污染场地修复技术应用指南资料

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1、 附件 2 环环 境境 保保 护护 技技 术术 文文 件件 污染场地修复技术应用指南 (征求意见稿) Guideline on Technology Application in Contaminated Sites Remediation 环环 境境 保保 护护 部部 发布发布 前言前言 为贯彻执行中华人民共和国环境保护法 ,防治环境污染,完善环保技术工作体系, 制定本指南。 本指南以当前技术发展和应用状况为依据, 可作为污染场地治理时修复技术选择与应用 的参考技术资料。 本指南由环境保护部科技标准司提出并组织制订。 本指南起草单位: 中国环境科学研究院, 国家环境保护城市土壤污染控制与修复

2、工程技 术中心(筹) ,国家环境保护工业污染场地及地下水修复工程技术中心 本指南由环境保护部解释。 目目 录录 前言1 一、总则1 二、修复技术分类3 三、污染场地土壤修复技术4 四、污染场地地下水修复技术14 五、污染场地环境修复技术筛选及应用18 1. 修复技术选择的原则 .18 2. 修复技术选择的方法 .18 3. 常用技术组合 .22 六、污染场地修复过程次生污染预防24 1 一、总则 1. 内容内容 本指南提出了污染场地常用修复技术的分类体系、技术原理、特点和应用范 围,以及各类污染物所对应的可选修复技术,供污染场地修复时参考。 2. 适用范围适用范围 本指南适用于污染物风险超过了

3、场地利用类型的承受范围, 需要采用相关技 术进行修复的情形。本指南的技术主要适用于工业污染场地的修复,包括污染的 土壤和地下水。农业污染土壤可参照采用。本指南的内容不适用于放射性污染场 地。 3. 术语及定义术语及定义 土壤(soil) :指由矿物质、有机质、水、空气及生物有机体组成的地球陆地 表面上能生长植物的疏松层。 地下水(groundwater):埋藏于地表以下的各种形式的重力水。 污染场地(contaminated site) :因堆积、储存、处理、处置或其他方式(如 迁移)承载了有害物质的,对人体健康和环境产生危害或具有潜在风险的空间区 域。包括土壤和地下水。 土壤污染(soil

4、pollution) :人类活动或自然过程产生的有害物质进入土壤, 致使某种有害成分的含量明显高于土壤原有含量,从而对生物、水体、空气和人 体健康产生危害的现象。 地下水污染(groundwater pollution) :人为或自然原因导致地下水化学、物 理、生物性质改变从而使水质恶化的现象。 修复技术(remediation technology):可改变待处理污染物的结构,或减轻 污染物毒性、迁移性或数量的单一或系列的化学、物理或生物治理措施。 物理修复技术(physical remediation technique) :利用土壤和污染物的物理性 质差异(如挥发性、在电场中的行为)或污

5、染和未污染土壤颗粒的物理性质差异 (如密度) ,采用物理的、机械的方法将污染物与土壤基质进行分离的方法。 化学修复技术(chemical remediation technique) :通过一种或多种化学反应 来分解或稳定有毒化学物质的方法。 生物修复技术(biological remediation technique) :利用生物过程或通过生物 2 体的活动来实现土壤或地下水修复的方法。 非水相液体(non-aqueous phase liquid,NAPL) :不能与水互相混溶的液态 物质,可以是一种也可以是几种不同化学物质的混合物。比重大于 1.0 的非水相 液体称为高密度非水相液体(

6、DNAPL) ,比重小于 1.0 的非水相液体称为低密度 非水相液体(LNAPL) 。 3 二、修复技术分类 污染场地修复技术按照处置场所、原理、修复方式、污染物存在介质等方面 的不同,可以有多种的分类方法。 按照处置场所,可分为原位修复(in-situ)技术和异位修复(ex-situ)技术。 按照修复技术原理,可分为生物、物理、化学和物理化学修复技术等。 按照污染物存在介质,可分为土壤修复技术和地下水修复技术。 按照“源-途径-受体”控制方式,可分为污染介质治理技术、污染途径阻断 技术和受体保护技术,具体包括的技术种类如下表所示: 表 1 按“源-途径-受体”划分的修复技术类型 类别 修复技

7、术种类 物理修复技术 土壤混合/稀释技术、土壤淋洗(土壤清洗) 、土壤气相抽提、 机械通风(挥发) 、溶剂萃取 化学修复技术 化学萃取、焚烧、氧化还原、电动力学修复 生物修复技术 微生物降解、 生物通风、 生物堆、 泥浆相生物处理、 植物修复、 空气注入、监控式自然衰减 污染介质 治理技术 物理化学修复 技术 固化稳定化、热解吸、玻璃化、抽出处理,渗透性反应墙 污染途径阻断技术 封顶、填埋、垂直/水平阻断 受体保护技术 制度控制措施、人口迁移 4 三、污染场地土壤修复技术 土壤修复技术的种类较多,原理较为复杂,有些技术的应用是多种反应原理 联合作用的结果。因此,本指南主要按照技术的主导作用原理

8、进行概括介绍,基 本囊括了目前发展较为成熟的或已在国内外有所应用的技术方法。 1. 土壤混合土壤混合/稀释技术稀释技术(Soil Blending, Mixing or Dilution) 技术原理:技术原理:土壤混合/稀释技术是指用清洁土壤取代或者部分取代污染土壤, 覆盖在土壤表层或者混匀, 使污染物浓度降低到临界危害浓度以下的一种修复技 术。 通过混合和稀释, 减少污染物与植物根系的接触, 并减少污染物进入食物链。 技术特点:技术特点:土壤混合/稀释修复技术可以是单一的修复技术,也可以作为其 它修复技术的一部分,如固定化稳定化、氧化还原等。土壤混合/稀释修复技术 作为其它修复技术的一部分,

9、其主要目的是增加添加剂(如固化/稳定化剂、氧 化剂、还原剂)的传输速度,使添加剂尽量和反应剂接触。使用此技术时需根据 土壤污染物浓度、范围和土壤修复目标值,计算需要混合的干净土壤的量。混合 时尽量垂直方向混合,少水平方向混合,以免扩大污染面积。混合/稀释可以是 原位混合,也可以是异位混合。 适用范围:适用范围:土壤中的污染物不具危险特性,且含量不高(一般不超过修复目 标值的 2 倍) 。该技术适合于土壤渗流区,即土壤含水量较低的土壤,当土壤含 水量较高时,混合不均匀会影响混合效果。 2. 填埋法(填埋法(Landfill Cap) 技术原理:技术原理:填埋法是将污染土壤进行掩埋覆盖,采用防渗、

10、封顶等配套设施 防止污染物扩散的处理方法。填埋法不能降低土壤中污染物本身的毒性和体积, 但可以降低污染物在地表的暴露及其迁移性。 技术特点:技术特点: 填埋法是修复技术中最常用的技术之一。 在填埋的污染土壤的上 方需布设阻隔层和排水层。阻隔层应是低渗透性的粘土层或者土工合成粘土层, 排水层的设置可以避免地表降水入渗造成污染物的进一步扩散。 通常干旱气候条 件要求填埋系统简单一些,湿润气候条件可以设计比较复杂的填埋系统。填埋法 的费用通常小于其它技术。 5 适用范围:适用范围: 在填埋场合适的情况下, 可以用来临时存放或者最终处置各类污 染土壤。该技术通常适用于地下水位之上的污染土壤。由于填埋的

11、顶盖只能阻挡 垂向水流入渗,因此需要建设垂向阻隔墙以避免水平流动导致的污染扩散。填埋 场需要定期进行检查和维护,确保顶盖不被破坏。 3. 固化稳定化技术(固化稳定化技术(Solidification/Stabilization) 技术原理:技术原理: 固化稳定化技术是指将污染土壤与黏结剂混合形成凝固体而达到 物理封锁(如降低孔隙率等)或发生化学反应形成固体沉淀物(如形成氢氧化物 或硫化物沉淀等),从而达到降低污染物迁移性和活性的目的。主要包括两个概 念,固化是指将污染物包裹起来,使之呈颗粒状或者大板块存在,进而使污染物 处于相对稳定的状态;稳定化是指将污染物转化为不易溶解、迁移能力或毒性变 小

12、的状态和形式,即通过降低污染物的生物有效性,实现其无害化或降低其对生 态系统危害性的风险。按处置位置的不同,分为原位和异位固化稳定化。 技术特点:技术特点:在异位固化/稳定化过程中,许多物质都可以作为黏结剂,如硅酸 盐水泥 (Portland cement) 、 火山灰 (Pozzolana) 、 硅酸酯 (Silicate) 和沥青 (Btumen) 以及各种多聚物(Polymer)等。硅酸盐水泥以及相关的铝硅酸盐(如高炉溶渣、 飞灰和火山灰等)是最常用的黏结剂。有许多因素可能影响异位固定化稳定化技 术的实际应用和效果,如最终处理时的环境条件可能会影响污染物的长期稳定 性;一些工艺可能会导致

13、污染土壤或固化后体积显著增大;有机物质的存在可能 会影响黏结剂作用的发挥等。固定化/稳定化方法可单独使用,也可与其它处理 和处置方法结合使用。 污染物的埋藏深度可能会影响、 限制一些具体的应用过程。 原位修复时必须控制好黏结剂的注射和混合过程, 防止污染物扩散进入清洁土壤 区域。 适用范围:适用范围:固化稳定化技术的成本和运行费用较低,适用性较强,原位异位 均可使用。该技术主要应用于处理无机物污染的土壤,不适合含挥发性污染物土 壤的处理。对于半挥发性有机物和农药杀虫剂等污染物的处理效果有限。不过目 前正在研究能有效处理有机污染物的黏结剂,可望在不久的将来有所应用。 4. 土壤淋洗技术(土壤淋洗

14、技术(Soil Flushing) 技术原理技术原理:土壤淋洗是指借助能够促进土壤环境中污染物溶解或迁移作用的 6 溶剂,通过将溶剂与污染土壤混合,然后再把包含有污染物的液体从土土壤中抽 提出来,进行分离处理的技术。此技术分原位和异位土壤淋洗。原位土壤淋洗一 般是指将冲洗液由注射井注入或渗透至土壤污染区域, 携带污染物质到达地下水 后用泵抽取污染的地下水,并于地面上去除污染物的过程。异位化学淋洗技术需 要将污染土壤挖掘出来,用水或淋洗剂溶液清洗土壤、去除污染物,再对含有污 染物的清洗废水或废液进行处理,洁净土可以回填或运到其他地点回用。 技术特点:技术特点:异位土壤淋洗在使用时,一般需要先根据

15、处理土壤的物理状况对 土壤进行分类,再基于二次利用的用途和最终处理需求将其清洁到不同的程度。 清洗液可以是清水,也可以是包含冲洗助剂的溶液。冲洗剂主要有无机冲洗剂、 人工螯合剂、阳离子表面活性剂、天然有机酸、生物表面活性剂等。无机冲洗剂 具有成本低、效果好、速度快等优点,但用酸冲洗污染土壤时,可能会破坏了土 壤的理化性质,使大量土壤养分淋失,并破坏土壤微团聚体结构。人工螯合剂价 格昂贵, 生物降解性差, 且冲洗过程易造成二次污染。 在处理质地较细的土壤时, 需多次清洗才能达到较好效果。低渗透性的土壤处理困难,表面活性剂可粘附于 土壤中降低土壤孔隙度,冲洗液与土壤的反应可降低污染物的移动性。较高

16、的土 壤湿度、复杂的污染混合物以及较高的污染物浓度会使处理过程更加困难。冲洗 废液如控制不当会产生二次污染,因此需回收处理。淋洗过程通常采用可移动处 理单元在现场进行, 因此该技术所需的实施周期主要取决于处理单元的处理速率 及待处理的土壤体积。该技术要求较大的处理场地。 适用范围:适用范围:该技术可用来处理重金属和有机污染物,对于大粒径级别污染土 壤的修复更为有效, 砂砾、 沙、 细沙以及类似土壤中的污染物更容易被清洗出来, 而粘土中的污染物则较难清洗。 一般来说, 当土壤中粘土含量达到 25%30%时, 不考虑采用该技术。 5. 化学萃取技术(化学萃取技术(Chemical Extraction) 技术原理技术原理: 化学萃取技术是一种利用溶剂将污染物从被污染的土壤中萃取后 去除的技术。该溶剂需要进行再生处理后回用。 技术特点:技术特点:在采用溶剂萃取之前,先将污染土壤挖掘出来,并将大块杂质如 石块和垃圾等分离,然后将土壤放入一个具有良好密封性的萃取容器内,土壤中 的污染物与化学溶剂充分接触,从而将有机污染物从土壤中萃取出来,浓缩后进 7 行最终处置(焚烧或填

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