城市工业污染场地修复技术筛选方法探讨

近年来,随着城市化进程加速和产业结构调整,因城市工业企业搬迁而遗留的污染场地已成为制约中国土地资源再利用的新环境问题。面对不断涌现的城市工业场地污染问题,如何筛选出适宜的修复技术进行场地修复已成为中国城市土地资源安全再利用的关键。分析了中国城市工业污染场地的产生及污染特征,概述了中国城市工业场地污染的修复研究现状,并参考美国的场地污染修复经验,提出了适用于中国的城市工业污染场地修复技术选择基本流程,探讨了运用决策矩阵对修复技术进行筛选的方法,最后在此基础上提出了城市工业污染场地修复技术的发展建议。     

基于PROMETHEEⅡ法的污染场地土壤修复技术筛选及应用

依据当前污染场地土壤修复技术特点以及场地特征,构建4层12指标21方案的污染土壤修复技术决策分析结构,运用多属性决策分析方法——PROMETHEEⅡ偏好排序法,对当前场地修复技术以及典型场地条件进行了客观分析和综合评价,实现基于具体修复目标的污染场地土壤修复技术择优筛选,并采用该方法对虚拟特定污染场地的土壤修复技术筛选进行了实例应用。这为污染场地的治理和修复提供了方法依据和理论参考。     

铬渣污染场地污染状况研究与修复技术分析

选取某一化工厂铬渣堆放场地作为典型铬渣污染场地,对其钻孔并采集不同深度土壤和地下水样品进行分析。研究发现,该铬渣污染场地存在很严重的土壤和地下水污染。污染物地表扩散较小,剖面扩散很严重,污染深度达6 m,不同特性土壤对六价铬的截留作用不同。在此基础上,归纳总结了国外常用铬渣污染场地修复治理技术的优缺点,并提出具体污染场地修复技术的选取应该根据勘探情况选择合适的某些技术组合。     

某典型化工污染场地土壤修复方案研究

以典型化工污染场地为研究对象,构建适合该场地的修复技术筛选体系,筛选最佳修复方法。根据特征污染筛选结果、场地修复目标及业主需求等因素,通过室内模拟实验、施工现场微调等方法,确定污染场地最优修复方案。结果表明,作为Cd、苯并[a]芘复合污染场地,根据筛选体系结合Topsis法进行评估,确定场地修复技术为异位化学淋洗。运用响应曲面法,采用BoxBehnken设计多因素实验进行室内模拟,确定最佳修复条件。采用0.6mol/L柠檬酸与20g/Lβ-环糊精进行复配的淋洗剂,在pH=3.0、淋洗温度35.00℃、液固比(淋洗剂与土壤的体积质量比)6.00mL/g、搅拌强度320.00r/min下,淋洗4次,每次淋洗3.4h,对某化工污染场地进行修复,修复后土壤中Cd、苯并[a]芘的去除量分别为69.88、39.20mg/kg,去除率分别达80.14%、70.50%,达到预期修复目标。     

基于风险的中国污染场地管理体系研究

在分析借鉴国外污染场地管理框架体系的基础上,结合中国近几年在污染场地法律法规及标准建设方面的经验以及各地的管理实践,提出了建立基于风险的中国污染场地管理模式、管理技术程序、层次化的风险评估方法,以及相应的标准体系构想。     

基于AHP的POPs污染控制技术评价方法研究

POPs污染控制技术的引进和推广是削减POPs排放的重要手段,对最大限度地控制我国POPs污染,提升国家履行《斯德哥尔摩公约》的能力具有重要意义。为了筛选出适合我国发展需求与经济水平的技术,在对POPs污染控制技术进行分类研究的基础上,基于层次分析法（AHP）建立了POPs污染控制技术综合评价指标体系和评价方法。同时,选择钢铁行业的两种烟气POPs控制技术进行案例分析,证明了建立的评价方法具有较好的可行性。此外,评价结果表明,高炉煤气干式除尘余压压差发电技术优于转炉煤气干法烟气除尘及尘泥压块技术,应优先考虑在钢铁行业进行应用与推广,以提升行业POPs污染控制能力。     

重金属污染场地修复技术的专利计量分析

为探明国内重金属污染场地技术的发展现状,通过筛选和计量分析国家知识产权局综合服务平台的数据库和中国知识资源综合数据库等数据源中2002—2019年申请并公开的重金属污染场地修复技术专利,研究了我国重金属污染场地技术的专利发展现状。结果表明,国内重金属污染场地修复技术的专利发展可分为4个阶段,2013—2017年发展迅猛,平均增长率为66项·a⁻¹,2018年至今发展渐缓;全国区域范围内,江苏省、北京市、广东省、湖南省的专利数量占据优势,镉、铬、铜、铅、锌的污染场地修复技术发展比较成熟。根据技术类型,分析了各项技术的发展趋势,并综合适用对象范围、研究机构数量、公开专利数量及年份变化趋势等进行了评估,结果表明,发展比较好的修复技术包括固化/稳定化修复技术、淋洗修复技术和物理修复技术。其中,固化/稳定化修复技术的主体地位优势仍然十分明显,研究重点逐渐倾向于以废治废,降低药剂成本,实现绿色修复。     

基于REC模型的污染场地修复决策支持系统的研究

REC模型在污染场地修复决策支持系统中应用广泛且较为成熟.该模型从风险降低(Risk reduction)、环境效益(Environmental merit)和修复费用(Cost)3个方面分析备选修复技术的综合效益,可以更客观地评估备选修复技术的优劣.阐述了污染场地修复决策支持系统的原理,详细介绍了REC模型评估方法,...     

高原地区铬渣污染场地污染特性研究

在我国高原地区某铬渣污染场地进行钻孔取样,分析场地工程地质特性,对场地铬的污染状况及空间分布特征进行研究。结果表明:场地地质结构较单一,地下水丰富,土质的渗透性强,渗透系数在1.78×10-3~0.243 cm/s之间;场地铬污染严重,总铬与六价铬的浓度最大值分别为22 485.6 mg/kg和7 495.2 mg/kg,地下水中六价铬的浓度最大值为107.2 mg/L;通过剖面铬浓度分析:铬在纵向上浓度分布受土壤质地的影响,均呈现表层4 m浓度较高,4 m以下浓度较低且变化较小的规律。由Kriging插值法绘的铬浓度分布等值线图可清晰看出场地表层土表现出向沟谷位置迁移趋势,地下水中残留的铬向地下水流场方向迁移。     

铬污染场地渣土混合物的化学还原修复

针对目前铬污染场地表层重污染铬渣混土难处理的问题,选用河南义马某铬盐厂铬渣堆场表层渣土混合物为研究对象,在分析其理化特性的基础上,研究CaS4、FeSO4·7H2O和葡萄糖3种还原药剂对Cr(VI) 的还原效率,通过改变药剂投加量、反应体系pH、反应时间等条件,优化修复工艺参数。结果表明,3种还原药剂对渣土混合物的最佳还原效率大小为CaS4(98.50%)>FeSO4·7H2O(72.21%)>葡萄糖(51.45%)。CaS4还原修复渣土混合物的最优工艺参数为：药剂投加量为还原反应理论当量的2倍,体系pH在3～9,反应时间0.5 h。     

电动力耦合PRB技术修复POPs污染土壤

针对传统电动法修复土壤中持久性有机污染物（POPs）效率较低的问题,研究了电动力耦合渗透性反应墙（PRB）技术以提高污染物去除效率。以菲和2,4,6-三氯苯酚为目标污染物,铁碳混合物作为PRB填料,通过预实验确定了污染物的迁移方向及PRB的设置位置（靠近阴极）,探究最佳修复时间和电压梯度下人工配制模拟污染土壤中目标污染物的去除效果。结果表明：菲和2,4,6-三氯苯酚都是随着电渗流从阳极向阴极进行迁移。在电压梯度为1 V·cm-1,控制铁碳PRB的pH为4,铁碳质量比为6∶1的条件下,经过15 d的修复,菲总去除率可比传统电动力技术提高69.86%,2,4,6-三氯苯酚总去除率可比传统电动力技术提高71.53%。研究表明,电动力耦合PRB比传统电动力技术有明显的优势,在修复有机污染土壤方面具有良好的发展前景。     

石油污染土壤生物通风修复及其强化技术

处理石油污染土壤的诸多方法中 ,生物通风法是一种很有效的治理方法。本文通过对生物通风法的技术、经济分析 ,得出该方法的可行性。另外 ,还介绍了生物通风的强化技术。     

Remediation of waters contaminated with pentachlorophenol

We describe a simple method of remediating waters contaminated with pentachlorophenol (PCP), which involves filtering the water through clean soil. The filtrate is contaminant free and no PCP can be extracted from the soil. If the soil it treated with dilute acid, the filtrate is still contaminant free but 28.7% of the PCP can be extracted from the contaminated soil. Irradiating the soil with microwave energy either destroys or binds the PCP to the soil irreversibly such that none can be extracted after long periods of time.     

表面活性剂对焦化污染土壤中多环芳烃淋洗修复研究

异位土壤淋洗是一种高效修复污染土壤技术。以孝义市某焦化厂污染土壤为研究对象,采用批处理实验,探究表面活性剂曲拉通-100(TX-100)、吐温80(TW80)、烷基糖苷(APG)作为淋洗剂对土壤中16种多环芳烃(PAHs)的淋洗效果,并以TW80为代表,考察了淋洗剂浓度、淋洗时间、pH以及淋洗方式对污染土壤中PAHs的去除效果。结果表明,TW80、TX-100和APG对土壤中16种PAHs的总去除率分别为25.67%、18.89%和16.77%。TW80作为淋洗剂,3环PAHs的去除率低于高环(3环)PAHs,主要与焦化污染土壤中以3环PAHs为主有关;高环PAHs随着环数的增加,去除率降低。焦化污染土壤中PAHs的去除在240min达到平衡;大部分PAHs去除率随TW80浓度的增加而增大;pH可不作调整;在TW80用量相同情况下,建议采用单次淋洗。     

多相抽提技术在化工污染地块修复中的应用潜力

多相抽提(MPE)技术是采用真空抽取污染区域土壤气体、地下水和非水相液体(NAPL)到地面进行气液相分离及处理,以去除土壤与地下水中有机污染物的一种环境友好型原位修复技术。本研究从水文地质条件和污染物特征2方面阐述了MPE技术在长江经济带下游地区化工污染地块原位修复中的适用性,梳理了MPE技术原位修复污染地块现状及其联用技术的研究进展,并分析了其在长江经济带下游地区化工污染地块中的应用潜力。结果表明,长江经济带下游地区为填土、粉质砂土、粉土、粉质黏土和黏土等中低渗透性地层结构,该区域化工污染地块主要污染物包括多环芳烃、卤代有机化合物、苯系物和石油烃等,MPE技术在长江经济带下游化工污染地块修复中具有较高的适用性。针对部分污染地块低渗透性地层结构和难挥发有机污染物的复合污染特征,需选择合适的联用技术解决修复后期的拖尾现象,以强化MPE技术修复效果。     

“双碳”目标下污染场地原位热处理技术发展趋势

原位热处理技术可以在低地下扰动的前提下实现污染场地快速高效的修复,已成为高浓度挥发/半挥发性有机物污染场地修复的热门技术之一。然而,传统原位热处理技术存在能耗和碳排放较高的弊端,限制了其大范围推广应用。在“碳达峰、碳中和”的战略目标下,亟需开展原位热处理技术的优化研究以降低其能效比。通过国内外实验研究与工程案例的整理分析,识别原位热处理活动中的碳排放和能耗的关键工艺环节,进而提出该技术低碳化发展的主要方向;同时梳理原位热处理工艺中应用再生能源和技术优化的研究进展,展望“双碳”目标下该技术的重点研究方向。目前已获得的研究结果表明,通过应用可再生能源和技术优化有望实现原位热修复工艺的大幅减排。     

Poplar for the phytomanagement of boron contaminated sites

Boron (B) is a widespread environmental contaminant that is mobile relative to other trace elements. We investigated the potential of hybrid poplar (Populus sp.) for B phytomanagement using a lysimeter experiment and a field trial on B-contaminated wood-waste. In both studies, poplars enhanced evapotranspiration from the wood-waste, reduced B leaching, and accumulated B in the aerial portions of the tree. When grown in a substrate containing 30 mg/kg B, poplar leaves had an average B concentration of 845 mg/kg, while the stems contained 21 mg/kg B. Leaf B concentrations increased linearly with leaf age. A decomposition experiment revealed that abscised leaves released 14% of their B during the winter months. Fertiliser application enhanced tree growth without decreasing the leaf B concentrations. Harvesting alternate rows of trees on a contaminated site would reduce leaching from the site while removing B. Harvested plant material may provide bioenergy, stock fodder, or an amendment for B-deficient soils.     

Remediation of PCB contaminated soils using iron nano-particles

In this study, iron nano-particles were used to remediate PCB contaminated soil and an attempt was made to maximize PCB destruction in each treatment step. The results show that nano-particles do aid in the dechlorination process and high PCB destruction efficiencies can be achieved. The destruction efficiency during the preliminary treatment (mixing of soil and iron nano-particles in water) can be increased by increasing the water temperature. The maximum thermal destruction (pyrolysis/combustion of soil after preliminary treatment) of soil-bound PCBs occurs at 300 degrees C in air. A minimum total PCB destruction efficiency of 95% can be achieved by this process. The effect of changing treatment parameters such as type of mixing, time of mixing and mixing conditions and application of other catalysts like iron oxide and V(2)O(5)/TiO(2) was also investigated. It was found that at 300 degrees C in air, iron oxide and V(2)O(5)/TiO(2) are also good catalysts for remediating PCB contaminated soils.     

Remediation of metal contaminated soil with mineral-amended composts

This study examined the use of two composts derived from green waste and sewage sludge, amended with minerals (clinoptilolite or bentonite), for the remediation of metal-contaminated brownfield sites to transform them into greenspace. Soils contaminated with high or low levels of metals were mixed with the mineral-enhanced composts at different ratios and assessed by leaching tests, biomass production and metal accumulation of ryegrass (Lolium perenne L.). The results showed that the green waste compost reduced the leaching of Cd and Zn up to 48% whereas the composted sewage sludge doubled the leachate concentration of Zn. However, the same soil amended with composted sewage sludge showed an efficient reduction in plant concentrations of Cd, Cu, Pb or Zn by up to 80%. The results suggest that metal immobilisation and bioavailability are governed by the formation of complexes between the metals and organic matter. The amendment with minerals had only limited effects.     

Microbially assisted phytoremediation approaches for two multi-element contaminated sites

Phytoremediation is an environmental friendly, cost-effective technology for a soft restoration of abandoned mine sites. The grasses Agrostis capillaris, Deschampsia flexuosa and Festuca rubra, and the annual herb Helianthus annuus were combined with microbial consortia in pot experiments on multi-metal polluted substrates collected at a former uranium mine near Ronneburg, Germany, and a historic copper mine in Kopparberg, Sweden, to test for phytoextraction versus phytostabilization abilities. Metal uptake into plant biomass was evaluated to identify optimal plant–microbe combinations for each substrate. Metal bioavailability was found to be plant species and element specific, and influenced by the applied bacterial consortia of 10 strains, each isolated from the same soil to which it was applied. H. annuus showed high extraction capacity for several metals on the German soil independent of inoculation. Our study could also show a significant enhancement of extraction for F. rubra and A. capillaris when combined with the bacterial consortium, although usually grasses are considered metal excluder species. On the Swedish mixed substrate, due to its toxicity, with 30 % bark compost, A. capillaris inoculated with the respective consortium was able to extract multi-metal contaminants.