各种修复技术简介

附件：土壤修复技术简介

一、原位修复技术介绍

1 生物通风（Bioventing）

技术描述：生物通风法是一种强迫氧化的生物降解方法。即在受污染土壤中强制通入空气，将易挥发的有机物一起抽出，然后用排入气体处理装置进行后续处理或直接排入大气中。此法常用于地下水层上部透气性较好而被挥发性有机物污染土壤的修复，但也适用于结构疏松多孔的土壤，以利于微生物的生长繁殖。一般在用通气法处理土壤前，首先应在受污染的土壤上打两口以上的井，当通入空气时先加入一定量的氮气作为降解菌生长的氮源，以提高处理效果。与土壤蒸汽真空提取相反，它使用较低的气流速度，只提供足够的氧气维持微生物的活动。氧气通过直接空气注入供给土壤中的残留污染。除了降解吸附的污染物以外，在气流缓慢的通过生物活动土壤时，挥发性化合物被生物降解。

技术特点：在表层几英尺以下存在水位，饱和土壤，或是低渗透性的土壤会影响生物通风效果。较低的土壤含水量可能会限制生物降解，易于干化土壤影响生物通气的有效性。生物通风是一项中期到长期的技术，时间从几个月到几年。

2 生物降解（Bioremediation）

技术描述：生物降解是利用原有或接种微生物（即，真菌、细菌其它微生物）降解（代谢）土壤中的有机污染物的过程，并将污染物质转化为无害的末端产品。营养物、氧气和其它的添加物可以用于加强生物降解

技术特点：在实施生物修复时，修复效率受污染物性质、土壤微生物生态结构、土壤性质等多种因素的影响。如果土壤介质抑制污染物微生物，则可能无法达到清除目标。高浓度重金属、高氯化有机物、长链碳氢化合物，可能对微生物有毒。生物降解在低温下进程缓慢。生物修

复时间通常需要几年，主要取决于具体特性的降解速度以及时间。有些污染物可能要求在1年之内进行清除，但重要化合物需更长时间进行降解。

3 植物修复（Phytoremediation）

技术描述：植物修复技术即利用植物能忍耐和超量积累环境中污染物，利用植物的生长来清除环境中污染物的方法。

技术特点：适应性，很难在特定的环境中利用特定的植物种；气候或是季节条件会影响植物生长，减缓修复效果，增长修复期；需要大的表面区域；由于植物毒性问题，一般来说，植物修复只用于低污染水平的区域。

4 化学氧化（Chemical Oxidation）

技术描述：化学修复技术是指将化学氧化剂注入土壤渗透层中，以氧化其中的污染物质。

技术特点：可用于修复严重污染的场地或污染源区域，但对于污染物浓度较低的轻度污染区域，该技术并不经济。该技术所需的工程周期一般在几天至几个月不等，具体因待处理污染区域的面积、氧化剂的输送速率、修复目标值及地下含水层的特性等因素而定。

5 动电分离（Electrokinetic Separation）

技术描述：是一种在20世纪90年代后才得到重视和发展的新兴土壤修复技术。其基本原理是在被污染土壤两端加上低压直流电场，利用电场的迁移力，主要是电渗和电迁移的作用，将污染物（如重金属或有机污染物）迁移到一端电极室（一般为阴极室），从而得到分离。

技术特点：与其它修复方法相比，电修复方法处理速度快，成本低，特别适合于低渗透的粘土和淤泥土壤或异质土壤的修复。当土壤含水率低于10%时，该技术的处理效果大大降低，且在电场的作用下，可能产生有害副产物（如氯气、三氯甲烷、丙酮等）。

6 土壤淋洗（Soil Flushing）

技术描述：土壤淋洗是指借助能够促进土壤环境中污染物溶解或迁移作用的溶剂，通过水力压头推动清洗液，将其注入到被污染土层中，然后再把包含有污染物的液体从土层中抽提出来，进行分离处理的技术。清洗液可以是清水，也可以是包含冲洗助剂的溶液。

技术特点：该技术一般要求处理土壤具有较高的渗透性，质地较细的土壤（如红壤、黄壤等）由于对污染物的吸附作用较强，需经过多次冲洗才能达到较好的效果。另外，控制不当时，冲洗废液可能会逸出控制区而产生二次污染问题。土壤冲洗修复所需要费用主要由冲洗液中含有的表面活性剂种类及浓度决定。

7 土壤气体抽提（Soil Vapor Extraction）

技术描述：土壤气体抽提技术是利用真空通过布置在不饱和土壤层中的提取井向土壤中导入气流，气流经过土壤时，挥发性和半挥发性的有机物挥发随空气进入真空井，气流经过之后，土壤得到了修复。

技术特点：土壤理化特性对土壤气体抽提修复技术的应用效果有较大的影响，采用原位土壤气体抽提技术的土壤应具有质地均一、渗透能力强、孔隙度大、湿度小和地下水位较深的特点。低渗透性的土壤难于进行修复处理。地下水位太高（地下1～2m）会降低土壤气体抽提的效果。排出的气体需要进行进一步的处理。黏土、腐殖质含量较高或本身极其干燥的土壤，由于其本身对挥发性有机物的吸附性很强，采用原位土壤气体抽提技术时，污染物的去除效率很低。

8 固定化/稳定化（Solidification/Stabilization）

技术描述：运用物理或化学的方法将土壤中的有害污染物固定起来，阻止其在环境中迁移、扩散等过程的修复技术。与其它修复技术不同，固定化/稳定化技术是将污染物在污染的介质中固定，而不是通过物理或化学的处理将它们转移。

技术特点：固定化/稳定化方法可单独使用，也可与其它处理和处

置方法结合使用。污染物的埋藏深度可能会影响、限制一些具体的应用过程。必须控制好黏结剂的注射和混合过程，防止污染物扩散进入清洁土壤区域。与水的接触或者结冰/解冻循环过程会降低污染物的固定化效果。

9 热处理（Thermal Treatment）

技术描述：热修复法是将受污染的土壤加热，使土壤中的挥发性污染物在挥发时能被收集起来进行回收或处理的一种方法。

技术特点：热修复法作为一种物理修复方法，具有工艺简单、技术成熟等优点。但由于该方法能耗大、操作费用高，仅适用于易挥发的污染物，因而其应用范围比较窄，目前未能得到广泛的推广应用。

10 玻璃化（Vitrification）

技术描述：原位玻璃化技术是指通过向污染土壤插入电极，对污染土壤固体组分给予1600～2000℃的高温处理，使有机污染物和一部分无机化合物如硝酸盐、硫酸盐和碳酸盐等得以挥发或热解从而从土壤中去除的过程。其中，有机污染物热解产生的水分和热解产物由气体收集系统进行进一步处理。熔化的污染土壤冷却后形成化学惰性的、非扩散的整块坚硬玻璃体，有害无机离子得到固定化。

技术特点：原位玻璃化技术适用于修复含水量较低、污染物深度不超过6m的土壤。不适用于处理可燃有机物含量超过5%-10%的土壤。该技术通常可用在6～24个月完成，处理费用较高，且土壤含水量会增加处理成本。有很多因素会对这一技术的应用效果产生影响，如碎石重量超过20%；低于地下水位的污染修复需要采取措施防止地下水反灌；加热土壤可能导致污染物在地下向清洁区域移动；固化的物质可能会防碍到未来土地的使用。

二、异位修复技术介绍

1 生物堆（Biopiles）

技术描述：通常是将污染土壤从污染地域挖出，运输到异地堆积，一般成条状，中间留有“田埂”，便于收集产生的渗出液，避免处理现场土层的污染。

技术特点：该技术的特点是在堆起的土层中铺有管道，提供降解用水，并在污染土层以下设有多孔集水管，收集渗滤液。系统还可设有送气管和空气泵，以稳定氧的补给。各种均匀布水或滴灌技术均可应用于这种处理系统中。而且系统可以是完全封闭的，内部的气体，包括降解产物，都经过诸如活性炭吸附、特定酶的氧化或加热氧化等措施处理后才向大气排放，而且封闭系统的温度、湿度、营养物、氧气和pH都是可控的可以增强生物降解。所以，堆放法二次污染更少，处理效率更高。

2 堆肥（Composting）

技术描述：堆肥是一种受控制的生物过程，将有害物质通过微生物生物降解成无害、稳定的副产品，一般在提高的温度下进行。温度的上升由微生物在废物有机物质中产生的热量而来。在大多数情况下，可使用本土微生物。将土壤挖掘，并与膨松剂和有机物改良剂混合，如木屑、动物粪便，以增强混合物的渗透性。最大降解效率取决于水份含量、pH、氧化、温度和碳-氮比。在堆肥中使用三种处理方法：需氧静态堆肥（(堆肥以鼓风机或真空泵通风)，容器中机械搅动堆肥（堆肥在容器中混合和充气）以及料堆堆肥（置于长堆中，定期与以活动设备混合）。

技术特点：堆肥需要较大的空间。需要将受污染土壤挖掘，并可能导致VOC不受控制的释放。堆肥后由于添加了改良剂，材料的体积增加。本方法无法处理重金属，并可能对微生物有毒。费用取决于需处理土壤的数量、料堆中土壤的部分、污染物的类型、以及所使用的方法的类型。该方法是热处理的一种经济的替代方法，但是，需符合清除标准和规章。

3 农业耕种（Landfarming）

技术描述：耕种是一种现场生物降解方法，将受污染土壤、沉积物或淤泥应用于土壤表面，并定期翻耕或耕种入土壤，以对废物进行通气。为了优化污染物降解速度。通常控制的土壤情况包括水份含量，氧气水平，营养物和pH等。

技术特点：此技术的局限性为：需要大量的空间；如果需要挖掘受污染土壤，可能涉及材料处理和其它的费用；污染物的生物降解有利情况很难控制，这增加了完成修复的时间；挥发性可能比生物降解更容易降低VOC污染物的浓度；无机污染物无法被降解；挥发性污染物，比如溶剂，必须进行预处理，因为它们将蒸发到大气中，引起空气污染；颗粒状物质也是一个问题，因为它可能会产生尘土问题；金属离子的存在，可能对微生物有毒，并可能从受污染土壤向地下沥滤。

4 泥浆相生物处理（Slurry Phase Biological Treatment）

技术描述：泥浆相生物处理是在生物反应器中处理挖掘的土壤。挖掘的土壤先进行物理分离石头和碎石。然后将土壤与水混合至预先按污染物的浓度、生物降解的速度、以及土壤的物理特性而确定的浓度。有些处理方法对土壤进行预冲洗，以浓缩污染物。然后将清洁的沙子排出，只剩受污染颗粒和洗涤水进行生物处理。一般，泥浆中含有10%至40%重量的固体。土壤在反应容器中保持悬浮，并与营养物和氧气混合。如有必要，可加入酸或碱，以控制pH。如果没有适当的微生物数量，还可添加微生物。当生物降解完成后，将土壤泥浆脱水。反应器的大小可根据试验的规模来确定。

技术特点：可能限制该处理方法适用性和有效性的因素包括：在将材料放入反应器前，对其进行筛分可能比较困难和昂贵。非均质土壤可带来严重的处理问题；处理后，对土壤细粒进行脱水可能非常昂贵；需要一种可接受的方法处理不可再循环的废水。

5 化学萃取（Chemical Extraction）

技术描述：是指利用溶剂将有害化学物质从污染土壤中提取出来，并将该溶剂再生处理后回用的技术。该技术能取得成功的关键之一是要求浸提溶剂能够很好地溶解污染物，但其本身在土壤环境中的溶解较少。

技术特点：该技术要求土壤的粘土含量低于15%、湿度低于20%。如果粘粒含量较高，循环提取次数就要相应增加，同时也要采用合理的物理手段降低粘粒聚集度。

6 化学还原/氧化（Chemical Reduction/Oxidation）

技术描述：还原/氧化反应将有害污染物转化为更稳定、活性较低和/或惰性的无害或毒性较低的化合物。氧化还原包括将电子从一种化合物转移到另一种化合物。明确地说，一种反应物被氧化（失去电子），一种被还原（得到电子）。

技术特点：可能限制本方法适用性和有效性的因素包括：可能出现不完全氧化，或中间体形式的污染物，取决于污染物和所使用的氧化剂；对于高浓度的污染物，本处理方法不够经济有效，因为需要大量氧化剂；应减少介质中的油和油脂，以优化处理效率。该技术也可用于非卤代挥发性有机物、半挥发性有机物、燃油类碳氢化合物及农药的处理，但其处理效率相对较低。该技术应用时，所需的费用一般为190-660美元/m3。

7 化学脱卤（Chemical Dehalogenation）

技术描述：化学脱卤是指向受卤代的有机物污染的土壤中加入试剂，以置换取代污染物中的卤素或使其分解或部分挥发而得以去除。

技术特点：其局限性为一些脱卤剂能与水起化学反应，高粘土含量及含水率会增加处理成本，且当卤代有机物浓度超过5%时需要大量的反应试剂。正常情况下，该技术所需的修复周期较短，一般为6-12个月。所需的运行费用在全规模运行时约为200-500美元/t（高粘土含量或

含水率会增加处理费用）。

8 土壤洗涤（Soil Washing）

技术描述：异位化学淋洗技术需要将污染土壤挖掘出来，用水或淋洗剂溶液清洗土壤、去除污染物，再对含有污染物的清洗废水或废液进行处理，洁净土可以回填或运到其他地点回用。通常情况下，根据处理土壤的物理状况，先将其分成不同的部分，分开后，再基于二次利用的用途和最终处理需求，清洁到不同的程度。

技术特点：该技术对于大粒径级别污染土壤的修复更为有效，砂砾、沙、细沙以及类似土壤中的污染物更容易被清洗出来，而粘土中的污染物则较难清洗。一般来说，当土壤中粘土含量达到25%～30%时，将不考虑采用该技术。如污染物主要是有机物的话，粘土含量高的土壤更宜选用微生物修复的方法。淋洗过程通常采用可移动处理单元在现场进行，因此其所需的实施周期主要取决于处理单元的处理速率及待处理的土壤体积。采用该技术时，所需的固定投资一般为10000～20000美元，所需的运行费用为117～523美元/m3。

9 固定化/稳定化（Solidification/Stabilization）

技术描述：该技术是指将污染土壤与黏结剂混合形成凝固体而达到物理封锁（如降低孔隙率等）或发生化学反应形成固体沉淀物（如形成氢氧化物或硫化物沉淀等），从而达到降低污染物活性的目的。

技术特点：其所针对的土壤污染物质主要为无机物（包括放射性物质），一般不适于处理有机物和农药污染，不能保证污染物的长期稳定性，且处理过程会显著增加产物体积。实践表明，有许多因素可能影响异位固定化/稳定化技术的实际应用和效果。如最终处理时的环境条件可能会影响污染物的长期稳定性；一些工艺可能会导致污染土壤或固废体积显著增大；有机物质的存在可能会影响黏结剂作用的发挥；VOCs 通常很难固定，在混合过程中会挥发逃逸。该技术属于非常成熟的土壤修复技术之一，其处理费用一般少于100美元/t（包括挖土费）。

10 玻璃化（Vitrification）

技术描述：是指利用等离子体、电流或其他热源在1600～2000℃的高温下熔化土壤及其污染物，有机污染物在此高温下被热解或蒸发而去除，产生的水汽和热解产物收集后由尾气处理系统进行进一步处理后排放。熔化物冷却后形成的玻璃体将无机污染物包覆起来，使其失去迁移性。

技术特点：该技术可用于破坏、去除污染土壤、污泥等泥土类物质中的有机污染物和大部分无机污染物，但实施时，需要控制尾气中的有机污染物以及一些挥发性的重金属蒸气，且需进一步处理玻璃化后的残渣，湿度太高会影响成本。该技术所需的处理费用较高，约为650～1350美元/m3。该技术通常采用移动装置在现场进行玻璃化操作。

11 机械化学技术（Mechano-Chemical Dehalogenation）

技术描述：机械化学技术主要是指采用球磨研磨的方式引发化学反应。在球磨机中反应物进行混合并彼此紧密接触。研磨降低了颗粒大小并暴露出新的反应表面。研磨中也会产生自由基，自由基可与邻近化合物发生反应。由于大部分氯可与钙发生反应形成氯化钙，碳会形成含有氯残余物的黑色石墨残渣，因此通过研磨氧化钙可以成功的破坏DDT和其它有机化合物。

技术特点：在处理前，污染土壤需要用温度可控的旋转磁鼓机进行干燥，含水率应在2%以下。同时土壤需要过筛处理，只有粒径小于

2mm的颗粒才适用于此方法。研磨过程中有可能造成粉尘污染，同时设备噪音较大。但该技术无气体排放物生成，低温运行可以降低二恶英和其它有毒有机化合物产生的可能性。

12 焚烧（Incineration）

技术描述：使用870～1200℃（1400～2200°F）的高温，挥发和燃烧（有氧条件下）有害废物中的卤代和其它难降解的有机成分。

技术特点：通常需要辅助燃料来引发和维持燃烧。尾气和燃烧后的

残余物通常需要处理。场地外焚烧炉土壤处置费用为每公吨土220～1100美元。现场移动单元的处理费用中可以节省土壤运输费用。

13 高温分解（Pyrolysis）

技术描述：高温分解通常定义为在没有氧气存在的条件下高温所引起的有机物质的化学分解。事实上，完全无氧存在的大气是不可能达到的，因此实际上高温分解系统是在小于氧气化学计量点的条件下操作的。

技术特点：高温分解在加压和操作温度超过430℃的条件下进行。分解的气体通常需要进一步处理。尾气在二次燃烧室中处理，扩充或部分压缩。颗粒去除设备如纤维过滤器或湿式除尘器也是必须的。湿度大会增加处理费用。

14 热脱附/热解吸（Thermal Desorption）

技术描述：热解吸修复技术是指通过直接或间接热交换，将污染介质及其所含的有机污染物加热到足够的温度，以使有机污染物从污染介质上得以挥发或分离的过程。热解吸系统是将污染物从一相转化成另一相的物理分离过程，热解吸修复过程并不出现对有机污染物的破坏作用，而是通过控制热解吸系统的床温和物料停留时间可以有选择地使污染物得以挥发，而不是氧化、降解这些有机污染物。因此，人们通常认为热解吸是一物理分离过程。

技术特点：该技术应用时，高粘土含量或湿度会增加处理费用，且高腐蚀性的进料会损坏处理单元。热解吸修复过程通常在现场由移动单元完成，该技术所需的运行费用，对于石油类污染土壤一般为32～72美元/ m3，对于其他污染物一般为124～255美元/ m3。

15 填埋法（Landfill Cap）

技术描述：填埋法是修复技术中最常用的一种。填埋层的设计依赖于场地特性和系统将来的用途。填埋可以从一层种植植被的土壤变化到

复杂的多层土壤系统。通常干旱气候条件要求填埋系统简单一些，湿润气候条件可以设计比较复杂的填埋系统。填埋场最重要的组成技术特点：填埋法的费用通常小于其它技术，与修复场地相关的人类健康和生态风险可以有效控制。填埋法可以降低废物处理设施表面的暴露。填埋法不能降低有害废物的毒性，移动性和体积，但是可以减轻和迁移废物。