建设用地土壤污染修复工程常用技术进展研究

(整期优先)网络出版时间:2023-04-17
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建设用地土壤污染修复工程常用技术进展研究

李嘉辉

广东粤土生态环境科技有限公司

摘要:近几年中国的土地环境问题日趋突出,使土地的供求关系日趋紧张。解决矛盾、保障粮食保障、保障耕地红线、扩大建设用地等问题迫在眉睫。因此,如何通过工程技术把被建设用地污染的土壤转化成可使用的土壤,就成为一个非常有意义的问题。本文运用文献资料法,并以多年的工程技术实践为基础,论述并归纳了建设用地污染防治技术关键;并对建设用地土壤污染治理技术今后的发展方向进行了预测。为制定适应中国实际和区域特征的土壤污染治理技术,以及为国家粮食安全和生态文明建设的技术支持打下了坚实的理论依据。

关键词:污染土地;治理修复;工程技术;可利用土地;发展趋势

引言

污染土壤的治理与修复技术已有许多相关的技术,然而,由于不同区域建设用地土壤性质、气候条件、污染程度不同,土壤污染的复杂性、多样性,使得污染土壤的修复变得非常困难,至今尚无一种方法能够完全解决土壤的污染问题。目前,环境科学、土壤学、农业工程等方面都是一个热门课题。与国际上相比,中国建设用地土壤污染防治技术尚处于初级阶段,土壤污染的监测与处理技术尚不完善,缺乏经济有效的土壤修复技术,也缺乏工业化的成功实践。因此,本文旨在通过对土壤污染治理技术的基本理论探讨,从而为建设用地土壤污染治理技术的进一步深入的探索。

1、中国土壤修复发展现状

中国当前面临三个主要的环境问题:大气污染治理、污水治理和土地治理。在这些项目当中,人们最为重视的是土地整治项目。据2014年度的统计,全国548公顷土地受到污染,其中金属污染、矿山污染、石油污染和建设用地垃圾堆积污染最为突出。面对这种情况,我国政府已逐渐意识到了环境的变化,并深刻地意识到了环境的污染给人类带来的威胁,并制定了《土壤污染防治计划》。该计划提出了一项关于土壤整治的试验方案,即建立6个生态恢复和治理示范基地,并按标准和系统的要求,按计划进行土地整治。

2、建设用地污染土地修复工程技术要点

指出了问题所在,并提出了相应的对策。利用工程和技术手段,对受污染地区进行了治理。一种是改变建设用地土壤中的污染形式,从而改变其与土壤的结合。这样可以减少建设用地土壤中的污染物迁移和生物利用。另外一种方法就是改变被污染的土地,从而减少建设用地土壤中的污染物含量。

2.1物理修复技术

物理修复是指利用一定的物理方法来调控和控制被污染的土壤,使其物理性质发生变化,使其与土壤相分离,或将其转变为具有较小的毒性,甚至无毒的物质。利用该技术可以有效地控制污染的土壤,为治理污染的土壤提供科学的依据。这是一种较为全面的修复技术,可以很好的恢复土壤,但是也有一些问题。首先,它的造价比较高,投入的人力、物力、时间也比较多。其次,利用物理修复技术进行土地恢复,土壤的肥力会降低,不宜用于大规模的土地恢复,这种方法适用于小块和高污染地区。

2.2化学修复技术

与前两种方法相比,化学法是最早的一种方法,它具有很好的恢复时间。化学冲洗是通过某些溶剂和化学添加剂,使污染物在土壤中流动,或使其溶解,然后通过高压水力和重力将其喷洒到被污染的土壤中,并将其从土壤中抽出。通过这种方法,将污染物与土壤进行分离,最终得到修复。该工艺主要是通过冲洗溶液中的污染物的可移动性来处理有机和无机污染物。溶剂萃取技术与传统的淋洗工艺正好相反,它是先溶后分的,而溶剂萃取则是先将有害物质萃取,然后将其分离。并依据不同的土壤特性,选用适宜的浸渍溶剂及浸渍时间。用溶剂浸泡土壤,可以使污染物质在浸渍后被吸收,也可以在蒸馏过程中积聚。这种技术可以将某些有用的资源,比如石油等进行再循环,但其工艺技术复杂,流程冗长;该方法具有较高的成本,适合于高含油地区。此外,化学修复技术还包括化学氧化/还原技术,是指向污染土壤添加氧化剂或还原剂,通过氧化或还原作用,使土壤中的污染物转化为无毒或毒性相对较小的物质。

2.3生物修复技术

在建设用地污染土地整治中,生物恢复技术是通过对微生物和有机物进行生化代谢来实现对污染物的降解。例如,由于不同的作物需要的化学成分的差异,可以通过对特定的化学物质进行有效的恢复。植物可以吸收、降解和转化某些土壤中的有毒物质,从而使土壤得到了有效的恢复。该工艺具有投资少、运行简便、环保效果好、适合大范围的土壤污染,可以减少二次对地下水的二次污染。

3、建设用地污染土地修复工程技术发展趋势

3.1城市建设用地污染修复工程技术

根据城市建设用地土壤中的重金属,根据土壤的物理特性,开发高效、快速、经济的方法,采用广泛的化学稳定和化学处理药物,建立一条专业化的药物生产线,优选出最佳配比、钝化/稳定时间、混合方式等工艺技术指标,并与高水平基础设施精密平整机相结合,开发了相应的药剂和土料搅拌设备。为解决城市建设用地中的有机的问题,开展了土著微生物活化、广泛、稳定性好的工程菌的筛选,确定了筛选的准则和途径,研究开发微生物制剂和营养素的配方和加入技术,对土壤在恢复期间的特性进行了调查,并对其进行了微生物的检测与监控。这些技术可以有效的克服土壤结构破坏、费用高昂、技术产业化推广困难等问题,从而大幅度减少修复费用,促进具有自主知识产权的微生物修复技术产业化,为建设用地提供一条更为有效、经济的修复道路。

3.2矿山建设用地污染土地修复工程技术

为解决矿山环境中酸性废水和尾矿的环境问题,研究开发了一套简单的中和沉淀法、化学氧化还原法、微生物修复法等综合工艺和工艺技术,实现了酸性矿山废水的快速、稳定、快速、安全的工艺综合与工程应用。通过对矿区环境污染的治理,通过对污染土壤进行钝化/稳定处理,减少污染物在环境中的迁移和可利用,选择新的能源作物和培育方式,并对受污染的土地进行植被恢复;开发适用于矿山尾矿预处理、钝化/稳定化及能源植物生态恢复的配套设施,开展了中试及工程演示。

3.3工业建设用地污染场地修复工程技术

为解决建设用地污染问题的污染分布不均、污染复杂、修复技术相对滞后等问题,研制出适合于污染场地的淋洗剂、助剂及其比例的淋洗前处理、淋洗后的回收利用、污泥脱水稳定等技术及其模块化的集成。针对复杂建设用地土壤环境的土壤淋洗、化学氧化等物理、化学相结合的综合整治技术,对各个工序的主要参数进行了耦合,并对各个工序的材料进行了均衡分析,开发了便于拆装和运输的模块式淋洗装置。此项技术的研制成功,将有助于克服中国现有处理技术规模小,效率低,设备集成程度低等问题,并能有效提升技术的产业化和应用。

3.4建设用地污染土地修复工程装备

农田土壤污染治理项目将开发土壤微生物现场治理设备,其中包含微生物配比与喷洒设备,改良土壤翻耕机械,开发土壤/尾砂土壤、土壤/尾砂处理系统、土壤/尾矿石进出系统、药剂添加系统、土壤/尾矿和药剂的混合系统;矿井土壤环境治理项目主要包括:曝气、中和过滤、氧化还原等工艺;该项目将开发用于工业土壤的土壤冲洗设备,其中包括淋洗废水的无害化处理、土壤淋洗和沉淀处理。以上所研究的修复项目设备,着重于解决各关键部件的模块化与一体化问题,对于推动耕地、矿山、工业污染、建设用地污染修复等技术的工业化应用起到了重要的促进作用。

结论

鉴于建设用地土壤污染的复杂性、多样性和复杂性,在土壤污染修复过程中应充分考虑污染的性质和条件以及投资成本等诸多因素,从而合理地利用污染土壤进行污染防治。除使用化学方法处理土壤的污染外,还可以通过季节更替、土地翻耕和微生物高效处理,通过对农田环境的恢复,建立了一种较为科学、可行的环境恢复技术。总之,《土壤污染防治行动计划》出台,经济有效的土壤修复技术已经迫在眉睫,复合土壤的治理技术有望在近期内实现。

参考文献

[1]韩霁昌.土地工程概论[M].北京:科学出版社,2013.

[2]蔡美芳,李开明,谢丹平,等.我国耕地土壤重金属污染现状与防治对策研究[J].环境科学与技术,2014,37(120):223-230.

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