三角欄板，可以有效提高上蓋與車廂兩側(cè)密封性。車廂后門采用橡皮條密封，易變形老化，密封效果差，易產(chǎn)生污水滲漏，造成道路油污、變色，影響道路環(huán)境。在車廂后門框架增設(shè)U型密封膠管，采用雙油缸、雙插銷的鎖緊方式來防止箱內(nèi)垃圾污水的滲漏，有效改善污水滴漏狀況，如圖2所示。

3.2.2卸料架的改造散裝生活垃圾經(jīng)船運(yùn)至老港碼頭，垃圾吊卸時(shí)，船體離岸距離不等，采用固定式滑坡料架，吊機(jī)的吊臂在擺動(dòng)時(shí)，極易使垃圾散落到河道中，造成河道污染，使河道水體黑臭?，F(xiàn)改造完成遙控式斜坡可移動(dòng)的卸料架。即在卸料架尾部安裝斜油缸，根據(jù)生產(chǎn)需要來調(diào)整尾部坡度，利用斜坡的移動(dòng)使垃圾導(dǎo)入船艙中，逐步減少和杜絕垃圾散落河道，見圖3。

3.3生活垃圾填埋作業(yè)工藝改進(jìn)

3.3.1控制作業(yè)面積，對作業(yè)面進(jìn)行覆蓋填埋作業(yè)過程中，盡量減少垃圾暴露面，集中作業(yè)區(qū)域，每個(gè)作業(yè)點(diǎn)設(shè)置多個(gè)作業(yè)平臺，提高作業(yè)面利用效率。對生活垃圾填埋作業(yè)單元進(jìn)行日覆蓋，可采用2種覆蓋方式：泥土（30cm厚）覆蓋或HDPE膜（0.75mmHDPE膜）覆蓋。泥土覆蓋工藝是傳統(tǒng)的成熟工藝；HDPE膜覆蓋，老港填埋場自2003年起就已嘗試和推廣應(yīng)用，2種方式都能有效抑制異味散逸。HDPE膜覆蓋因密封效果好，臭氣屏蔽效果好，同時(shí)積聚熱量，膜下溫度比膜上約高20℃（夏季），可消殺蠅蟲卵。膜下沼氣濃度明顯提高，為沼氣發(fā)電工程提供保障。泥土覆蓋作為傳統(tǒng)的覆蓋工藝，其臭氣抑制效果不錯(cuò)，僅次于HDPE膜，老港覆蓋用土以砂性土為主，透氣性較好，但抑臭效果略有下降，沼氣的單位面積收集量也相應(yīng)降低。另外，泥土覆蓋有益于填埋場的生態(tài)修復(fù)。

3.3.2提高壓實(shí)密度填埋作業(yè)過程中，確保壓實(shí)密度在0.8t/m3以上，減少垃圾孔隙率，降低惡臭氣體的釋放速度。垃圾運(yùn)輸車到達(dá)路基箱鋪設(shè)的卸料平臺后，將垃圾傾倒入填埋作業(yè)面，作業(yè)面上的推土機(jī)、壓實(shí)機(jī)將生活垃圾推鋪、壓實(shí)，這個(gè)過程大約需要2個(gè)回合，2臺推土機(jī)配合作業(yè)，即1臺推土機(jī)將傾倒出來的垃圾推開，對面的1臺把垃圾再推回，這樣垃圾基本被推平；然后壓實(shí)機(jī)在垃圾上進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)，一般壓實(shí)2～3次。

3.3.3填埋氣體導(dǎo)排為了有利于垃圾填埋氣體的回收，老港處置場垃圾填埋堆體采用單獨(dú)的滲瀝液收集系統(tǒng)和填埋氣體收集系統(tǒng)。填埋作業(yè)時(shí)，利用導(dǎo)氣石籠輸導(dǎo)收集填埋氣體。填埋一定時(shí)間后，導(dǎo)氣石籠導(dǎo)出的填埋氣體通過收集管網(wǎng)收集后進(jìn)入處理系統(tǒng)。填埋初期，垃圾量較少，填埋氣體產(chǎn)生量也較少，利用價(jià)值不大，利用導(dǎo)氣石籠將填埋氣體進(jìn)行導(dǎo)排，采用火炬燃燒法進(jìn)行處理。當(dāng)填埋垃圾量達(dá)到一定數(shù)量后，將導(dǎo)氣石籠導(dǎo)出的填埋氣體進(jìn)行發(fā)電，減少溫室氣體排放量。

3.4污泥預(yù)處理工藝改進(jìn)污泥在進(jìn)入填埋場處置前，其含水率須達(dá)到60%以下方可進(jìn)入填埋區(qū)域進(jìn)行處置。污泥與固化劑（投加量10%～13%）攪拌混合后，其含水率無法達(dá)到填埋要求，因此需進(jìn)行5～7d的翻拋和晾曬，以進(jìn)一步降低其含水率。受作業(yè)條件限制，污泥的翻拋和晾曬采用露天作業(yè)，導(dǎo)致大量異味彌漫。借鑒地基穩(wěn)定系統(tǒng)原理，應(yīng)用液壓傳動(dòng)、螺旋攪拌自動(dòng)加藥混合攪拌系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)在污泥填埋區(qū)域（即原位）對污泥進(jìn)行攪拌、固化。前期研究表明，通過該工藝處理，污泥在固化穩(wěn)定7～15d后，其相關(guān)化學(xué)和物理特性基本滿足填埋要求。由于該工藝不需翻拋晾曬，所以可有效減少污泥預(yù)處理期間的臭氣彌漫。3.5除臭風(fēng)炮的應(yīng)用老港固廢處置基地靠近東海邊，且填埋作業(yè)高度較高，異味容易隨風(fēng)擴(kuò)散，污染周圍環(huán)境。因此需要在污泥、生活垃圾運(yùn)輸至填埋場作業(yè)點(diǎn)傾倒的瞬間噴撒除臭劑降低臭氣濃度。風(fēng)炮是利用霧化噴灑系統(tǒng)將除臭劑均勻噴灑至作業(yè)界面，霧化噴嘴有專用除臭劑進(jìn)口裝置，調(diào)節(jié)合適的流量比例，霧化噴嘴就能噴出小于0.01mm左右的霧滴。在微小的液滴表面形成極大表面能和表面積，更易吸附空氣中的異味分子，并使異味分子中的立體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使其更不穩(wěn)定，更易降解?？刂葡到y(tǒng)可根據(jù)實(shí)際情況，隨意調(diào)整運(yùn)行時(shí)間和運(yùn)行間隔時(shí)間，運(yùn)行費(fèi)用省，占地面積小，安裝運(yùn)行方便。