有機污染土壤修復(fù)技術(shù)及案例研究

伴隨著大量工業(yè)場地的遷移與重建，土壤的有機污染問題開始逐漸浮出水面，有機污染土壤的修復(fù)成了人們關(guān)注的問題。美國有機污染土壤修復(fù)工作開展較早，目前已有大量成功的修復(fù)案例。列舉了目前國內(nèi)外有機污染土壤修復(fù)的常用技術(shù)，并比較了各項技術(shù)的優(yōu)缺點。同時，介紹了美國超級基金污染場地修復(fù)的四個典型案例，以期為我國有機污染土壤修復(fù)工作提供借鑒。

土壤的有機污染問題是全世界范圍內(nèi)廣泛關(guān)注的環(huán)境問題之一。土壤中有機污染物的來源包括工業(yè)泄露和溢出，石油庫和化學(xué)品庫泄露，農(nóng)藥濫用，清潔劑、油、防凍液隨意處置，生活垃圾不當(dāng)處置，垃圾填埋場和垃圾堆場等。

每年有大量的有機物釋放到土壤環(huán)境中，包括芳香化合物、多氯代有機物、農(nóng)藥、石油等，其中大部分的污染物是難溶的、有毒的、致突變的，甚至是致癌的，對人類健康和生態(tài)系統(tǒng)有著巨大的危害。近年來，我國開始逐漸關(guān)注有機污染物造成的土壤污染問題，并進行有機污染土壤修復(fù)技術(shù)的研究。

美國自20世紀80年代起建立了土壤修復(fù)超級基金制度，截止2010年，已累計清理有害土壤、廢棄物和沉淀物1億多m3，涉及有機污染物的場地超過總場地的60%。近年來，我國開始逐漸意識到有機污染土壤的危害，大力發(fā)展有機土壤修復(fù)技術(shù)，開展有機污染土壤修復(fù)示范工程是十分必要的。本文介紹了目前有機物污染土壤修復(fù)的常用技術(shù)，和美國有機污染土壤修復(fù)的典型案例，為我國有機污染土壤修復(fù)工作提供借鑒。

1 有機污染土壤修復(fù)技術(shù)

有機污染土壤修復(fù)技術(shù)種類較多，表1中總結(jié)了國內(nèi)外常用的幾種修復(fù)技術(shù)。目前，土壤氣相抽提(SVE)和熱解吸技術(shù)是應(yīng)用廣泛的有機土壤修復(fù)技術(shù)，其處理效果、成本和周期都符合城市對土壤修復(fù)的要求。其中，SVE技術(shù)多應(yīng)用于鹵代和非鹵代揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機物的降解中，其對低揮發(fā)性有機物和有機農(nóng)藥等物質(zhì)的處理效果較差。

而熱解吸技術(shù)對于處理鹵代有機物、非鹵代的半揮發(fā)性有機物、多氯聯(lián)苯(PCBs)、以及高濃度的疏水性液體等污染物有優(yōu)勢，但這項技術(shù)會破壞土壤結(jié)構(gòu)和生物系統(tǒng)。土壤淋洗有濃縮污染物的能力，因此可以作為其他技術(shù)的預(yù)處理，減少待處理的土壤體積，降低總費用。

微生物修復(fù)技術(shù)作為常用于降解土壤中的石油烴，這項技術(shù)是環(huán)境友好的，但是修復(fù)周期過長。此外，在選擇具體的土壤修復(fù)技術(shù)時，應(yīng)根據(jù)污染物和土壤性質(zhì)、處理時間、成本等因素進行全面比較。

表1 常用有機污染土壤修復(fù)技術(shù)

2 有機污染土壤修復(fù)案例

2.1 土壤氣相抽提項目——落基山兵工廠18單元污染修復(fù)工程

落基山兵工廠是美國的一個化學(xué)武器制造中心，位于科羅拉多州的科默斯市。這一兵工廠由美國陸軍于20世紀末設(shè)立，生產(chǎn)常規(guī)兵器和化學(xué)兵器，其中包括白磷、凝固汽油彈、芥子氣、路易氏劑和氯氣。1984年，美國陸軍對落基山兵工廠的污染情況進行了詳細調(diào)查，發(fā)現(xiàn)場地內(nèi)存在多種污染物，包括有機氯農(nóng)藥、有機磷農(nóng)藥、氨基甲酸酯類殺蟲劑、有機溶劑、氯化苯、重金屬等。

1991年，在落基山兵工廠超級基金污染場地的18號單元進行了土壤氣相抽提處理。這一區(qū)域在過去主要用以清洗維修設(shè)備和車輛，并儲存柴油、汽油和各種石油產(chǎn)品。在這一區(qū)域的土壤和地下水中發(fā)現(xiàn)了大量的VOCs，其中大多為三氯乙烯，其在土壤蒸汽中的體積濃度高達65×10－6。這些VOCs主要來自于清洗過程中使用的含氯溶劑。SVE系統(tǒng)安裝在了土壤蒸汽中三氯乙烯濃度高的區(qū)域。

該SVE系統(tǒng)包括一個較淺的氣相抽提井和一個較深的氣相抽提井。淺井位于黏土層以上，地下13～28尺;深井位于黏土層以下，地下43～58尺。設(shè)立兩個抽提井是為了研究黏土層對VOCs移除的影響。在氣相抽提井周邊圍繞著4個蒸汽監(jiān)測井，用于評估SVE系統(tǒng)的性能。

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