CN108687125A - 一种受有机挥发物污染土壤的减量化修复预处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种针对有机挥发性污染土壤的减量化修复预处理技术，属于有机污染土壤治理领域，特别是涉及一种通过分析污染物分布特性来实现待修复土壤的减量化，进而降低修复成本的土壤修复预处理方法。其原理在于：将受到有机物污染的土壤进行筛分和分级，然后测定有机污染物含量，再结合修复目标值对不需要修复的土壤颗粒筛除，从而降低受污染土壤的修复体量，来实现污染土壤绿色环保和低成本修复的目的。该方法具有操作简单、成本低、环境友好的优点，具有较好的经济效益和环境效益。

Description

一种受有机挥发物污染土壤的减量化修复预处理方法

技术领域

本发明属于有机污染土壤治理领域，特别涉及一种受有机挥发物污染土壤的减量化修复预处理方法。

背景技术

挥发性有机污染物常用VOCs表示，按照世界卫生组织的定义，是指沸点在50℃-250℃的化合物，室温下饱和蒸汽压超过133.32Pa，在常温下以蒸汽形式存在于空气中的一类有机物，主要包括烷烃类、芳烃类、烯烃类等有机化合物。土壤中的挥发性有机污染物容易在风力和水力的作用下还可能进入到大气和水体中，导致大气污染、水体污染和生态系统退化等其他次生生态问题，还可通过植物的吸收和食物链的积累，进而危害人类健康，如直接被人体摄入和体内积累，影响人体生化和生理反应，破坏神经系统和内分泌系统。

由于挥发性有机污染物的易挥发扩散特性，使得其在受污染土壤分布较广，随污染时间增长更容易造成大面积的土壤污染，土壤修复要尽快进行，因此修复过程要技术可靠性和修复经济性同时考虑。对于受有机挥发物污染土壤而言，常见的修复技术有脱附技术、气相抽提技术、淋洗技术、微生物修复、植物修复等。

(1)脱附技术：通过直接或间接热交换，将污染介质土壤及其所含的有机污染物加热到足够的温度，使有机污染物从污染土壤中挥发或分离，实现有机污染土壤修复的目的。热处理修复技术是针对高浓度有机污染土壤，适用于挥发和半挥发有机污染物、卤化或非卤化有机污染物、多环芳烃等。热处理技术优点是处理效果好，应用方便，可实现各种有机污染物的完全无害化处理，缺点是黏粒含量高的土壤处理困难，处理含水量高的土壤耗能多，费用较高。

(2)气相抽提技术：是一种原位不饱和(渗流)区土壤修复技术，通过设置抽提井，真空加压，在受污染区域诱导产生气流，将被吸附的、溶解状态的或者自由相的污染物转变为气相(气化)，抽提到地面，然后再进行收集和处理土壤中的挥发性有机物。抽提技术的主要优点是能够原位操作，对周围的干扰能够限定在尽可能小的范围之内，与污染物质的挥发特性和气流在土层中的渗透特性密切，适合应用在均匀性和渗透性比较好的不饱和带。

(3)淋洗技术：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，通过溶剂与污染土壤混合，然后再把包含有污染物的液体从土壤中抽提出来，进行分离处理的技术。适用于处理重金属和有机污染物污染土壤，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。

(4)微生物修复技术：指利用微生物将土壤、地下水中的危险污染物降解、吸收或富集的修复技术，是利用天然或培养的功能微生物群，在特定环境条件下通过微生物代谢来降低有毒污染物活性的生物修复技术。优点是修复成本低，对土壤结构破坏小，缺点是对待修复土壤微生物的选择，修复时间长。

(5)植物修复技术：是利用特定植物的吸收、转化、清除或降解土壤中的污染物，从而实现土壤净化、生态效应恢复的治理技术。植物修复具有成本低、效率高、无二次污染、不破坏植物生长所需的土壤环境等特点，但对环境的选择性强，多只用于低污染和浅层污染的土壤。

上述修复技术多针对受到污染的土壤开展整体修复，很少涉及对修复污染物在待修复土壤中的分布特点开展减量化预处理修复，虽然可以实现污染土壤的修复，但是修复体量大、成本高。对高温粉尘颗粒物富集重金属或有机物的实验表明，高温烟气容易挥发的重金属或有机物容富集在比表面积较大的细小颗粒上，且粒度越细富集程度越高。考虑到挥发性有机物的挥发特性，挥发性有机污染物在土壤中的存在也有可能也是在粒度较细的土壤颗粒中富集较多，或许有着和烟气污染物容易富集在细颗粒物中的类似特性。因此，在分析挥发性有机污染物在土壤中的分布研究基础上，对污染土壤进行分级分选，将可以实现污染土壤修复的减量化，这不仅可以降低污染土壤的处理量，而且可以显著降低污染土壤修复成本，可以实现修复过程中的减量化和绿色低成本修复，因此具有较好的发展前景。

发明内容

本发明所解决的技术问题是一种针对有机挥发性污染土壤的减量化修复预处理技术。该方法具有操作简单、效果好、成本低、环境友好、易于推广等优点，并能为挥发性有机污染土壤治理的减量化修复工程技术应用提供了参考。其原理在于：将受到挥发性有机污染的土壤进行筛分和分级，然后测定不同粒径范围的有机污染物含量，再结合修复目标值，对不需要修复的大粒径土壤颗粒进行筛除，从而降低收污染土壤的修复体量，来实现绿色环保和低成本修复污染土壤的目的。

上述目的和任务是通过如下技术方案实现的：

一种受有机挥发物污染土壤的减量化修复预处理方法，其特征在于：通过分析有机挥发性污染物在土壤中不同粒径范围的含量，然后结合修复目标值对土壤进行分类，筛出不需要进行修复的大粒径污染土壤，实现污染土壤修复显著减量化，具体步骤为：

(1)将污染土壤进行粒径分级，利用气相色谱-质谱联用仪测定有机污染物在不同粒径中的含量；

(2)以待修复污染土壤修复目标值为基准，结合分析结果，筛选出不需要进行修复的污染土壤颗粒范围；

(3)从污染土壤中筛选出不需要进行下一步修复的大粒径土壤颗粒，减少污染土壤修复量，筛选出下一步待修复的小粒径污染土壤颗粒。

其中，步骤(2)中，污染土壤粒径筛选范围控制在0.1mm～10mm之间，粒径筛选分级组不超过5组。该筛选范围是选择筛网的尺寸范围(这代表，筛网的最大孔径是10mm，最小孔径是0.1mm)，既不是一定是需要进行修复的粒径范围，也不是一定是不需要修复的粒径范围，具体的修复要根据不同粒径土壤中的污染物浓度和待修复的目标值而定。

其中，测定的仪器为气相色谱-质谱联用仪。

其中，步骤(2)中，所述修复目标值优选为2-10mg/kg，即1kg污染土壤中含有机挥发性污染物2-10mg。该修复目标值区间根据具体项目要求(如原始100mg，修复到20mg，需要从土壤分级中选择合适的粒径土壤进行修复；原始10mg，修复到1mg，需要从土壤分级中选择合适的粒径土壤进行修复；这些都是根据具体项目的原始土壤数据和具体要求目标，再结合土壤中污染物的分布特点而定。该范围只是优选的例举。

具体实施方式

实施例1

受挥发性有机物苯污染的砂质土壤，含水率14.5％，修复目标值为2mg/kg，通过分级筛分级测定表明＜0.1mm、0.1-1.5mm、1.5-3.0mm、3.0-10.0mm和＞10.0mm的土壤中所含有的苯含量分别为38.4mg/kg、14.9mg/kg、4.5mg/kg、1.3mg/kg和0.5mg/kg，其中需要修复的为粒径＜3.0mm范围的污染土壤；因此通过筛选分级筛分去除粒径＞3.0mm范围的土壤，由于粒径＜3.0mm范围的污染土壤占总砂质土壤的比例为57％，因此通过预处理筛选，可实现污染土壤修复减量43％，可以减少修复工程量，降低修复成本。

实施例2

受挥发性有机物对二甲苯污染的粘质土壤，含水率20.0％，修复目标值为10mg/kg，通过分级筛分级测定表明＜0.5mm、0.5-3.0mm和＞3.0mm的土壤中所含有的对二甲苯含量分别为16.8mg/kg、13.2mg/kg和7.3mg/kg，其中需要修复的为粒径＜3.0mm范围的污染土壤；因此通过筛选分级筛分去除粒径＞3.0mm范围的土壤，由于粒径＜3.0mm范围的污染土壤占总砂质土壤的比例为79％，因此通过预处理筛选，可实现污染土壤修复减量21％，可以减少修复工程量，降低修复成本。

实施例3

受挥发性有机物乙苯污染的砂质土壤，含水率8.9％，修复目标值为5mg/kg，通过分级筛分级测定表明＜0.3mm、0.3-1.5mm、1.5-5.0mm和＞5.0mm的土壤中所含有的苯含量分别为11.9mg/kg、8.9mg/kg、3.6mg/kg和0.4mg/kg，其中需要修复的为粒径＜1.5mm范围的污染土壤；因此通过筛选分级筛分去除粒径＞1.5mm范围的土壤，由于粒径＜1.5mm范围的污染土壤占总砂质土壤的比例为45％，因此通过预处理筛选，可实现污染土壤修复减量55％，可以减少修复工程量，显著降低修复成本。

Claims (4)

1.一种受有机挥发物污染土壤的减量化修复预处理方法，其特征在于，通过分析有机挥发性污染物在土壤中不同粒径范围的含量，然后结合修复目标值对土壤进行分类，筛出不需要进行修复的大粒径污染土壤，实现污染土壤修复显著减量化，具体步骤为：

(1)将待修复污染土壤进行粒径分级，测定有机挥发性污染物在不同粒径污染土壤中的含量；

(2)以待修复污染土壤中污染物修复目标值为基准，结合分析结果，筛选出不需要进行修复的污染土壤粒径范围；

(3)从污染土壤中筛选出不需要进行下一步修复的大粒径土壤颗粒，减少污染土壤修复量，筛选出下一步待修复的小粒径污染土壤颗粒。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(2)中，污染土壤粒径筛选范围控制在0.1mm～10mm之间，粒径筛选分级组不超过5组。

3.如权利要求1-2之一所述的方法，其特征在于：优选，测定的仪器为气相色谱-质谱联用仪。

4.如权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述修复目标值优选为2-10mg/kg，即1kg污染土壤中含有机挥发性污染物2-10mg。