自20世紀80年代問世以來,利用植物資源和凈化功能的植物修復技術發展迅速。植物修復技術包括利用植物超積累或積累功能的植物吸收修復,利用植物根系控制汙染擴散和恢復生態功能的植物穩定修復。目前正在研發微生物修復等現場修復工程的嫁接移植技術,以及針對性、高效、低成本的微生物修復設備,實現在自然衰減中的工程應用。
汙染土壤的物理修復技術
物理修復是指通過各種物理過程從土壤中去除或分離汙染物(尤其是有機汙染物)的技術。熱處理技術是工業企業應用於土壤有機汙染的主要物理修復技術,包括熱解吸[21]、微波加熱[22]和蒸汽萃取[23],已應用於苯系物、多環芳烴、多氯聯苯和二噁英等汙染土壤的修復。
第壹,熱脫附技術
熱解吸是通過直接或間接的熱交換將土壤中的有機汙染物加熱到足夠高的溫度,使其蒸發並從土壤介質中分離出來的過程。熱解吸技術具有汙染物處理範圍廣、設備可移動、修復後土壤可重復使用等優點。特別是對於多氯聯苯等氯代有機物,非氧化燃燒可以顯著減少二惡英的產生[21]。目前,土壤熱解吸技術已廣泛應用於歐美高汙染場地有機汙染土壤的異位或原位修復,但相關設備昂貴、解吸時間長、處理成本高等問題尚未得到很好解決,限制了熱解吸技術在持久性有機汙染土壤修復中的應用[24]。開發不同類型汙染土壤的預處理、解吸廢氣處理等技術,優化工藝,開發相關自動化成套設備,是* * *的方向。
二、蒸汽提取技術
土壤蒸汽淋洗(SVE)是壹種去除土壤中揮發性有機汙染物的原位修復技術。它通過註入井向汙染區域註入新鮮空氣,利用真空泵產生負壓。當空氣流經汙染區域時,解吸並夾帶土壤孔隙中的VOCs,通過提取井流回地面。抽出的氣體在地面經過活性炭吸附和生物處理凈化後,可排入大氣或回註地下循環利用。SVE成本低,可操作性強,設備標準,有機物處理範圍廣,不破壞土壤結構,無二次汙染。苯系物等輕質石油烴汙染物的去除率可達90 %[25]。需要深入研究土壤多組分VOCs的傳質機理,準確計算氣體流量和速度,解決吹脫過程中的拖尾效應,降低尾氣凈化成本,提高汙染物去除效率。
化學/物理化學修復技術
與物理修復相比,汙染土壤的化學修復技術發展較早,主要包括土壤固化-穩定化技術、淋洗技術、氧化還原技術、光催化降解技術和電動力學修復技術。
壹、固化穩定技術
固化穩定化技術是將汙染介質中的汙染物固定下來,使其處於長期穩定的狀態。是壹種廣泛應用於土壤重金屬汙染的快速控制和修復方法,在同時處理多種重金屬汙染的土壤中具有明顯的優勢[26]。美國環境保護署稱固化/穩定化技術是處理危險和有毒廢物的最佳技術。[5]該技術在國內壹些冶煉企業的重金屬汙染土壤和鉻渣清理後的堆場汙染土壤中也有應用。國際上已有水泥固化-穩定化處理有機和無機汙染土壤的報道[27]。
根據EPA的定義,固化和穩定化具有不同的含義。固定化技術是將汙染物封裝在惰性基質中,或者在汙染物外部添加低滲透材料,通過減少汙染物暴露的淋溶面積來限制汙染物的遷移;穩定化是指將汙染物從汙染物的有效性轉化為不易溶解、遷移能力較小或具有毒性的形態,以降低對生態系統的危害風險。固化後的產品運輸方便,無需任何輔助容器;但是穩定化不壹定改變汙染土壤的物理性質。
該固化技術工藝操作簡單,固化劑價格低廉易得,但常規固化技術也存在以下缺點,如固化反應後土壤體積有不同程度的增加,固化體長期穩定性差。穩定技術可以克服這個問題。如近年來發展起來的化學藥劑穩定化技術,可以實現廢物的無害化,實現廢物的少擴容或不擴容,從而提高危險廢物處理處置系統的整體效率和經濟性;通過改善螯合劑的結構和性能,可以加強螯合劑與廢物中重金屬之間的化學螯合作用,從而提高穩定化產物的長期穩定性,減少穩定化產物在最終處置過程中對環境的影響。可見,穩定化技術有望成為土壤重金屬汙染修復技術領域的主力軍。