土壤气相抽提技术去污规律及土层压力变化特征分析

土壤气相抽提(SVE)技术可有效去除包气带土壤中挥发性有机污染物(VOCs),是一种经济高效的土壤原位修复技术.对北京市某化工厂内进行SVE技术的现场应用,去除污染土壤中的VOCs,研究污染物的消减规律以及土层压力的变化特征.结果表明,抽出气体的污染物浓度随SVE的运行不断降低,群井抽气初期,VOCs浓度迅速下降,之后...     

南方某典型矿冶污染场地健康风险评价及修复建议

矿区及周边土壤重金属污染不容忽视,砷、镉和铅等对周边人群造成较高的健康风险隐患。以南方红壤区某铅锌冶炼矿区污染场地为研究对象,开展危害识别、暴露评估、毒性评估及风险表征,并讨论场地修复目标值与修复技术。结果表明:土壤受到重金属复合污染,关注污染物为四类重金属,包括铅、砷、镉和锌,集中于表层土壤(0~0.6 m),并呈现空间分布规律性;场地未来用地类型为工业用地,对比污染物(不包括铅)各层(第1层0~0.3 m、第2层0.3~0.6 m、第3层0.6~1.0 m)风险表征值,污染物(砷、镉)存在致癌风险与非致癌危害,研究区重金属污染累积风险水平不可接受;分析风险控制值及国内外相关标准限值等,初步建议砷、镉和铅的修复目标值分别为13.41、21.50和600 mg·kg~(-1);同时,针对场地污染现状及健康风险,建议源控制与修复技术并用,并与当地工业园区建设统筹开展。     

关于制定地下水修复目标上限值(风险管制值)的建议

修复目标值是评判场地修复是否合格以及修复后地块能否安全利用的唯一标准,因此制定合理的修复目标值对于污染场地修复治理和安全利用起着至关重要的作用。大部分污染场地需要同时进行土壤和地下水修复,生态环境部发布了《建设用地土壤污染修复目标值制定指南(试行)》,然而地下水修复目标值制定的指南标准尚未发布。少数项目制定的地下水修复目标值过于宽松,无法保障地块的风险可控和安全利用。因此,建议借鉴土壤环境管理的思路,制定一个类似于“土壤管制值”的“地下水修复目标上限值(风险管制值)”。该值的制定不能只基于风险评估计算的结果,而应充分考虑每种污染物各自的理化性质、迁移转化归趋机制、环境赋存特征、健康和环境风险、国外同类标准的取值、检测方法的准确度和成本、经济社会承受能力等因素,力争做到合规合法、科学严谨、综合平衡。     

磷酸盐稳定化修复锌污染土壤小试和工程效果评估

采用磷矿粉和某商业药剂为主要稳定化修复材料,针对某典型锌污染场地(包括锌污染土壤和工业废渣)开展实验室小试、稳定化修复工程和长期跟踪稳定化效果评估。结果表明:采用磷矿粉+熟石灰组合对锌污染土壤和建筑废渣具有长期稳定并大幅降低污染介质中锌浸出浓度的效果,实验室小试时投加比为2%时,锌的浸出可完全满足场地修复目标值25 mg·L~(-1)的浓度限值;在现场施工时,为保守起见,设定稳定化药剂投加比例4%,在稳定化过程中,pH变化趋势为逐渐升高到11左右,然后降低稳定至7.0左右,废渣和污染土壤中锌浸出分别为0.2 mg·L~(-1)、0.05 mg·L~(-1)以下;稳定化修复后450 d,再次采样测定锌的浸出和pH,结果分别为低于0.2～2.0 mg·L~(-1)和7.3左右,完全达到预期长期稳定化效果。实验室小试和稳定化工程结果可为后续锌污染场地治理修复提供技术参考和借鉴。     

射频加热强化土壤气相抽提技术的应用

热强化土壤气相抽提技术是一种高效的土壤治理技术,广泛应用于包气带土壤中挥发性有机污染物的去除。在天津某有机污染场地开展射频加热强化土壤气提技术应用研究,研究了射频阳极连接方式对场地加热效果的影响,并考察了该技术对实验场地的实际修复效果。结果表明,射频阳极采用并联方式连接对场地的加热效果较好,加热10 d后,场地温度升高约40℃;随着SVE系统工作时间的延长,场地温度逐渐下降,土壤气中TVOCs的浓度逐渐下降;经过约2个月的修复,中浅层土壤中污染物的总去除率约90%,氯仿去除率达95%,深层土壤中的污染物去除率约64%。     

土壤气相抽提法去除红壤中挥发性有机污染物的影响因素研究

土壤气相抽提技术(SVE)是一种安全、经济、高效的土壤治理技术,广泛应用于不饱和土壤中挥发性有机污染物的去除.本实验以我国南方典型土壤红壤(粘性较大的土壤)为实验土样,选用最常见的挥发性有机物苯作为污染物,采用一维土柱通风模拟SVE过程,研究了通风流量、土壤含水率以及间歇操作对苯污染红壤去污过程的影响.结果表明,在各土柱垂向气相中苯浓度变化趋势一致,通风初期浓度迅速降低后进入长时间的拖尾阶段,拖尾阶段初期进行间歇操作可降低能耗达到较经济的治理效果.通风流量与土壤含水率是影响净化时间和修复效果的重要因素,两者均存在最佳值.当通风流量为600 mL/min,含水率为17.2%时本实验净化时间降低为36 h,去除率为99.9%,达到了最佳的治理效果.     

烃类污染土壤热强化气相抽提技术的脱附动力学

为研究烃类污染土壤热脱附净化效率的影响机制,采用热强化气相抽提技术(soil vapor extraction,SVE)处理烃类污染土壤,探讨了通气速率、抽提气中水蒸气的浓度(gas water content,GWC)、土壤含水量(soil water content,SWC)对热强化SVE处理效率的影响,并采用LDF和Freundlich动力学方程对脱附处理过程进行了拟合。结果表明:在120℃的条件下,以通气速率80 mL·min~(-1)、GWC 15%和SWC 10%为最优处理工艺,气体在土壤空隙中间的传质速率加快,能明显缩短热强化SVE的处理时间;通气速率从40 mL·min~(-1)提高到80 mL·min~(-1)时,处理时间从425 min缩短至350 min;GWC从0%增加到15%时,处理时间从350 min缩短至105 min;GWC从15%增加到25%时,处理时间从105 min延长到240 min;当SWC为10%时,热强化处理时间缩短至290 min;当SWC从10%增加到15%时,处理时间从290 min延长至390 min。通过分析可知,LDF方程适合简单条件下(通气速率)的拟合,当通气速率为80 mL·min~(-1)时,偏差率为4%。Freundlich方程更适合复杂(土-水-气)体系下的拟合,GWC为15%时偏差率为3.8%,SWC为5%时偏差率为2.6%。以上结果可为开展热强化SVE处理烃类污染土壤研究提供参考。     

上海市某污染场地土壤异位化学氧化修复方案设计

上海市某钢材剪切厂生产过程中机油泄漏等原因导致遗留场地被石油烃(C10～C40)和苯并(a)芘污染.在对场地开展污染状况调查和风险评估的基础上,确定了场地修复工程量和修复方案.采用过硫酸盐氧化+生石灰活化的异位化学氧化技术对污染场地土壤进行修复,确定过硫酸钠和生石灰的添加量都为1.5％(质量分数),根据实际情况控制在1...     

石油降解菌的筛选优化及其对油污土壤的修复特性

分别以牛肉膏蛋白胨-布氏哈斯培养基、蓝色凝胶培养基作为初筛和复筛培养基,从石油污染土壤中筛选出2株可产生微生物表面活性剂的石油烃降解菌。并将菌株投加到油污土壤中进行修复研究,考查了不同影响因素对修复效果的影响。研究结果表明,(1)2株菌对中度石油污染土壤有较好的修复效果,向油污土壤中直接投加菌株修复70 d时对石油烃的去除率为52%;(2)向油污土壤中投加降解菌并同时补充氮营养液,修复70 d时对土壤中总石油烃的去除率可达到75%;对土壤中正构烷烃的去除率为66%;(3)与土壤的含水率及土著菌的降解效果相比,向油污土壤中投加降解菌以及补充氮磷营养液是影响石油污染土壤修复效果的关键因素。     

纳米铁原位注入技术对六价铬污染地下水的修复

纳米零价铁原位注入是六价铬污染地下水的有效修复技术之一。为验证其场地修复效果,在北京某电镀厂搬迁后的遗留六价铬污染场地,现场制备纳米铁并通过原位注入对场地内六价铬污染地下水进行原位修复现场中试研究。选取6 m×6 m实验场地,在地下水中六价铬污染浓度最高为2 mg·L~(-1)的中心点设置注射井并在四周设置4口监测井。实验结果表明,原位注入纳米铁药剂具有良好修复效果,修复后该实验场地范围内地下水中六价铬浓度均低于地下水质量Ⅳ类标准0.1 mg·L~(-1),注射井中六价铬还原率达到99%。通过对注射井及监测井地下水中pH、溶解氧、氧化还原电位等检测指标进行跟踪监测和相关性分析,发现氧化还原电位与污染物浓度变化相关性最强,可以作为污染物变化的表征因子。该中试研究结果对于六价铬污染地下水的原位修复具有重要的参考价值。     

柴油污染包气带的气相抽提影响因素

气相抽提(SVE)是一种经济、高效的土壤原位修复技术。为了研究介质、介质含水率和通风方式对SVE去除效率的影响,并探讨实验运行过程中包气带不同深度柴油浓度的变化规律,实验利用了有机玻璃柱模拟包气带环境,开展柴油污染的SVE实验。结果表明,对于不同介质,SVE去除粗砂中柴油的效率高于中砂;不同含水率,含水率为1%的粗砂中柴油的去除率大于含水率为12%的粗砂;不同的通风方式,连续通风的效率大于间歇通风。此外,不同深度介质均出现柴油浓度先升高后降低的趋势。     

异位类Fenton化学氧化在多环芳烃污染场地修复中的应用

多环芳烃作为土壤的主要污染源之一,其修复技术的研究对土壤可持续利用具有重要的意义;但目前的研究主要基于室内小试实验,对具体修复技术在实际现场中的应用少有报道。基于上海青浦区西虹桥沈海高速东侧17-02污染场地的工程实践,结合室内实验,详细地介绍了原场异位类Fenton化学氧化修复多环芳烃污染土壤施工工艺。处理结果表明:以柠檬酸为催化助剂的类Fenton化学氧化能够有效地处理场地污染土壤中的苯并(a)蒽、苯并(a)芘、苯并(b)荧蒽和茚并(1, 2, 3-cd)芘等超标污染物;修复后场地土壤各项物理指标相比修复前变化较小;同时,类Fenton氧化反应放热,修复过程中土壤微生物能够将有机柠檬酸快速降解,有效降低了化学氧化对土壤p H的影响。     

福州市蔬菜基地土壤重金属和多环芳烃的含量及其与土壤磁性指标的关系

蔬菜基地土壤污染状况与人类健康有着密切的关系。本研究对福州市蔬菜基地土壤中6种重金属和15种美国环境保护总署(US EPA)优控的多环芳烃(PAHs)污染状况进行了调查,并分析了污染物含量与土壤磁性指标间的关系。结果表明,土壤中重金属平均含量为Zn 147.0 mg·kg~(-1)、Pb 55.0 mg·kg~(-1)、Cu 45.5 mg·kg~(-1)、Cr 21.3 mg·kg~(-1)、As 16.0mg·kg~(-1)、Cd 0.6 mg·kg~(-1);PAHs的总量范围为324.3~1 838.6μg·kg~(-1)。Cu含量和PAHs总量与土壤磁化率χ都具有显著的相关性(p0.05)。PAHs特征比值和频率磁化率χfd的结果分析表明,土壤中PAHs主要来源于石油泄漏和生物质的燃烧;重金属来源复杂,为混合来源,包括人类活动排放和成土母质固有含量。污染评价结果表明,土壤中Cr和As的含量都未超标,Cu、Zn和Cd的含量均超标;参考荷兰土壤修复标准中的目标值,PAHs含量超标的土壤为11.1%,而参照我国土壤污染状况评价技术规定,PAHs含量超标的土壤为22.2%。     

基于超声波-微波耦合效应的石油烃类污染土壤的热脱附规律与参数优化

以邻二甲苯为石油烃类污染物代表,以污染土壤质量的减少量以及冷凝液质量的增加量表征土壤污染物的平均脱附效率,研究了微波-超声波耦合热源处理石油烃类污染土壤的脱附规律。结果表明,在超声波功率恒定(800 W)情况下,增大微波功率(从200 W增到400 W),能显著提升装置内反应温度(从128.3℃增到270.1℃),显示了微波较强的热效应;在微波功率恒定(350 W)情况下,增大超声波功率(从600 W增到1 400 W),对装置升温效果影响不明显(从169.4℃增加到187.9℃),表明了超声波较弱的热效应。超声波/微波耦合热源修复壤土的最优工艺参数为土水比20∶1、超声波功率800 W、微波功率350 W、辐照10 min,相应的最高污染物平均脱附率为77.28%,处理效果优于单热源条件。对于不同的土壤粒径及有机质含量,不同类型土壤的平均脱附率排序为砂土(88.36%)壤土(64.29%)黏土(52.61%);综合考虑土壤介电损耗因子、土壤比热容、土壤通透性影响的结果,土水比最优值设为10∶1;综合考虑土壤颗粒单层吸附/多层吸附作用的结果,土壤污染物浓度最优值为8%(砂土)、4%(壤土、黏土)。     

植物-微生物联合修复石油污染土壤的实验研究

筛选高效石油降解菌并考察菌株的石油降解能力,通过植物-微生物联合修复石油污染土壤室内实验,在修复过程中测定了土壤中细菌和固氮菌,碱解氮、速效磷和速效钾的含量变化,同时采用傅立叶变换离子回旋共振质谱(ESI FT-ICR MS)考察了植物-微生物联合修复效果。结果表明,菌株3#、4#的生长适应性较强,其混合菌的降解效果最好,将其混合菌液与植物进行植物-微生物联合修复不同浓度的石油污染土壤,经过150 d的温室降解,最高降解率达到73.47%。ESI FT-ICR MS分析结果表明,与空白组相比,植物组的O1、O2和N1类等化合物相对丰度都发生了显著变化,石油污染物得到一定程度的生物降解。     

PAHs污染土壤的热修复可行性

以某煤制气厂污染场地中16种US EPA优先控制多环芳烃(Σ16 PAHs)为目标污染物进行了热修复批量实验和可行性实验。热修复批量实验结果表明,当热修复温度为400℃、加热时间为8 h时,土壤中的Σ16 PAHs去除率达99.9%。热修复可行性实验选择重污染、中污染和轻污染土壤以400℃作为目标温度,恒温72 h进行实验。热修复前后不同程度污染土壤的Σ16 PAHs的总去除率均可达到99.9%,但重污染土壤浓度非常高,部分苯并类物质未达到修复目标值,需进一步延长加热时间或提高加热温度保证达到修复目标值。土壤土工参数影响分析结果表明,热修复后土壤颗粒粒径呈增大趋势,土壤稳定性、抗压强度均增强。此外,土壤中可溶性盐含量增多,盐渍化程度增大。     

表面活性剂强化电动修复石油污染土壤的机制研究

采用表面活性剂强化电动修复石油污染土壤,通过分析石油烃及其组分的变化特征,探讨了表面活性剂强化作用下污染物的去除机制.结果表明,单一电动修复处理(EK)下土壤总石油烃(TPH)的平均去除率为12.50％,用十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和聚氧乙烯月桂醚(Brij35)及其混合溶液(SDBS/Brij35)作为电解液强化电...     

生石灰强化机械通风法修复三氯乙烯污染土壤

机械通风法是一种操作简单、效果好、成本低的土壤修复技术,特别适合大型挥发性有机化合物(VOC)污染场地的土壤修复,但在环境温度低、土壤含水率高、土壤黏性大等情况下,其修复效果和修复周期会受到极大影响,且土壤中高浓度的污染物残留将严重影响场地修复目标的实现。为了解决这一问题,采用了在土壤中添加一定量生石灰的强化措施。结果表明:(1)生石灰可以显著提高机械通风法修复三氯乙烯(TCE)污染土壤的效果,缩短修复周期,降低污染物在土壤中的残留浓度。(2)生石灰对TCE的强化作用与生石灰的添加量和土壤类型有关,粉质黏土的强化效果要好于粉土和细砂,生石灰添加量越多,强化效果越好;(3)生石灰强化处理TCE的主要机制是提高土壤温度、降低土壤含水率、增加土壤通透性,促进土壤中TCE的解吸和挥发。     

响应曲面优化烃类污染土壤热强化SVE修复工艺

采用热强化土壤气相抽提技术,优化影响烃类污染土壤处理效率的参数。在单因素实验的基础上,以通气速率、土量、水蒸气浓度为考察因素,以尾气中HC浓度达到750 mg·m~(-3)时的脱附时间为评价指标,采用Design-Expert响应曲面法,考察各影响因素的单独变量作用及交互作用对土壤中烃类组分去除速率的影响,建立二次多项式模型。单因素变量、通气速率与土量的交互项均对烃类污染物的去除速率有显著影响。模型优化结果显示,热强化SVE处理污染土壤的最佳工艺为通气速率81mL·min~(-1)、土量77mL、水蒸气浓度14%,模型预测最短脱附时间213.58min,实验验证结果的平均值是224min,测定值与预测值之间相对误差为4.88%。     

石油烃在不同土壤中的气相自然衰减规律

挥发性有机物(VOCs)在包气带中的迁移扩散是土壤和地下水中可挥发污染物自然衰减的重要机制,也与蒸气入侵暴露和风险评估密切相关。采用微宇宙实验对12种挥发性石油烃(正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、环戊烷、环己烷、环庚烷、环辛烷、苯、甲苯、乙苯、对二甲苯)在4种土壤(黑土、黄土、红土、石英砂)中的气相自然衰减机制和气态生物降解动力学规律进行了研究。结果表明,正构烷烃、环烷烃和苯系物蒸气在4种土壤中的气相自然衰减去除率都遵循黑土>黄土>红土>石英砂的规律;黑土中生物降解对污染物去除率的贡献高于黄土,而红土和石英砂中的生物降解速率极低;4种苯系物的自然衰减和生物降解潜力远高于正构烷烃和环烷烃;苯系物气相生物降解速率排序为：甲苯>苯>乙苯>对二甲苯。本研究结果可为蒸气入侵定量风险评估和石油污染场地自然衰减速率定量评估提供参考。