农田土壤污染的修复技术有哪些?

一.植物修复技术

自20世纪80年代问世以来,利用植物资源和净化功能的植物修复技术发展迅速。植物修复技术包括利用植物超积累或积累功能的植物吸收修复,利用植物根系控制污染扩散和恢复生态功能的植物稳定修复。目前正在研发微生物修复等现场修复工程的嫁接移植技术,以及针对性、高效、低成本的微生物修复设备,实现在自然衰减中的工程应用。

污染土壤的物理修复技术

物理修复是指通过各种物理过程从土壤中去除或分离污染物(尤其是有机污染物)的技术。热处理技术是工业企业应用于土壤有机污染的主要物理修复技术,包括热解吸[21]、微波加热[22]和蒸汽萃取[23],已应用于苯系物、多环芳烃、多氯联苯和二噁英等污染土壤的修复。

第一,热脱附技术

热解吸是通过直接或间接的热交换将土壤中的有机污染物加热到足够高的温度,使其蒸发并从土壤介质中分离出来的过程。热解吸技术具有污染物处理范围广、设备可移动、修复后土壤可重复使用等优点。特别是对于多氯联苯等氯代有机物,非氧化燃烧可以显著减少二恶英的产生[21]。目前,土壤热解吸技术已广泛应用于欧美高污染场地有机污染土壤的异位或原位修复,但相关设备昂贵、解吸时间长、处理成本高等问题尚未得到很好解决,限制了热解吸技术在持久性有机污染土壤修复中的应用[24]。开发不同类型污染土壤的预处理、解吸废气处理等技术,优化工艺,开发相关自动化成套设备,是* * *的方向。

二、蒸汽提取技术

土壤蒸汽淋洗(SVE)是一种去除土壤中挥发性有机污染物的原位修复技术。它通过注入井向污染区域注入新鲜空气,利用真空泵产生负压。当空气流经污染区域时,解吸并夹带土壤孔隙中的VOCs,通过提取井流回地面。抽出的气体在地面经过活性炭吸附和生物处理净化后,可排入大气或回注地下循环利用。SVE成本低,可操作性强,设备标准,有机物处理范围广,不破坏土壤结构,无二次污染。苯系物等轻质石油烃污染物的去除率可达90 %[25]。需要深入研究土壤多组分VOCs的传质机理,准确计算气体流量和速度,解决吹脱过程中的拖尾效应,降低尾气净化成本,提高污染物去除效率。

化学/物理化学修复技术

与物理修复相比,污染土壤的化学修复技术发展较早,主要包括土壤固化-稳定化技术、淋洗技术、氧化还原技术、光催化降解技术和电动力学修复技术。

一、固化稳定技术

固化稳定化技术是将污染介质中的污染物固定下来,使其处于长期稳定的状态。是一种广泛应用于土壤重金属污染的快速控制和修复方法,在同时处理多种重金属污染的土壤中具有明显的优势[26]。美国环境保护署称固化/稳定化技术是处理危险和有毒废物的最佳技术。[5]该技术在国内一些冶炼企业的重金属污染土壤和铬渣清理后的堆场污染土壤中也有应用。国际上已有水泥固化-稳定化处理有机和无机污染土壤的报道[27]。

根据EPA的定义,固化和稳定化具有不同的含义。固定化技术是将污染物封装在惰性基质中,或者在污染物外部添加低渗透材料,通过减少污染物暴露的淋溶面积来限制污染物的迁移;稳定化是指将污染物从污染物的有效性转化为不易溶解、迁移能力较小或具有毒性的形态,以降低对生态系统的危害风险。固化后的产品运输方便,无需任何辅助容器;但是稳定化不一定改变污染土壤的物理性质。

该固化技术工艺操作简单,固化剂价格低廉易得,但常规固化技术也存在以下缺点,如固化反应后土壤体积有不同程度的增加,固化体长期稳定性差。稳定技术可以克服这个问题。如近年来发展起来的化学药剂稳定化技术,可以实现废物的无害化,实现废物的少扩容或不扩容,从而提高危险废物处理处置系统的整体效率和经济性;通过改善螯合剂的结构和性能,可以加强螯合剂与废物中重金属之间的化学螯合作用,从而提高稳定化产物的长期稳定性,减少稳定化产物在最终处置过程中对环境的影响。可见,稳定化技术有望成为土壤重金属污染修复技术领域的主力军。