土壤修复方案设计毕业论文

伴随着大量工业场地的迁移与重建，土壤的有机污染问题开始逐渐浮出水面，有机污染土壤的修复成了人们关注的问题。美国有机污染土壤修复工作开展较早，目前已有大量成功的修复案例。列举了目前国内外有机污染土壤修复的常用技术，并比较了各项技术的优缺点。同时，介绍了美国超级基金污染场地修复的四个典型案例，以期为我国有机污染土壤修复工作提供借鉴。土壤的有机污染问题是全世界范围内广泛关注的环境问题之一。土壤中有机污染物的来源包括工业泄露和溢出，石油库和化学品库泄露，农药滥用，清洁剂、油、防冻液随意处置，生活垃圾不当处置，垃圾填埋场和垃圾堆场等。每年有大量的有机物释放到土壤环境中，包括芳香化合物、多氯代有机物、农药、石油等，其中大部分的污染物是难溶的、有毒的、致突变的，甚至是致癌的，对人类健康和生态系统有着巨大的危害。近年来，我国开始逐渐关注有机污染物造成的土壤污染问题，并进行有机污染土壤修复技术的研究。1 有机污染土壤修复技术有机污染土壤修复技术种类较多，表1中总结了国内外常用的几种修复技术。目前，土壤气相抽提(SVE)和热解吸技术是应用最广泛的有机土壤修复技术，其处理效果、成本和周期都符合城市对土壤修复的要求。其中，SVE技术多应用于卤代和非卤代挥发性和半挥发性有机物的降解中，其对低挥发性有机物和有机农药等物质的处理效果较差。而热解吸技术对于处理卤代有机物、非卤代的半挥发性有机物、多氯联苯(PCBs)、以及高浓度的疏水性液体等污染物有优势，但这项技术会破坏土壤结构和生物系统。土壤淋洗有浓缩污染物的能力，因此可以作为其他技术的预处理，减少待处理的土壤体积，降低总费用。微生物修复技术最常用于降解土壤中的石油烃，这项技术是环境友好的，但是修复周期过长。此外，在选择具体的土壤修复技术时，应根据污染物和土壤性质、处理时间、成本等因素进行全面比较。表1 常用有机污染土壤修复技术2 有机污染土壤修复案例 土壤气相抽提项目——落基山兵工厂18单元污染修复工程落基山兵工厂是美国的一个化学武器制造中心，位于科罗拉多州的科默斯市。这一兵工厂由美国陆军于20世纪末设立，生产常规兵器和化学兵器，其中包括白磷、凝固汽油弹、芥子气、路易氏剂和氯气。1984年，美国陆军对落基山兵工厂的污染情况进行了详细调查，发现场地内存在多种污染物，包括有机氯农药、有机磷农药、氨基甲酸酯类杀虫剂、有机溶剂、氯化苯、重金属等。1991年，在落基山兵工厂超级基金污染场地的18号单元进行了土壤气相抽提处理。这一区域在过去主要用以清洗维修设备和车辆，并储存柴油、汽油和各种石油产品。在这一区域的土壤和地下水中发现了大量的VOCs，其中大多为三氯乙烯，其在土壤蒸汽中的体积浓度高达65×10－6。这些VOCs主要来自于清洗过程中使用的含氯溶剂。SVE系统安装在了土壤蒸汽中三氯乙烯浓度最高的区域。该SVE系统包括一个较浅的气相抽提井和一个较深的气相抽提井。浅井位于黏土层以上，地下13～28尺;深井位于黏土层以下，地下43～58尺。设立两个抽提井是为了研究黏土层对VOCs移除的影响。在气相抽提井周边围绕着4个蒸汽监测井，用于评估SVE系统的性能。蒸汽从气相抽提井中抽提出之后，进入气液分离罐中分离掉其中的凝结水，随后进入沉淀过滤器和再生鼓风机。鼓风机排出的烟气通过两组串联的颗粒活性炭系统进行处理，每组活性炭处理单元中有三个装有颗粒活性炭的容器。一级活性炭处理单元可以去除掉气体中90%的三氯乙烯，二级活性炭处理单位则用于处理残余的三氯乙烯。图1为该SVE系统的工艺流程。图1 SVE系统的工艺流程该系统的运营过程从1991年7月持续到12月，总共处理了约70磅的三氯乙烯，总处理土方量约为26 000 m3。SVE系统处理后的三氯乙烯的体积浓度小于1×10－6。整个SVE系统的筹备、建立和运行费用为182 800美元。 热解吸修复项目——沃林顿乳胶厂环境修复工程沃林顿乳胶厂位于美国新泽西州卑尔根县的居住－工业混合区，面积为英亩。从1951年至1983年，该厂曾生产天然和合成橡胶产品以及化学粘合剂。生产过程中使用了大量的有机溶剂，包括挥发性有机物(VOCs)，如丙酮、庚烷、正己烷、甲乙酮、二氯甲烷，以及多氯联苯(PCBs)。1989年3月，沃林顿乳胶厂场址被添加到超级基金优先修复场地名单中，1988年9月至1992年6月这一场地进行了修复调查。调查结果显示:场地中的污染土方量为24 500 m3，排水渠中的污染土和污泥量为2 060 m3。PCBs最高含量为4 000 mg/kg，半挥发有机物为双黄原酸乙基酯邻苯二甲酸盐(BEHP)、3，3’-二氯联苯胺和PAHs，重金属污染物为锑和砷。1999年3月，该场地开始使用热解吸法清除土壤中的有机污染物。系统热解吸单元是一个三重壳回转窑，图2为这一系统的工艺流程。该系统每天大约处理225吨土壤，土壤出口温度为482℃。在污染土壤进入到回转窑之前，首先要对其进行筛滤，将直径大于两英寸的杂质筛除。处理后的土壤进行压实之后回填到挖掘区域。图2 热解吸系统的工艺流程烟气使用洗涤器、文丘里管、喷雾塔依次进行处理，随后进入到颗粒活性炭过滤单元和高效空气微粒过滤器中进行清洁。处理后的烟气再次回收进入炉膛。洗涤用水通过澄清池和压滤机分离掉油和固体残渣，随后使用活性炭吸附掉污染物，清洁水用于进行清洁土壤的调理。压滤器中的滤饼在场外的危险废物填埋场地进行填埋。表2 热解吸系统处理效果 土壤淋洗项目——勒琼营88号地块土壤含水层修复项目海军陆战队勒琼营位于美国北卡罗来纳州，是美国海军陆战队一所规模庞大的训练和调度基地。这一基地建立于1942年，面积为640 km2。1989年，美国环保署将这一场地添加到国家优先修复场地名单中。勒琼营场地中的土壤、污泥、地下水和地表水中都含有大量污染物，威胁着该区域居民的健康。场地中的污染物包括VOCs、重金属、农药、PAHs和PCBs。从1994年起，美国海军开始对勒琼营地块进行修复，直到现在修复工程仍在继续。1999年4－8月，在勒琼营的88号地块设立了表面活性剂加强的原位土壤淋洗系统，进行土壤含水层修复示范项目。88号地块受到四氯乙烯和烃类溶剂的污染。四氯乙烯属于重质非水相液体，主要位于88号地块深度大约为16～20英尺的土壤浅层含水层中，其中大部分的重质非水相液体污染物位于浅层含水层底部低透水性的淤泥层中。烃类溶剂属于轻质非水相液体，位于浅层含水层的上部。在本项目中，目标污染物为四氯乙烯，但也有少部分的烃类溶剂在处理过程中被附带脱除。在勒琼营88号地块示范工程中，设立了原位土壤淋洗系统(图3)进行重质非水相液体污染物的去除，同时设立表面活性剂回收系统进行表面活性剂的回收利用。土壤淋洗系统包括3个注射井、6个提取井和2个液压控制井。系统中使用的表面活性剂(Alfoterra 145-4PO sulfateTM)是专门为勒琼营88号地块示范工程设计的。这一表面活性剂满足两个要求:首先能够尽可能溶解重质非水相液体，其次可以保证表面活性剂回收过程的性能。携带污染物的表面活性剂液流在地上部分进行处理，处理单元包括一个渗透蒸发系统和一个超滤单元。渗透蒸发系统用于移除液流中的污染物，胶束强化超滤单元用于去除过量的水分。经过回收净化的表面活性剂液流再次投入到注射井。图3 土壤淋洗系统的工艺流程88号地块的面积大约为11 m×29 m，在4个月的处理周期中，该示范工程总共处理了288 L四氯乙烯，总花费3 074 500美元。 微生物修复项目——法国有限公司污染场地修复工程法国有限公司污染场地位于美国德克萨斯州的克罗斯比，面积为英亩。这一场地在1966－1971年是一个工业废物处置中心，每年大约有7×107加仑(265 000 m3)的石油化学废弃物倾倒在一个英亩，没有防渗层的盐水湖中。倾倒的垃圾包括罐底、酸洗用酸、精炼厂和石油化工厂的不合格产品。1983年成立法国有限公司任务团队，来领导进行这一场地的修复，主要修复目标为湖底的焦油状污泥和底层土。场地中的主要污染物有苯并［a］芘、氯乙烯和苯、此外还有砷和PCBs。污染物浓度高达400～5 000 mg/kg。图4 悬浮床生物修复系统的工艺流程该系统在清理完土壤和污泥后，使用反渗透系统来处理盐水湖中的表层水。这一工程大约处理了150 000 m3的表层水，处理后的表层水排入到辛拓河中。当盐水湖完成脱水后，回填入清洁的土壤。残余固体与卵石石灰以5∶1的比例混合进行稳定化处理。随后，在场地上种植草坪和原生植被。这项工程从1992年1月进行到1993年11月，修复了大约30万吨的污染土壤和污泥，修复后污染物的浓度为7～43 mg/kg。工程总共花费为49 000 000美元，其中处理相关的费用为26 900 000美元。目前，我国有机污染土壤修复技术还处于初期，有待进一步的研究和发展。而发达国家对于有机污染土壤的研究起步较早，已经有较为成熟的技术和大量的工程案例。特别是美国从1980年开始实施的超级基金制度，已经对大量的有机污染场地进行了修复，这些修复案例对我国有机污染土壤修复工作有重要的参考价值。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作，提升中标率，您可以点击底部官网客服免费咨询：

土壤重金属污染治理的策略与技术论文

在学习、工作生活中，大家都不可避免地会接触到论文吧，论文是学术界进行成果交流的工具。相信许多人会觉得论文很难写吧，以下是我为大家收集的土壤重金属污染治理的策略与技术论文，欢迎大家分享。

摘要：

在我国社会经济快速发展的背景下，土壤污染问题十分严重，严重影响了人民群众的生命健康安全。为此在新时期要高度重视土壤重金属污染的有效治理，避免土壤结构被大量破坏造成土壤中的矿物质流失。通过对土壤重金属污染治理的原因和问题进行分析，制定科学高效的应对措施，保证土壤重金属污染治理的整体水平全面提高，确保土壤重金属污染治理的效率大幅度提高，保护土壤生态，为社会经济可持续发展做出重要贡献。

关键词:

士壤重金属污染;治理问题:对策

引言：

土壤作为社会发展重要基础，必须要高度重视对土壤生态环境的妥善保护与科学处理。重金属作为土壤环境最重要的指标，由于受到工业农业的快速发展，土壤中的重金属物质含量显着超标，对于整个土壤的破坏十分明显，严重影响了土壤安全，在新时期需要重点关注土壤重金属物质，并采取有效的处理措施，减少土壤重金属造成的破坏与损伤，确保土壤重金属得到有效控制。

1、土壤重金属危害

重金属是指通过自然环境难以有效降解的各种物质。包括铅汞等，这些重金属物质如果进入到人体会引发重金属中毒，对人体造成明显损伤，而在土壤和水源中会大量淤积，也会导致水生动物和植物的生长发育受限，不利于生态环境土壤污染的农田，如果种植农作物也会造成大量的重金属进入农作物内部，植物中含有大量重金属就会通过饮食进入人体而导致食品安全问题[1]。土壤重金属污染越来越严重，对人们的生活造成巨大的威胁。为此要有效处理重金属污染，降低土壤中重金属含量。

2、土壤重金属污染主要成因

目前对于土壤重金属污染的成因主要包括自然因素和人为因素两方面，其中自然因素是指在自然环境中发生的火山爆发和土壤自身形成的因素，而人为因素则涉及工业农业交通等多个领域，也是造成土壤重金属污染的关键因素。例如在干旱地区为了提高农作物的产量解决缺水问题，往往会采取大面积灌溉的方式造成土壤养分流失，或者在灌溉中所使用的水资源受到污染，导致金属含量超标等，必然会使土壤出现金属污染问题，此外在工业领域不断发展的背景下，金属冶炼对社会发展具有十分重要的作用，但在冶炼过程中也会产生大量的重金属废水，如果没有对重金属进行妥善无害化处理，而直接排放到自然环境中，会造成土壤的重金属污染[2]。在城市发展中人们的生活水平日益提高，汽车保有量显着增多，而车辆也会生成大量汽车尾气，这些汽车尾气会直接污染大气，经过雨水冲刷会导致重金属污染物渗入到土壤内部。

还有部分有机肥料来自城市建筑垃圾、河道淤泥等，这些原材料本身富含大量重金属元素。在进入到土壤后也会造成土壤重金属含量显着升高，对土壤结构造成破坏。我国地形复杂，面积范围广大，土壤种类丰富，这也使得土壤污染问题存在明显的区域性差异，在农业发达的西北地区具有良好的土壤环境，而在中南地区由于工业密集，所以土壤污染问题严重。在发达地区为了提高农作物，往往会使用大量的化肥农药，这样就会造成农业用地日积月累受到严重的污染，致使蔬菜粮食存在农药残留，而且农业用地污染问题大部分都以有机或无机复合为主，造成土壤无法复原。当土壤受到重金属污染以后，基本无法恢复，土壤之中也会富含大量的胶体致使重金属物质不断富集，长此以往重金属污染也会日益严重，在人类正常的生活与工作中，耕地的酸碱值会发生明显变化，而且化学反应也会使重金属的离子价态和形态会发生明显的变化，而且大多数的土壤重金属污染，无法通过人类的感官进行准确识别，往往需要经过长时间的沉淀以后才能发现，这样也就造成土壤重金属污染难治理难度不断增加。

3、土壤重金属污染的主要治理策略

目前在土壤污染防治中，需要高度重视对土壤环境的妥善监测，通过对土壤中的重金属指标进行快速准确监测，能够判断土壤内部重金属富集的具体情况，为此有关部门要高度重视。建设土壤监测监管机制，采取相应的设备，对土壤的组成成分进行全面分析，提高土壤检测数据的科学性，例如成立土壤监测部门，按照专业的监管机制，安排专业人员对土壤相关数据进行全方面检测，确保土壤环境得到妥善处理，在土壤数据监测完毕后，还要将有关数据上传至监管部门，明确各个地区土壤的重金属含量，确保土壤重金属污染得到有效控制，一旦发现异常超标情况，则需要采取科学的解决，确保土壤重金属物质处理的效率全面提升，满足土壤重金属污染监测的实际需求。由于我国对土壤污染防治工作开展的时间比较晚，为此在新时期要积极加强土壤污染的有效预防，制定高效目标，坚持以预防为主，保护优先，树立完善的风险监管意识，从而确保土壤污染治理的.整体水平全面提升[3]。

要主动采取分级风险管控措施探索土壤重金属污染治理的全新方案，提高控制管理的水平，同时要做好技术调查，在全国范围内对土壤污染的具体状况进行准确的排查，保证土壤污染问题得到清晰有效的控制与解决，建立土壤重金属污染相关信息化平台（表1），实现资源共享，通过设立全国规模的土壤污染监测管理网络，保证对土壤污染监测点覆盖到市县级，做到监管数据实时更新。确保土壤管理的效率全面提升。要逐步建立污染土地目录或者土地使用污染目录，严格控制土壤的实际使用途径。加强监管存量，对源头严格防控，有效提高农业污染的监督管理力度。要坚决从源头加强土壤保护，避免土地随意滥用。

表1基于GIS系统土壤环境风险控制管理体系

4、土壤重金属污染治理的主要技术

、生物治理

当前的土壤生物治理可以通过植物微生物等手段减少土壤重金属含量或降低其毒性。在植物治理中，需要积极培育能够吸附重金属物质的植物，有效去除土壤中的大量重金属物质。这种方案成本低廉，技艺简单，具有大范围推广应用的实际意义。另外可以通过微生物对土壤进行改良，但这种技术对微生物要求比较高，而且治理周期比较长，还会存在一定的风险问题[4]。

、化学防治

化学防治可以通过重金属改良剂，根据不同的金属特点采取相应的化学反应，确保对重金属进行有效抑制，使这些潜藏在土壤中的重金属能够快速凝聚，减轻土壤对重金属吸收，避免造成恶劣影响。还可以直接使用金属拮抗剂，因为金属之间存在许多的相互作用，金属的特性也并不会对人体造成明显的伤害，通过化学防治可以通过有益金属对重金属相互作用产生拮抗性，减轻重金属的活跃度[5]。

、生态修复技术

在农业生态修复中通过农艺修复或生态修复等不同的方法，可以保证土壤中的水分含量，耕作制度得到有效控制，技术人员可以通过对土壤中的水分进行控制，有效改善土壤的pH，而且有部分重金属在氧化还原下会不断迁移发生变化，此外造成土壤氧化还原的主要因素在于水含量增多，所以在修复的过程中要加强对水含量的有效调控，增强氧化还原整体效能，避免重金属的快速迁移，促进土壤修复的整体质量水平全面提高。生态修复能够对土壤的水分肥力进行快速还原，改善当地的环境气候条件，有效控制重金属污染物所处的环境介质。在土壤重金属污染治理时，生态修复技术的效率比较缓慢，在短时间内并不能看到显着的效果。

、工程治理技术

工程治理技术能够通过工程机械理论，加强对污染土地治理。目前常用工程治理技术包括换土法、克土法以及深耕翻土法等，是指被污染的土壤中增加干净土壤，并且快速将被污染土壤与外界隔离，减少土壤中的重金属污染物浓度。换土法则是直接将被污染的土壤快速挖掘，并搬运别处进行妥善处置，换上干净土壤。深耕翻地法是利用机械，使上部重金属污染物迅速向下部翻转，保证表土表面重金属污染浓度降低。在运用工程治理技术中，需要根据不同的技术要求选择科学的治理方法，通常污染程度比较轻的土地可以采用深耕翻土法，污染程度比较重的则需要采用换土法以及克土法，需要注意的是，在采用换土法时对被挖出的污染土壤要及时进行处理，避免对环境造成二次污染。

、联合修复技术

由于土壤重金属污染物的成分多样化，不同地区的污染类型，污染程度也各不相同，凭借单一的技术很难达到预期的修复效果，为此要积极针对土壤重金属污染的具体情况，采取联合修复的方式，通过对植物和微生物联合物理和化学联合等多样化的修复手段，能够促进土壤恢复效果，减轻土壤受污染的程度[6]。

、改良剂改性修复

改良剂改性修复，主要是在重金属污染土壤中加入固定配方的改良剂，使改良剂与重金属之间出现明显的吸附作用、抗结作用以及氧化还原作用，但这样的技术最终造成土壤重金属污染物活性显着下降。石灰石、碳酸钙、硅酸盐等各种改良剂相互作用还能够促进土壤的养分得到显着变化。

5、结束语

我国目前土壤重金属污染问题十分严重，而且防治工作起步晚、技术落后，给土壤重金属污染防控造成严峻挑战。针对污染物有效防治采取相应的措施加以治理，确保土壤重金属污染物的改良效果全面提高，促进我国土壤资源的安全。

参考文献

[1]赵瑞芬,程滨,滑小赞,等忻州市灌区土壤重金属污染评价及分布特征分析[J].北方园艺,2021(6):81-88.

[2]马叶,赵国梁,王晓凤,等添加螯合剂诱导栽培红叶荞菜(.)修复铅和镉污染土壤效果的研究[J].土壤通报,2021(2):416-424.

[3]薄录吉，李冰,张荣全,等.金乡县大蒜产区土壤重金属特征及潜在生态风险评价[J].土壤通报,2021(2):434-442.

[4]张启,吴明洲.某疑似污染农用地地块土壤调查布点及评价方法[J].安徽农业科学,2018(20)117-119.

[5]王海东,方凤满,谢宏芳,等芜湖市区土壤重金属污染评价及来源分析[J]2010(4):36-40.

[6]张仕军土壤中重金属污染治理存在的问题及对策研究[J]资源节约与环保,2020(9):93-94.

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