污染土壤修复治理技术的研究

污染土壤修复治理技术的研究可行性研究报告中船勘察设计研究院有限公司2014年6月目录一、项目概述............................................................................1（一）工程背景概述............................................................1（二）污染土治理的一般方法............................................6（三）重点关注治理方法....................................................91、换土技术.....................................................................92、固化/稳定化（S/S）技术........................................113、化学淋洗技术...........................................................124、植物修复技术...........................................................16二、项目目标、研究内容、和关键技术...............................20（一）项目目标..................................................................20（二）研究内容..................................................................20（三）关键技术..................................................................21三、技术路线方案、课题分解...............................................22四、组织方式及分工...............................................................24（一）科研项目工作措施..................................................24（二）现场组织措施..........................................................25参考文献....................................................................................25污染土壤修复治理技术的研究可行性研究报告1一、项目概述（一）工程背景概述随着我国城市化进程的提速和围绕着城市的工业设施健全，城市周边土壤的污染程度日益加剧。具体表现在，一方面未经处理的工业废水，废气和废渣，空气粉尘所携带大量污染物，雨水对城市区域的冲刷携带的污染物最终会汇聚到土壤中和河道中。这些堆积的污染物会很容易地通过水循环，大气循环，食物链再一次进入到人体，危害健康。另一方面矿产资源的不合理开发及其冶炼排放、长期对土壤进行污水灌溉和污泥施用、人为活动引起的大气沉降、化肥农药的使用等原因，造成了土地污染面积不断扩大，土壤污染日益严重。根据全国土壤污染调查结果，目前我国受污染的耕地约有1.5亿亩，占18亿亩耕地的8.3%，多是集中在经济较发达的地区。另根据国家环保部门组织的《典型区域土壤环境质量状况探查研究》显示，珠三角部分城市有近40%的农田菜地土壤重金属污染超标，其中10%属严重超标。据估算，全国每年因重金属污染的粮食达1200万吨，造成的直接经济损失超过200亿元。土壤污染具有隐蔽性、毒害性、累积性、长期性、多样性和滞后性的特点，被污染的土壤通过地下水或生物富集作用直接或间接地影响着人类健康。出于历史原因，中国土壤污染主体大多是各类国有工厂，经过多轮的改制重组，很多工厂产权归属关系已经多次变化，即便产权明晰的，也很难有能力再去支付高额的土壤修复费用。因此，“谁污染，谁治理”这一环保行业的通行准则，在土壤修复行业根本行不通。目污染土壤修复治理技术的研究可行性研究报告2前少数比较成熟的商业化项目，主要依托于房地产，由房地产开发商买单。除此之外，绝大多数土壤修复项目主要依靠财政拨款或者银行贷款的方式进行。但今后面对大量的类似项目，完全依靠政府支付显然并不现实。鉴于此，目前的土壤修复多是场地的修复，耕地的修复因为难以找到买单人，修复的很少。欧美等发达国家城市，在郊区化和逆城市化的过程中，也曾出现大量因工业企业搬迁而废弃遗留下来的“棕地”。自20世纪70年代开始，欧美等发达国家采取了一系列措施应对这类环境问题，包括制定政策法规、编制行业标准、设立修复基金、鼓励修复技术与装备创新等。我国对污染场地问题关注的比较晚，2004年原国家环保总局才开始要求对搬迁遗留的污染场地必须进行监测和修复后方可再使用(“关于切实做好企业搬迁过程中环境污染防治工作的通知”环办［2004］47号)。同欧美等发达国家相比，我国在工业污染场地方面的法律法规体系、现状调查和特征分析、修复技术研发水平以及实际工程应用经验上还存在较大差距。上海西北角的普陀桃浦地区，是上世纪知名的老工业基地，众多化工、医药企业为桃浦乃至整个上海的经济、产业产值做出了杰出的贡献。但是不可避免的工业排放却也污染了区域环境，影响了桃浦的整体形象。今后十年，曾经污染严重的上海老工业重镇桃浦将“再造一个漕河泾”，并实现城区再生、产业升级、环境修复的再生之路。未来桃浦有望通过新一代科技商务园区、地区级公共活动中心、多元化都市宜居社区和超大规模的生态型中央主题公园的分期建设，形成污染土壤修复治理技术的研究可行性研究报告3工作-生活-休闲-学习融为一体的发展格局，详见图1。图1桃浦未来规划图根据所掌握的桃浦地区的资料，该地区分布以下工业类型：化学原料及化学品制造，造纸及纸制品，金属冶炼及延压加工，废弃资源和废旧材料回收加工，燃气生产和供应，生活垃圾和餐饮等，可能受到的污染类型有：挥发性有机物，半挥发性有机物，重金属，持久性有机污染物，农药，氯代有机物，有机物等。以往的研究发现，该地区土壤中发现的含量异常的重金属有：镉，铬，汞，镍，铅，铜，锌。根据相关参考资料，按照1：10000的布置原则，桃浦区的8种重金属评价质量按图2~图9所示：污染土壤修复治理技术的研究可行性研究报告4图2镉质量评级图3铬质量评级图4汞质量评级图5镍质量评级污染土壤修复治理技术的研究可行性研究报告5图6铅质量评级图7砷质量评级图8铜质量评级图9锌质量评级由以上8种重金属的质量评级，可看到镉、锌大部分区域处于二级标准，部分区域超二级标准；铬、汞、铅、铜基本上都处于二级标准；镍和砷处于一级标准。根据相关规范可知，不超过二级标准，表明清洁或者尚清洁，但予以警惕，及时找出和控制土壤污染源；超过二级标准，可进行深入污染土壤修复治理技术的研究可行性研究报告6详查，若有相关污染危害则进行整治。初步可以判断桃浦区受关注无机污染主要为镉、锌和砷污染。另根据相关环评资料可知，桃浦地区也受挥发性和半挥发性有机污染。不管是无机污染还是有机污染，在场地调查时需进一步详查。（二）污染土治理的一般方法污染土的处置与修复应根据污染程度、分布范围、土的性质、修复标准、处理工期和处理成本等综合考虑。国内常见污染土修复治理方法很多，如物理，化学，微生物等修复技术，这些方法的适用范围及局限性如表1所示。国外经常使用的整治方法：生物通气法、化学方法，详情见图10～图13。污染土壤修复治理技术的研究可行性研究报告7表1常见的场地土壤修复技术优缺点对比修复技术类别修复内容及应用范围局限性换土技术被污染的土壤挖除并置换成干净的土壤，污染场地急需使用。技术成熟，但需占用大量场地，可能形成二次污染。土壤淋洗技术利用流体淋洗出土壤中的污染物。适用于SVOCs、燃油和无机物，该技术提供回收金属和大范围清除有机和无机污染物的粗颗粒土的可能。细的土壤颗粒（如粉土和粘土）可能要求加入聚合物使它们从洗液中去除，复杂的废物混合物（例如金属与有机物混合）使洗液配方难以确定，土壤中的高腐殖质含量可能要求预处理，水流要求处理。微生物修复技术利用各类微生物对污染土壤中的有机物进行降解，最终产物是CO2和H2O。适用于各类油类污染物以及半挥发性及非挥发性有机物、燃料、PCP、杂芬油、PCBs等物质。适用于各类油类污染物以及半挥发性及非挥发性有机物、燃料、PCP、杂芬油、PCBs等物质。化学修复技术利用氧化还原反应将土壤当中含有的危害性污染物转化成为低毒和无毒的化合物或者化学稳定性更高、迁移性更弱的新的化合物。主要用于氯化物处理和脱氧作用。在土壤透气度低或者土壤已分化的场地使用，成效不高。物理分离技术通过物理方式将污染土壤中的污染物从土壤当中转移出去，以达到修复的目的。适用各种有机污染和重金属污染。目前仍处于试验研究阶段，进行大规模的工程应用，仍需解决很多实际问题。植物修复技术借助植物对土壤当中的污染物进行吸收、转移、降解的方法。适用于土壤污染程度相对较低、面积广的场地。高温处理技术通过10000C左右的高温将污染物中的卤代化合物以及其它一些难融解的有机物进行热解焚毁并挥发出去。费用比较高，残留物质有潜在的处理问题，对操作工艺的要求相对较高。污染土壤修复治理技术的研究可行性研究报告8图10化学方法示意图该方法视不同场地，含有不同的污染物的情况而定。化学方法需要处理大量具有危险性的气化剂。部分受关注的化学污染物具有抗氧化能力。当时在土壤透气度低或者土壤已分化的场地使用这些方法，成效不高。图11生物通气法原理示意图该方法被证实可以整治被石油碳氢化合物，不含氯的溶剂，部分污染土壤修复治理技术的研究可行性研究报告9除虫剂和其他有机化学品污染的土壤，该办法的成效受土壤湿度影响，透气度低的土壤会降低该方法的效用。图12洗土法该方法需要大面积的场地，以便放置有关设备。处理后的土壤可以再利用，但有少量的残渣需要弃置。若土壤的腐殖质含量偏高，便需要作预先处理，但吸附在粘土型颗粒上的有机物质可能难以清除。（三）重点关注治理方法根据国内外目前常用的污染土壤修复方式，考虑到治理工程的时效性与经济性，结合目前单位的实际，选用以下四种方法，以供选择和参考，这也是本次科研的重点。1、换土技术“换土”是一种异位土壤修复技术，它包括异地填埋和异地水泥窑焚烧等。由于该方法见效快，对原址的开发建设进度影响小，另由污染土壤修复治理技术的研究可行性研究报告10于很多房地产开发商对于场地的开发有时间的限制，大多是3-6个月。所以目前在国内土壤修复被较多采用。它一般分为客土、换土、深层翻土等方法，详见图13。①客土是把未经污染的土壤加入到污染的土壤中，使表面土层的污染物含量降低来处理污染土壤的方法，减少对人类及自然界的危害。②换土是将污染场地的土壤运输到其它地方，在移走的污染土壤场地上换上未污染的土壤。③深层翻土就是将受污染的土壤场地，用机械挖掘设备将深层的未被污染的土壤或是污染较轻的土壤，翻至场地表面，覆盖其污染的土壤。图13换土修复技术为便于污染土壤外运，工程可采取分层分区倒退挖掘的方式进行施工，挖掘的土壤直接装车外运至接收点进行路基垫层铺设或者将转移后的土壤，为控制在转移后的污染发生扩散和二次污染的风险，可选择周期更为长的生物修复（修复场地面积大，不急于使用，修复实施方便，但维护植物总体费用较高）。施工中要严格控制污染土壤的污染土壤修复治理技术的研究可行性研究报告11去向，运输车辆进出场都需经确认程序，运输途中派专人负责巡查，以保证所有污染土壤全部运至指定接收点处置。为了控制二次污染，施工区域车辆出场必须进行清洗，运输车辆出场全部进