有機(jī)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(jī)污染問題開始逐漸浮出水面，有機(jī)污染土壤的修復(fù)成了人們關(guān)注的問題。美國有機(jī)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(jī)污染土壤修復(fù)的常用技術(shù)，并比較了各項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。同時(shí)，介紹了美國超級基金污染場地修復(fù)的四個(gè)典型案例，以期為我國有機(jī)污染土壤修復(fù)工作提供借鑒。

土壤的有機(jī)污染問題是*范圍內(nèi)廣泛關(guān)注的環(huán)境問題之一。土壤中有機(jī)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(jī)物釋放到土壤環(huán)境中，包括芳香化合物、多氯代有機(jī)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(jī)污染物造成的土壤污染問題，并進(jìn)行有機(jī)污染土壤修復(fù)技術(shù)的研究。

美國自20世紀(jì)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(jì)清理有害土壤、廢棄物和沉淀物1億多m3，涉及有機(jī)污染物的場地超過總場地的60%。近年來，我國開始逐漸意識(shí)到有機(jī)污染土壤的危害，大力發(fā)展有機(jī)土壤修復(fù)技術(shù)，開展有機(jī)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(jī)物污染土壤修復(fù)的常用技術(shù)，和美國有機(jī)污染土壤修復(fù)的典型案例，為我國有機(jī)污染土壤修復(fù)工作提供借鑒。

1 有機(jī)污染土壤修復(fù)技術(shù)

有機(jī)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(jī)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(jī)物的降解中，其對低揮發(fā)性有機(jī)物和有機(jī)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(jī)物、非鹵代的半揮發(fā)性有機(jī)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(xiàng)技術(shù)會(huì)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(fèi)用。

微生物修復(fù)技術(shù)常用于降解土壤中的石油烴，這項(xiàng)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(shí)，應(yīng)根據(jù)污染物和土壤性質(zhì)、處理時(shí)間、成本等因素進(jìn)行全面比較。

2 有機(jī)污染土壤修復(fù)案例

2.1 土壤氣相抽提項(xiàng)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(gè)化學(xué)武器制造中心，位于科羅拉多州的科默斯市。這一兵工廠由美國于20世紀(jì)末設(shè)立，生產(chǎn)常規(guī)兵器和化學(xué)兵器，其中包括白磷、芥子氣、路易氏劑和氯氣。1984年，美國對落基山兵工廠的污染情況進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)場地內(nèi)存在多種污染物，包括有機(jī)氯農(nóng)藥、有機(jī)磷農(nóng)藥、氨基甲酸酯類殺蟲劑、有機(jī)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(jìn)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(chǔ)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(dá)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(gè)較淺的氣相抽提井和一個(gè)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(gè)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(gè)蒸汽監(jiān)測井，用于評估SVE系統(tǒng)的性能。