來源:北極星節(jié)能環(huán)保網(wǎng)
【導(dǎo)讀】場地修復(fù)包括修復(fù)可行性研究、修復(fù)工程的初步設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計、工程實施、施工監(jiān)理和后評估等過程。作為確定場地污染狀況的有力手段場地環(huán)境監(jiān)測工作貫穿污染場地修復(fù)的全過程。
一、污染場地修復(fù)過程分析
完整的污染場地修復(fù)過程可分為場地調(diào)查、風(fēng)險評估、場地修復(fù)三大部分。
場地環(huán)境調(diào)查的主要目的是通過資料收集、現(xiàn)場踏勘和人員訪談、現(xiàn)場監(jiān)測確定污染物種類、程度和范圍,初步判斷場地的污染情況。
污染場地風(fēng)險評估主要是在地環(huán)境調(diào)查結(jié)果的基礎(chǔ)上確定場 地污染是否存在潛在健康風(fēng)險及健康風(fēng)險的大小和分布,通過風(fēng)險評估,如果確定存在健康 風(fēng)險,污染場地應(yīng)該進行修復(fù)。
場地修復(fù)包括修復(fù)可行性研究、修復(fù)工程的初步設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計、工程實施、施工監(jiān)理和后評估等過程。作為確定場地污染狀況的有力手段場地環(huán)境監(jiān)測工作貫穿污染場地修復(fù)的全過程。 污染場地修復(fù)可行性研究包括確定預(yù)修復(fù)目標(biāo)、技術(shù)預(yù)評估、篩選評價修復(fù)技術(shù)、集成 修復(fù)技術(shù)、確定修復(fù)技術(shù)的工藝參數(shù)、制定修復(fù)監(jiān)測計劃、估算污染土壤體積,分析經(jīng)濟- 效益、評價修復(fù)工程的環(huán)境影響、制定安全防護計劃、安排修復(fù)進度和編制可行性研究報告 等內(nèi)容。修復(fù)工程的初步設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計、工程實施、施工監(jiān)理和后評估屬于工程分析、工 程施工和工程后評估的內(nèi)容。
二、 污染場地修復(fù)技術(shù)分析
污染場地修復(fù)技術(shù)分類
污染場地的修復(fù)技術(shù)可按暴露情景和處置地點分類。
按暴露情景分類
可以按“污染源-暴露途徑-受體”對修復(fù)技術(shù)分類。對污染源控制的技術(shù)有生物修復(fù)、植 物修復(fù)、生物通風(fēng)、自然降解、生物堆、化學(xué)氧化、土壤淋洗、電動分離、氣提技術(shù)、熱處 理、挖掘等;對暴露途徑進行阻斷的方法有穩(wěn)定/固化、帽封、垂直/水平阻控系統(tǒng)等;降低 受體風(fēng)險的制度控制措施有增加室內(nèi)通風(fēng)強度、引入清潔空氣、減少室內(nèi)外揚塵、減少人體 與粉塵的接觸、對裸土進行覆蓋、減少人體與土壤的接觸、改變土地或建筑物的使用類型、 設(shè)立物障、減少污染食品的攝入、工作人員及其他受體轉(zhuǎn)移等。
按處置地點分類
可分為原位修復(fù)技術(shù)和異位修復(fù)技術(shù)。原位修復(fù)技術(shù)又可分為原位處理技術(shù)和原位控制技術(shù),常用的原位處理技術(shù)包括物理、化學(xué)和生物方法等。異位修復(fù)技術(shù)可分為挖掘和異位處理處置技術(shù)。
常用修復(fù)技術(shù)簡介
常用的污染場地修復(fù)技術(shù)主要包括挖掘、穩(wěn)定/固化、化學(xué)淋洗、氣提、熱處理、生物 修復(fù)等。
挖掘
指通過機械、人工等手段,使土壤離開原位置的過程。一般包括挖掘過程和挖掘土壤的 后處理、處置和再利用過程。在場地修復(fù)的各個階段和多種修復(fù)技術(shù)實施過程中都可能采用挖掘技術(shù),如場地環(huán)境評估、修復(fù)活動中和后評估階段。作為修復(fù)技術(shù),本導(dǎo)則推薦挖掘只能作為修復(fù)方案的一部分,不能適用于傳統(tǒng)的挖掘填埋技術(shù)方案。
穩(wěn)定/固化
指通過固態(tài)形式在物理上隔離污染物或者將污染物轉(zhuǎn)化成化學(xué)性質(zhì)不活潑的形態(tài),降低污染物的危害,可分為原位和異位穩(wěn)定/固化修復(fù)技術(shù)。原位穩(wěn)定/固化技術(shù)適用于重金屬污染土壤的修復(fù),一般不適用于有機污染物污染土壤的修復(fù);異位穩(wěn)定/固化技術(shù)通常適用于 處理無機污染物質(zhì),不適用于半揮發(fā)性有機物和農(nóng)藥殺蟲劑污染土壤的修復(fù)。
化學(xué)淋洗
指借助能促進土壤環(huán)境中污染物溶解或遷移作用的溶劑,通過水力壓頭推動清洗液,將其注入被污染土層中,然后再將包含污染物的液體從土層中抽提出來,進行分離和污水處理的技術(shù),可分為原位和異位化學(xué)淋洗技術(shù)。原位化學(xué)淋洗技術(shù)適用于水力傳導(dǎo)系數(shù)大于10-3cm/s的多孔隙、易滲透的土壤,如沙土、砂礫土壤、沖積土和濱海土,不適用于紅壤、 黃壤等質(zhì)地較細(xì)的土壤;異位化學(xué)淋洗技術(shù)適用于土壤粘粒含量低于25%、被重金屬、放射性核素、石油烴類、揮發(fā)性有機物、多氯聯(lián)苯和多環(huán)芳烴等污染的土壤。
氣提技術(shù)
指利用物理方法通過降低土壤孔隙的蒸汽壓,把土壤中的污染物轉(zhuǎn)化為蒸汽形式而加以去除的技術(shù),可分為原位土壤氣提技術(shù)、異位土壤氣提技術(shù)和多相浸提技術(shù)。氣提技術(shù)適用于地下含水層以上的包氣帶;多相浸提技術(shù)適用于包氣帶和地下含水層。原位土壤氣提技術(shù)適用于處理亨利系數(shù)大于 0.01或者蒸汽壓大于66.66Pa的揮發(fā)性有機化合物,如揮發(fā)性有機鹵代物或非鹵代物,也可用于去除土壤中的油類、重金屬、多環(huán)芳烴或二噁英等污染物;異位土壤氣提技術(shù)適用于修復(fù)含有揮發(fā)性有機鹵代物和非鹵代物的污染土壤;多相浸提技術(shù)適用于處理中、低滲透型地層中的揮發(fā)性有機物。
熱處理
指通過直接或間接熱交換,將污染介質(zhì)及其所含的有機污染物加熱到足夠的溫度(150~540℃),使有機污染物從污染介質(zhì)揮發(fā)或分離的過程,按溫度可分成低溫?zé)崽幚砑夹g(shù)(土壤溫度為150~315℃)和高溫?zé)崽幚砑夹g(shù)(土壤溫度為315~540℃)。熱處理修復(fù)技術(shù)適用于處理土壤中揮發(fā)性有機物、半揮發(fā)性有機物、農(nóng)藥、高沸點氯代化合物,不適用于處理土壤中重金屬、腐蝕性有機物、活性氧化劑和還原劑等。
生物修復(fù)
生物修復(fù)指利用微生物、植物和動物將土壤、地下水中的危險污染物降解、吸收或富集的生物工程技術(shù)系統(tǒng)。按處置地點分為原位和異位生物修復(fù)。生物修復(fù)技術(shù)適用于烴類及衍生物,如汽油、燃油、乙醇、酮、乙醚等,不適合處理持久性有機污染物。
三、污染場地修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用情況
世界發(fā)達國家都有污染場地修復(fù)的實踐經(jīng)驗,其中超級基金場地中采用污染源控制修復(fù)技術(shù)的工程完成情況見圖1。
從美國污染場地修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用情況來看,與異位修復(fù)相比,原位修復(fù)更為經(jīng)濟,不需要建設(shè)昂貴的地面環(huán)境工程設(shè)施和對污染物進行遠(yuǎn)程運輸,就可以使污染物降解和減毒,操作維護起來比較簡單。原位修復(fù)技術(shù)還有一個優(yōu)點就是可以對深層土壤進行修復(fù),對土壤的破壞小,適合規(guī)模較大的土壤修復(fù)。但原位修復(fù)受場地本身特性的影響較大,低滲透性和地 質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的土壤實施原位修復(fù)的難度較大。此外,原位修復(fù)時間較長,修復(fù)效果難以達到理想狀態(tài)。相比而言,異位修復(fù)技術(shù)則在挖掘和設(shè)備使用維護等方面費用較高,但修復(fù)的周期短,修復(fù)效率高,且修復(fù)效果好。從1982至2002年, 超級基金場地修復(fù)行動的修復(fù)決策記錄中涉及污染源控制技術(shù)的共有1781條,其中42%為原位修復(fù)技術(shù),58%為異位修復(fù)技術(shù)。同時,已完成的污染源控制 工程中有341項(73.5%)采用的是異位修復(fù)技術(shù),123項(26.5%)采用的原位修復(fù)技術(shù),也即大多數(shù)已完成的修復(fù)工程采用的技術(shù)為異位污染源控制技術(shù)。在異位污染源控制處理工程中,幾乎所有采用焚燒技術(shù)的修復(fù)工程都能如期完成,將近70%采用固化/穩(wěn)定化(S/S)技術(shù) 和熱脫附技術(shù)的修復(fù)工程已經(jīng)完成。在原位污染源控制處理工程中,采用 S/S技術(shù)的修復(fù)工程將近70%已經(jīng)完成,而采用SVE技術(shù)的修復(fù)工程只完成了其中的三分之一,這進一步證 實了異位修復(fù)的成功率要高于原位修復(fù)。這主要是因為原位修復(fù)技術(shù)所處的環(huán)境受人為控制的程度相對較小,修復(fù)過程難以掌握。 然而,雖然異位修復(fù)的工程數(shù)量較多,但從已修復(fù)污染介質(zhì)的總體積上來說,原位修復(fù)的介質(zhì)絕對量更大,同時由于原位修復(fù)的成本低廉,對于不急于再開發(fā)的場地,原位修復(fù)仍有較強的競爭力,原位技術(shù)正越來越多被采用。
同時人們認(rèn)識到,在一些場地,采用非處理手段,如封裝技術(shù)和制度控制不失為一種有效而低廉的控制手段。到上世紀(jì)九十年代后期,封裝技術(shù)和制度控制在修復(fù)技術(shù)中的比例開始逐步提高,見圖 2。