北京市污染场地土壤修复工程实证分析

为探究区域尺度污染土壤修复特征,以北京市2006~2021年51个污染场地修复工程为基础,对修复技术与方量进行统计,利用物质流方法探究污染土壤与污染物通量及归趋,并以因子法估算修复行为产生的碳排放.结果表明:北京市2006~2021年修复污染土壤819.18万m^(3),其中有机、复合、无机污染土壤分别占88.13%、10.23%和1.64%;修复技术以异位为主,方量占82.92%;修复后土壤去向主要为异地填埋(46.02%)和资源化利用(35.18%),而原位修复(15.25%)、风险管控(1.83%)以及原场回填(1.72%)占比较小;修复6类特征污染物共计9943.70t,其中苯系物239.89t、氯代烃1502.12t、多环芳烃510.36t、石油烃4908.52t、重金属2768.33t、农药类14.48t;修复行为排放CO_(2)58.34万t,排放强度逐步下降.建议1)保障修复效果前提下,优先低碳修复技术及资源化利用模式;2)减少区域土壤修复特征污染物的扰动和输送通量,降低能源、材料等投入消耗;3)精细构建区域场地修复可持续度评估方法,构建土壤资源永续利用的强可持续修复管理模式.

中国北方碱性农田土壤镉污染修复:现状与挑战

中国土壤镉污染面积广、程度深,但针对于我国北方碱性农田土壤镉污染治理的理论研究及技术研发却较为薄弱。基于VOSviewer软件,分析了近20年来国内外关于碱性土壤镉防控领域的研究方向、主推技术与国际研究格局。在此基础上,系统梳理了碱性土壤中镉的转化过程及影响因素,结合原位化学钝化技术、植物修复和农艺调控措施,进一步总结了碱性土壤镉治理的科学与技术问题。我国碱性农田镉污染治理面临关注度不高、技术研发滞后以及转化困难、土壤-作物(小麦)镉吸收机制不清晰等诸多问题。因此,亟需提高碱性农田土壤镉污染防治的重视程度,研发、试点具有针对性的技术推广模式,构建土壤-作物(小麦)镉精准防控体系,以推动碱性土壤镉污染修复技术与理论的发展及粮食的安全生产。

典型焦化污染场地多技术联用治理工程应用案例分析

典型焦化污染场地具有明显的多环芳烃和重金属复合污染特征,单一修复技术往往难以完成治理。多技术联用修复焦化污染场地土壤已开展了应用实践,但联用技术适用的场地污染特征和工程技术问题还鲜有报道。焦化场地多环芳烃和重金属主要分布在浅层土壤中,复合污染普遍,但2类污染物互相作用影响小,适合采用以土壤淋洗为核心的联用修复技术,其具有节省修复周期和成本的工程应用优势,二次污染防治是其技术难点,未来可发展土壤淋洗+化学氧化+生物修复联用技术,进行绿色修复。

原位电加热技术修复有机磷农药污染场地的中试研究

本文选取华北某有机磷农药污染场地作为研究对象,采用原位电加热技术对该场地开展中试研究。结果表明,原位电加热技术对有机磷农药污染场地的修复效果显著,土壤中污染物的去除率超过99.9%,均可达到修复目标值。土壤温度变化规律显示,土壤升温过程可分为平稳升温期、潜热瓶颈期和快速升温期,其中平稳升温期土壤的升温速率为5℃/d,快速升温期的最高升温速率可达80℃/d。

多环芳烃类有机污染场地原位电热脱附修复工程实例

为推广有机污染场地原位电热脱附修复技术,基于华东某退役化工厂污染场地应用原位电加热修复的工程实例,论述了场地污染特点、工程设计情况,总结了工程运行管理情况,分析了场地加热温升、污染物去除效果、修复技术优势等。工程运行结果表明,加热运行250 d后,场地土壤的温度整体达到300℃以上,多环芳烃(PAHs)去除率达到99.99%以上,修复后土壤中PAHs浓度低于修复目标值。同时工程运行期间场地无明显异味。

表面活性剂淋溶-化学氧化处理焦化场地高环多环芳烃污染土壤

为了探究表面活性剂淋溶-化学氧化技术对焦化场地有机污染土壤的修复效能,以安徽某焦化场地多环芳烃(PAHs)污染土壤为实验对象,分析了表面活性剂浓度、液固比、淋溶时间和淋溶次数等工艺参数对淋溶效果的影响,在优化工艺参数的基础上,进一步研究了化学氧化对PAHs的去除效能.结果表明:1)吐温80(TW80)对PAHs污染土壤的淋溶效果优于曲拉通和鼠李糖脂,用于后续实验;2)当TW80浓度为6g/L,液固比为10:1,淋溶时间为4h时为最佳工艺参数,此时ΣPAHs的淋溶效率为43.5%;3)多次淋溶有助于提高PAHs的淋溶效率,连续淋溶3次后ΣPAHs的淋溶效率为63.3%,淋溶5次时淋溶率升高至72.1%;4)TW80淋溶5次,采用10%的H_(2)O_(2)氧化处理后ΣPAHs去除率为79.4%,而采用10%KMnO_(4)氧化处理后ΣPAHs去除率为81.2%,其中苯并[a]芘去除率为98.3%;5)TW80淋溶处理后,H_(2)O_(2)或KMnO_(4)氧化处理均能提高PAHs的去除效率,淋溶5次+1%H_(2)O_(2)和淋溶3次+1%KMnO_(4)处理后苯并[a]芘含量分别为0.39和0.46mg/kg,均满足《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 36600-2018)第一类用地筛选值要求;6)表面活性剂淋溶+化学氧化技术对PAHs去除效果良好,该技术在PAHs污染土壤修复具有潜在的应用前景.

氧化铁矿物在微波修复多环芳烃污染土壤中的作用机制

多环芳烃(PAHs)是焦化污染场地中常见的污染物.微波修复具有加热均匀、能耗低、耗时短的特点,在土壤修复中有较好的应用前景.该研究选择氧化铁矿物含量低的污染土壤作为试验对象,分别添加10%的针铁矿、赤铁矿和磁铁矿,对添加前后土壤的吸波性能、升温特性及PAHs去除率进行研究,评价氧化铁矿物在微波修复PAHs污染土壤中的作用.结果表明:土壤中加入氧化铁矿物能够改善其吸波性能,提高复介电常数、复磁导率的实部值和复磁导率的虚部值,最大增幅分别为31.79%、12.24%和73.91%.氧化铁矿物的加入使得土壤产生自由基,促进土壤极化现象,增强吸波能力.氧化铁矿物还能够改善土壤的升温特性,当微波功率为600 W时,添加了针铁矿、赤铁矿、磁铁矿的土壤所达到的最高温度分别是原土壤的1.23、1.10和1.07倍.随着温度的升高,PAHs去除率随之升高,分别是原土壤的1.45、1.31和1.48倍.研究显示,氧化铁矿物的添加能够提高微波修复PAHs的效能.

天津某复杂有机污染地块原位热脱附修复技术中试研究

针对受到挥发性有机物、农药污染形成的复杂有机污染地块,采用原位热脱附修复技术开展中试试验,研究该技术在低渗透区(以粉质黏土/黏土为主)、污染程度复杂、污染严重条件下的技术有效性,同时研究该技术使用过程中的升温规律及影响半径。结果表明,原位热脱附前期,位于加热井所构成正三角形的中心点的测温井以5℃/d的速率升温,当土壤温度到达95~100℃,进入潜热阶段,此时土壤中水分大量汽化,当升温达到100℃左右时,土壤中毛细水未完全去除,升温进入瓶颈期;综合考虑该地块原位热脱附的影响半径为1.5 m。

天津市污染地块土壤与地下水修复实证分析

以天津为研究区域,通过分析修复特征、污染物归趋、技术应用以及修复碳排放揭示了修复行为在区域尺度的影响.结果表明,2015~2021年7a间全市修复工业污染地块44个,修复污染土壤878.81万m^(3),修复地下水污染地块20个,面积106.64万m^(2),未来修复体量仍保持上升状态;修复土壤类型以有机污染为主,修复6类典型污染物40270.48t;修复技术呈现异位向原位过渡趋势,其中原位化学氧化、阻隔与抽出处理分别在土壤与地下水修复中应用频次最高.7a间土壤修复碳排放总量与碳排放强度分别为125.39万t和0.14t/m^(3),地下水也依赖于高碳排放因子修复技术,整体修复可持续度有待加强.本研究测算结果具有一定不确定性,其中土壤中的污染因子平均浓度与修复技术碳排放因子对于物质流和碳排放等结果影响较大.建议加强区域层面污染土壤与地下水绿色可持续修复评估体系研究,提升污染受体物质流动态追踪水平与统筹管理能力,探索滨海相地质条件下可持续风险管控体系.

安徽某焦化污染场地生物泥浆反应器中试研究案例

多环芳烃(PAHs)尤其是高环PAHs作为焦化污染场地的特征污染物,是一种高毒性、难降解的污染物。生物泥浆生物反应器技术由于具有较高的可调控性,且对难溶解有机物的去除效果好,是一种具有工程化前景的土壤修复工艺。采用自主研发的1 m3泥浆反应罐和商业化的PAHs降解菌剂,在代表性污染土壤进行中试试验,探索了接种菌剂后微生物群落结构变化、优化含固率和微生物反应关键参数的波动范围。结果表明:微生物在营养物质的刺激下,第3~6周快速增殖,其中Hydrogenophaga、Sphingomonadaceae、Pseudomonas等菌属增殖明显,可能参与了PAHs的降解;具有代表性的高环PAHs污染物苯并[a]蒽、苯并[b]荧蒽、苯并[a]芘浓度从几倍于GB 36600—2018《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》一类建设用地的管控目标值降至修复目标值以下。针对国内缺少实际场地中试规模数据的问题,获得可靠的泥浆反应器运行数据,有助于推动泥浆生物反应器技术在国内向工程化规模扩展。

某退役磷化工场地重金属及氟化物复合污染土壤异位固化/稳定化修复试验研究

针对某退役磷化工场地重金属及氟化物复合污染土壤,开展异位固化/稳定化修复效果试验研究。对测试土壤样品分别采用固化/稳定化药剂A-Ⅰ、A-Ⅱ、A-Ⅲ、A-Ⅳ、A-Ⅴ投加不同比例(3%、5%、7%)进行多组试验,对修复前后土壤进行浸出毒性分析,以评价固化/稳定化药剂类型、药剂投加比等特性与污染土壤修复效果之间的差异。结果表明:A-Ⅰ、A-Ⅱ系列药剂对重金属及氟化物复合污染土壤有较好的固化/稳定化效果,A-Ⅲ对重金属污染土壤固化效果显著。

原位热传导脱附技术修复有机污染土壤的传热传质机理研究进展

对原位热脱附技术中的热传导脱附技术(TCH)修复有机污染场地的土壤传热传质机理进行了分析和总结,梳理了基于多孔介质的热湿迁移理论,分析了影响温度场分布的相关因素。介绍TCH应用概况及热脱附过程中污染物的脱除机制,从理论与脱附过程出发,在总结相关内容的基础上提出展望。未来应进一步完善相关理论研究,提高模型精度,强化地下水污染物迁移机制研究并完善地下水污染物处理方法,探索节能降耗方案以提高技术经济性。

重金属污染土壤淋洗技术的基础研究与工程应用进展

随着城市结构调整,工业企业易地搬迁后遗留下大量污染场地,严重威胁人居环境,亟待开展土壤修复。土壤淋洗技术具有工艺简单、处理范围广、修复效率高和治理费用相对低廉等优点,是目前修复重金属污染土壤最有效的技术之一,同时对于有机物污染土壤也具有显著修复效果。经过大量资料、文献调研,系统梳理土壤淋洗技术在国内的研究现状,结合实际工程案例,重点分析异位土壤淋洗设备的典型工艺技术路线,进而提出未来土壤淋洗技术的基础理论研究和工程应用发展方向,以期为中国重金属污染土壤淋洗技术的推广和应用提供参考。

热脱附技术在修复石油烃污染土壤中的应用研究

采用热脱附技术处理实际石油烃污染土壤,考察影响热脱附效率的影响因素,并结合工程实际,初步确定热脱附技术的最优工艺参数。实验结果表明,热脱附技术可有效修复石油烃污染土壤,其中加热温度、停留时间是影响修复效果的关键因素。相同热脱附条件下,石油烃组分相对分子质量越大,饱和蒸气压越低,与土壤有机质结合能力越强,越不易脱附。当加热温度为150℃时,随着停留时间的延长,不同石油烃组分的热脱附效率各有增减,总体变化不大。停留时间为10 min,加热温度为150~300℃时,各石油烃组分的热脱附效率随加热温度的升高而增大。加热温度达到300℃及以上时,土壤中各石油烃组分的含量均低于检出限。通过正交实验设计筛选热脱附技术工程应用的最佳运行参数为加热温度250℃、停留时间15 min,土壤热脱附处理后总石油烃为513 mg/kg,可满足建设用地土壤环境质量要求。

污染土壤修复中心的发展现状及方向展望

污染土壤修复中心作为区域综合处置中心,具有修复周期短、便于多技术联合应用以及降低修复成本等优势。土壤修复中心模式在国外已有成熟应用,但在我国仍处于探索阶段。本文介绍了我国土壤修复行业的发展现状及趋势,梳理了国内外土壤修复中心的建设案例,分析了国内土壤修复中心发展的适应性、经济性和可持续性,并从政策、市场、技术和公众4个方面分析了我国土壤修复中心建设所需的支撑条件及可能遇到的问题。最后,对我国土壤修复中心的发展方向进行了展望,以期为其建设提供有益借鉴。

热修复过程中重质非水相液体(DNAPL)共沸实验

本研究开展单组分和多组分DNAPL加热实验,旨在建立热处理过程中温度与DNAPL去除之间的联系.结果表明,单组分DNAPL实验中可以观察到明显的共沸温度平台,而多组分DNAPL实验则是一段温度逐渐上升的共沸区域,两组实验中共沸时间均与初始DNAPL饱和度呈正相关.仅根据局部温度数据判断热修复进程可能会导致错误的结论,当温度结果显示共沸结束后,体系内仍残留有饱和度0.94%~1.60%的DNAPL.温度数据会受到DNAPL组成和温度监测点位置影响,它通常仅能反映局部加热情况,修复时可结合气体和土壤样品中污染物组分变化情况辅助判断修复进程.

工业地块土壤与地下水污染风险分级方法国际比较研究

当前中国工业企业用地土壤环境管理体系仍不健全,到了需要构建精准风险分级方法和管理制度体系的关键时期。梳理了各国污染地块环境风险分级管理制度、方法及工具的发展历程与应用经验,从政策背景出发,总结了各国分级分类方法在管理目标与对象、方法与内容、评价指标方面的差异及不确定性来源与优缺点。在对比国际上成熟的分级管理方法和中国重点行业企业用地风险分级方法的基础上,充分借鉴国际经验,依托国情和已有工作基础,建议在“十四五”时期从国家层面构建精准风险分级方法和管理制度框架,鼓励各省建立分区管理机制和风险分级技术,积极开发辅助分析决策支持工具,完善在产企业和关闭工业地块土壤及地下水污染风险分级管理与技术体系。

有机磷农药污染土壤的氧化及水解修复技术初步研究

以天津某农药厂有机磷污染土壤为研究对象,采用化学修复技术中的过硫酸盐氧化和碱催化水解(碱解)对污染土壤中的对硫磷和甲拌磷进行了降解修复,探讨了不同氧化剂投加量(1%、3%、5%)和不同碱解条件(pH值10.5、11.5、12.5)在不同养护时间(7 d、14 d、21 d)条件下,土壤中有机磷农药的降解效果。结果表明:化学氧化和碱解技术都能有效降解土壤中的有机磷污染物;化学氧化相比碱解技术,有机磷污染物降解效果更显著、效率更高,对硫磷和甲拌磷的氧化降解最高去除率可分别达到68.5%和78.8%,碱解降解最高去除率分别为48.5%和43.9%;化学氧化的最佳养护时间为7 d,碱解的最佳养护时间为14 d。

烟煤掺混对污泥电脱水性能的影响

为推进污泥焚烧资源化利用进程,本文采用烟煤对活性污泥进行掺混,然后对掺混污泥的电脱水性能进行了研究,考察了掺混污泥在电脱水过程中的理化性质、有机性质和低位热值的变化。结果表明:污泥的脱水量随烟煤掺混量的增加呈先增大后减小的趋势。最佳煤粉掺混量50%污泥干重时,掺混污泥的含水率由81%±0.8%降至50.1%±0.6%,脱水时间较无掺混缩短30.8%;烟煤掺混可提高泥饼的电导率和欧姆热效应,从而提高脱水效率。污泥含水率与亲水性氨基酸苏氨酸、丝氨酸、组氨酸、谷氨酸及疏水性氨基酸缬氨酸的含量呈高度相关(|r|>0.883,p<0.05)。烟煤掺混后电脱水可降低泥饼亲水性氨基酸和含氧官能团含量,提高污泥疏水性能。掺混污泥电脱水后泥饼的低位热值较无掺混电脱水处理提高60%以上,有助于后续污泥和煤混烧资源化利用。

超声辅助热化学清洗法处理含聚重质油泥及其清洗特征研究

采用超声辅助热化学清洗法对含聚重质油泥(原油组分为重质油的含聚油泥)进行处理,优化了工艺参数,考察了处理前后油相组分的清洗特征,采用热重-差示扫描量热(TG-DSC)、XRD、FTIR等技术手段对处理前后的油泥进行了表征。结果表明:在清洗剂中硅酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)与十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的质量比3∶2∶1、清洗温度80℃、清洗剂质量浓度4.5 g/L、清洗剂溶液与油泥质量比7.5∶1、清洗时间1 h、超声温度50℃、超声功率640 W、超声时间15 min的条件下,经处理后,含聚重质油泥的清洗效率为84.75%;超声辅助热化学清洗法对油泥油相中饱和烃、芳香烃、胶质和沥青质四组分的洗脱率分别为87.28%,88.32%,74.37%,74.78%;重质组分的黏度大、极性强、与油泥基质表面的吸附作用强,较轻质组分难洗脱;经处理后,油泥中的大部分饱和烃和芳香烃类物质被去除,而晶相矿物组分未发生变化。