长江经济带工业区污染场地特征及修复技术选择分析

掌握工业场地污染特征及修复技术选择信息,明确场地污染防治需求,对长江经济带工业区污染场地土壤污染防治及再开发安全利用具有重要意义.本文对长江经济带工业区621个污染场地修复治理的案例数据进行调研,采用相关性分析等方法,对工业场地的污染特征及修复技术的优先选择进行了综合解析.结果表明:砷、镍、汞、铅、铬、锌、镉、苯、1,2-二氯乙烷、氯仿、苯并[a]芘和石油烃是长江经济带工业区的主要目标污染物,也是引起下游地区以复合型污染为主(48%)的主要因子,而砷、铅、镉、铬等的普遍存在是造成中上游地区以无机型污染为主(上游无机型污染占48%,中游占67%)的主要原因;化学原料和化学制品制造业污染场地中涉及污染物种类(116种)最多,占据长江经济带工业区污染场地中发现污染物种类的85%;调研的案例中污染深度较大的场地(污染深度>10 m)多集中于下游地区,可能受场地土层结构、污染物本身性质以及企业的生产年限等因素影响;目前长江经济带工业区污染场地修复技术多选择异位修复,主导因素为场地污染类型、用地规划以及修复效果和工期.研究显示,长江经济带工业区场地污染特征具有区域性,以异位固化/稳定化、水泥窑协同处置和异位化学氧化为主的异位修复技术应用广泛,未来需要进一步加强引导土壤污染防治向绿色低碳发展.

原位电动修复氯离子污染土壤及地下水现场中试研究

针对高浓度氯离子污染地块,开展原位电动修复技术中试研究。在电压梯度为1 V/cm,阴、阳极电解液pH值分别为10,3的条件下通电修复49 d,总耗电量为19385 kW·h,折合单位能耗为48.5 kW·h/m^(3)。中试区域内地下水中氯化物平均去除率达42.5%;土壤中氯离子平均去除率达37.5%,1.5,2.5 m深度土壤中氯离子平均去除率分别为45.4%,23.4%,上层去除率高于下层。原位电动修复技术实现了污染土壤及地下水的同步修复,且并未带入新的化学物质,避免造成二次污染,是一种高效低耗、环境友好的修复技术,具有广阔的应用前景。

环境因子对鱼饵中磷释放影响的实验研究

通过室内模拟实验,分析了环境因子(上覆水、微生物活动、温度、pH、水动力条件)对鱼饵磷释放特征的影响及原因。结果表明:鱼饵在去离子水中总磷和正磷酸盐的平衡释放量约是潘家口水库水中的1.58倍和1.76倍;微生物作用有利于鱼饵中磷向水体释放,前者总磷和正磷酸盐的释放量约为后者的1.55倍和1.28倍;温度升高和水体扰动促进了鱼饵中磷的释放;酸性和碱性条件下鱼饵中磷的释放量高于中性条件下鱼饵中磷的释放量。各环境因子作用下,鱼饵中磷在前3h内的释放速率最大。

原位水平阻隔风险管控技术在某退役工业污染场地治理中的应用

为满足人体健康风险管控目标,结合某退役工业污染场地后期开发工作情景,分别针对室内外区域设计了针对性的风险管控方案。室内区域建筑物地基下方−2 m污染土采用土壤气阻隔控制工程,在建筑物地基底板与导气层之间喷涂隔气膜对土壤气进行阻隔,控制建筑物下方导气层负压为−5~−2 Pa,利用抽提系统对土壤气进行集中收集,经尾气处理系统处理达标排放;室外区域原始地面标高−3 m以下污染土采用HDPE膜(两布一膜)进行水平阻隔,阻隔层上方采用清洁黏土覆盖压实。工程设施完工1年内开展的风险管控效果评估结果表明,室内外区域风险管控工程的工程性能指标及污染物指标均符合评估标准要求,达到预期效果,工程已于2021年12月通过生态环境主管部门验收,进入后期环境监管。

投饵养鱼对潘家口水库藻类生长影响的围隔试验研究

设置投饵、投饵单养花鲢(Aristichthisnobilis)、投饵单养鲤鱼(Cyprinuscarpio)、投饵混养花鲢和鲤鱼以及空白对照5个围隔及水库背景水体,研究投饵养鱼对潘家口水库浮游藻类生长和群落结构的影响。结果发现,试验期间水库水体和空白对照围隔中总藻平均密度分别为2.60×106L-1和3.38×106L-1,均以蓝藻和绿藻为主且基本保持稳定状态;投饵能有效促进藻类生长,只投饵围隔中总藻平均密度达到1.17×108L-1,藻种组成向单一鱼腥藻(Anabaena)方向演替;养殖花鲢抑制藻的生长,参照只投饵围隔,抑制率接近80%,绿藻占据极大优势,其中栅藻(Scenedesmussp)、芒锥藻(Errerellabornhemiensisconr)和空星藻(Coelastrumsp)成为优势藻种;投饵养殖鲤鱼也能有效降低藻生物量,总藻平均密度为4.07×107L-1,绿藻占总藻的比例由27%增加到95%,其中空星藻和小球藻(ChlorellavulgarisBeij)为优势藻种;投饵混养花鲢和鲤鱼围隔中总藻密度稍高于单养花鲢和鲤鱼围隔,为4.37×107L-1,栅藻和鱼腥藻为优势藻种。

浮游植物现存量表征指标间相关性研究Ⅰ:叶绿素a与生物量

收集国内、外有关资料,并结合潘家口水库现场围隔实验,主要从实验室内研究水体、野外围隔水体及天然水体三个方面,对浮游植物叶绿素a含量与生物量间的相关性进行探讨。结果表明:在实验室条件下,叶绿素a与生物量一般呈显著正相关关系,但当优势藻种发生明显变更时,二者相关性不明显甚至不相关;现有资料显示,野外围隔实验水中,叶绿素a与生物量一般呈显著正相关。在天然水体中,叶绿素a与生物量可能相关或不相关。叶绿素a与藻密度的关系将在续文中予以讨论。

浮游植物现存量表征指标间相关性研究Ⅱ:叶绿素a与藻密度

在前文研究叶绿素a与生物量基础上,本文收集国内、外有关资料,并结合潘家口水库现场围隔实验,主要从室内研究水体、野外围隔水体及天然水体三个方面,进一步探讨浮游植物叶绿素a含量与藻密度间的相关性。结果表明:实验室内藻类纯培养或共培养优势藻种稳定单一时,叶绿素a与藻密度呈显著正相关,优势藻发生变更时,二者可能相关或不相关;围隔实验水体及天然水体中优势藻种稳定单一时,叶绿素a与藻密度一般显著正相关,而藻种发生明显更替时,叶绿素a与藻密度可能相关或不相关。

深层搅拌技术在有机物污染场地原位化学氧化修复中的应用

原位化学氧化修复可以通过浅层搅拌、建井注射、直推注射、高压旋喷和深层搅拌等方式实现氧化药剂向污染土壤和地下水的投加、混合以及反应。针对有机物污染场地的水文地质、污染分布和修复目标等情况,采用深层搅拌技术进行原位化学氧化修复的设计和实施,修复后土壤中各目标污染物检出浓度较场调时的初始浓度均有明显下降且低于修复目标值。工程实践表明,深层搅拌技术适用于污染较深、污染程度较轻的有机物污染场地的原位化学氧化修复,具有工艺成熟、混合均匀、占地少、环境影响小、性价比高和修复效果好等优点,有广阔的应用前景。深层搅拌技术在场地修复领域应用时,应考虑药剂对设备及其管线的腐蚀,操作人员的安全防护,以及修复后场地的承载力等事项。

壳聚糖-沸石复合体对铜绿微囊藻的去除效果

研究壳聚糖、沸石单独絮凝除藻以及壳聚糖一沸石复合体对铜绿微囊藻去除效果。结果表明：单独使用壳聚糖，质量浓度在0．6～1．1mg／L时，对铜绿微囊藻的去除率超过90％；单独使用沸石，沸石质量浓度小于500mg／L时，对铜绿微囊藻的去除率低于40％。经壳聚糖包覆改性后，壳聚糖一沸石复合体对铜绿微囊藻絮凝去除能力大幅提高。当壳聚糖质量浓度为0．5mg／L，沸石质量浓度为6～14mg／L时，壳聚糖一沸石复合体对铜绿微囊藻的去除率达90％以上。壳聚糖一沸石复合体适用的pH值范围在5～7之间。

水泥窑协同处置技术在土壤修复中的应用进展

水泥窑协同处置污染土壤施工快、修复效果好,被广泛应用。基于工程应用案例分析,总结关键参数:投加量、投加位置与水泥熟料、尾气排放的关系,梳理了处置过程中应用的技术规范及标准。分析应用中存在的问题,主要包括:污染土壤投加比例小;缺乏进料、尾气排放及水泥产品中有机污染物的浓度限值标准;部分有机污染物未被彻底分解;重金属固化的长期效果有待验证等。展望了水泥窑协同处置技术在土壤修复中的应用前景。

燃气热脱附技术在某有机污染场地的中试应用

针对某化工厂原址的有机污染场地,我公司采用新型的燃气热脱附技术对有机污染土壤进行修复。中试结果表明:系统运行1个月后,主要污染物的去除率达到99%。该中试的实施证明了燃气热脱附技术是一项效果较好的修复技术,为今后类似有机污染场地的修复提供了工程和技术经验。

热传导热脱附尾气特性及处理案例分析

尾气处理系统是污染场地热传导热脱附技术的重要组成部分,尾气特性分析是尾气处理技术选择的基础。从温度、组成、气量、浓度等方面对尾气特性进行了分析,比较了各尾气处理技术的优缺点,结合实际修复案例提出了基于冷凝、高温氧化、活性炭吸附的尾气处理组合工艺,以期为热传导热脱附尾气处理技术的选择和应用提供一定参考。

投饵养鱼对潘家口水库围隔中浮游植物及水质的影响

2009年8月～10月在潘家口水库进行现场围隔试验,研究了投饵、投饵单养鳙鱼(Aristichthy novilis)、鲤鱼(Cyprinus carpio)及投饵混养鳙鲤鱼对浮游植物和水质的影响.结果表明,试验期间潘家口水库水体浮游植物密度维持在2.6×106个.L-1水平,氮、磷质量浓度比达112,磷是潜在的限制性营养盐.投饵和投饵养鱼围隔中的浮游植物密度显著高于对照围隔及库区水体,投饵围隔中的浮游植物密度又显著高于投饵养鱼围隔,其中以单养鳙鱼围隔最低;鳙鱼和鲤鱼可以有效控制蓝藻(Cyanophyta)增长,使围隔水体中的浮游植物优势种由蓝藻变为绿藻(Chlorophyta).投饵养鱼对水体中的浊度、高锰酸盐指数、总磷有显著促进作用;投饵和投饵养鱼围隔中总氮及溶解氧浓度显著低于对照围隔及库区水体.投饵和投饵养鱼围隔中的浮游植物密度与浊度、高锰酸盐指数、总磷呈显著正相关.

pH、溶解氧、叶绿素a之间相关性研究Ⅰ:养殖水体

利用国内、外近20年的资料和饮用水水源地潘家口水库现场围隔实验结果,分析养殖水体中pH、溶解氧(dissolved oxygen,DO)和叶绿素a之间的相互关系。结果表明,当叶绿素a平均含量低于10μg/L时,水体交换弱的夏季和秋季养殖水域水体中pH、DO与叶绿素a无明显相关甚至无相关;水体交换强的夏季和秋季养殖水域水体中pH与叶绿素a呈显著正相关,DO与叶绿素a可能呈显著正相关或无相关。但夏季和秋季现场围隔实验水体中叶绿素a平均含量低于90μg/L时,pH与叶绿素a无相关,DO与叶绿素a无明显相关甚至无相关。现场围隔实验水体及养殖水域水体中pH和DO均有明显的日变化规律,现场围隔实验水体中pH和DO呈显著正线性相关。

pH、溶解氧、叶绿素a之间相关性研究Ⅱ:非养殖水体

利用国内、外近20年的资料和饮用水水源地潘家口水库现场围隔实验结果,分析非养殖水体中pH、溶解氧(DO)和叶绿素a之间的相互关系。结果表明,当水体处于富营养化状态即叶绿素a平均含量高于10μg/L时,pH、DO与叶绿素a呈显著正相关。当叶绿素a平均含量低于10μg/L时,水体交换强或有机重污染的天然水体中DO与叶绿素a无明显相关。pH和DO均有明显的日变化规律,且二者呈显著正线性相关。

投饵养鱼对潘家口水库水质影响围隔试验Ⅰ:氮素

在潘家口水库设置投饵(1#)、投饵单养花鲢(2#)、投饵单养鲤鱼(3#)、投饵混养花鲢和鲤鱼(4#)和空白对照5个围隔及水库背景水体,研究投饵养鱼对水体富营养化关键性因子氮素的影响。结果表明,潘家口水库是"富氮"型水体且硝态氮含量占总氮的70%左右;试验期间水库水体和对照围隔中总氮、溶解性总氮和硝态氮浓度显著高于投饵围隔,氨氮和颗粒态氮浓度则低于投饵及投饵养鱼围隔(p<0.05);与只投饵围隔相比,养殖花鲢和鲤鱼均可显著性降低颗粒态氮和总氮浓度,但养殖花鲢或鲤鱼围隔总氮、氨氮、硝态氮浓度无显著性差异。试验结束后,捕捞围隔中花鲢、鲤鱼,经过称重和营养盐含量分析,结果发现鲤鱼增重明显大于花鲢。假定单位质量鱼肉含氮量不随鱼体生长而改变,则收获2#、3#和4#养鱼围隔中的鱼去除的氮分别占投放饵料中氮含量的3.31%、30.05%和21.18%,鲤鱼对鱼饵利用效率远高于花鲢。续文将讨论围隔试验中磷素的变化。

投饵养鱼对潘家口水库水质影响围隔试验Ⅱ：磷素

前文讨论了投饵养鱼对潘家口水库水体中氮素的影响，本文进一步阐述围隔试验中，投饵养鱼对磷素的影响。结果表明，潘家口水库是典型的“磷限制”型水体，总氮和总磷质量浓度比高达112，投饵养鱼极大降低了水体中氮磷质量浓度比，试验结束时投饵养鱼围隔氮磷质量浓度比介于2．60～5．63；试验期间，投饵围隔中总磷、溶解性总磷和溶解性正磷酸盐质量浓度随时间变化一致，其质量浓度高低排序相同：投饵〉投饵单养花鲢〉投饵混养花鲢和鲤鱼〉投饵单养鲤鱼，除投饵单养鲤鱼围隔，其余围隔中各形态磷质量浓度均显著高于对照围隔和水库水体。然而，颗粒态磷质量浓度顺序为：投饵〉投饵单养鲤鱼〉投饵混养花鲢和鲤鱼〉投饵单养花鲢。假定单位质量鱼肉含磷量不随鱼体生长而改变，则捕捞可去除的磷素量分别是92．4mg（2#）、995．5mg（3#）和714．7mg（4#），分别占投放鱼饵总磷的0．5％、4．1％和3．1％。