《环境修复工程》课件-第13章固体废弃物污染的环境修复工程

第13章固体废弃物污染的环境修复工程

环境修复工程2026/9/170:02固体废弃物概述13.1固体废弃物污染的环境修复13.2环境修复工程目录2026/9/170:02建筑垃圾报废车辆医疗垃圾生活垃圾电子垃圾商业垃圾13.1固体废弃物概述

13.1.1固体废弃物定义

固体废弃物（Solidwaste）是指在生产、生活和其他活动中产生，在一定时间和地点无法利用而被丢弃的污染环境的固态、半固态废弃物质。

在具体生产环节中，由于原材料的混杂程度，产品的选择性以及燃料、工艺设备的不同，被丢弃的这部分物质，从一个生产环节看，它们是废物，而从另一生产环节看，它们往往又可以作为另外产品的原料，而是不废之物。因此，固体废弃物又有“放错地点的原料”之称。2026/9/170:0213.1.2固体废弃物来源

固体废弃物的来源大体上可分为两类：

一是生产过程中产生的废弃物，称生产废物；

另一类是在产品进入市场后在流动过程中或使用消费后产生的固体废弃物，称生活废物。

固体废弃物的产生有其必然性，这一方面是由于人们在索取和利用自然资源从事生产和生活活动时，限于实际需要和技术条件，总要将其中一部分作为废物丢弃；另一方面是由于各种产品本身有其使用寿命，超过了一定期限，就会成为废物。2026/9/170:02环境修复工程

413.1.3固体废弃物分类

固体废弃物分类方法很多，按其形状可分为固体废弃物和泥状废物；按其组成可分为有机废物和无机废物；按其来源可分为工业固体废弃物、矿业固体废弃物、农业固体废弃物、有害固体废弃物和城市垃圾（Urbangarbage）等废物；按其危害性可分为一般固体废弃物和危险性固体废弃物(Hazardouswaste)，如图13-1所示。对于有放射性的固体废弃物，在国际上单列一类，另行管理。2026/9/170:02环境修复工程

513.1.4固体废弃物特点

固体废弃物有如下三个特点：（1）资源性（Resource）

固体废弃物品种繁多，成分复杂，特别工业废渣，不仅量大，具备某些天然原料、能源所具有的物理、化学特性，而且比废水、废气易于收集、运输、加工和再利用；城市垃圾也含有多种可再利用的物质和一定热值的可燃物质。因此，许多国家已把固体废弃物视为“二次资源”或“再生资源”。把利用废物替代天然资源作为可持续发展战略中的一个重要组成部分。（2）污染“特殊性（Particularity）”

固体废弃物除直接占用土地和空间外，其对环境的影响通常是通过水、气和土壤进行的，是水、气和土壤环境污染的“源头”，其污染途径见图13-2所示。2026/9/170:02环境修复工程

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被固体废弃物污染的水、气、土经治理后，生成含有污染物的污泥、粉尘、脏土等“新固体废弃物”。这些“新固体废弃物”如不进行彻底治理，则会又成为水、气、土壤环境的“新污染源”。如此循环，形成固体废弃物污染的“特殊性”。（3）危害性（Harmfulness）

固体废弃物的危害性表现对环境的危害、对人体健康的危害和严重危害性三方面。1)固体废弃物对环境的危害

固体废弃物对环境的危害主要表现在以下几个方面：①侵占土地。固体废弃物需要占地堆放，每堆积104t废物，约需占地667m2；②污染大气。尾矿、粉煤灰、污泥和垃圾中的尘粒随风飞扬；运输过程中产生的有害气体和粉尘、固体废弃物本身或在处理（如焚烧）过程中散发的有害毒气和臭味等严重污染大气；③污染土壤和地下水。废物堆置或没有采取防渗措施的垃圾简易填埋，其中的有害成分很容易随渗沥液浸出而污染土壤和地下水。任意堆放或简易填埋的垃圾，其本身所含水和淋入堆放垃圾中的雨水所产生的渗沥液流入周围地表水体或渗入土壤，造成地表水或地下水的严重污染，致使污染环境的事件屡有发生。2026/9/170:02环境修复工程

82）对人体健康的危害

危险废物会对人体产生危害。危险废物的特殊性质表现在它们的短期和长期危险性上。就短期而言，是通过摄入、吸入、皮肤吸收、眼睛接触而引起毒害或发生燃烧、爆炸等危险性事件；长期危害包括重复接触导致的长期中毒、致癌、致畸、致突变等。3）严重危害性

工业、矿业固体废弃物堆积，占用了大片土地造成环境污染，严重影响着生态环境；生活垃圾、粪便是细菌和蠕虫等的孽生地和繁殖场，能传播多种疾病、危害人畜健康；危险废物对环境污染和人体健康的危害更加严重。这与危险废物的特性密切相关，主要表现在以下几个方面：①易燃性

由于易燃性危险废物容易燃烧，并且能放出大量的热和烟气，不仅造成热污染和大气污染，还可能因间接地提供了一定的能量，引起另一些危险废物对环境和人体造成危害，或者使其他在常温条件下无害的废物变为危险废物;2026/9/170:02环境修复工程

9②腐蚀性

具有腐蚀性危险废物不仅会直接对人体和其他生物造成损伤；而且会使盛装容器受到腐蚀发生渗漏，破坏金属、混凝土等的构筑物;③反应性

具有反应性危险废物发生聚合与分解反应，或与空气、水等发生强力反应、以及因受热、冲击而发生爆炸所释放出的有毒烟雾和能量，会对环境和人体健康造成极严重的破坏和损伤;④毒性

具有毒性的废物能使人、动植物中毒，严重时甚至造成死亡;⑤感染性。具有感染性的危险废物会因含有致病的微生物（病源菌）、病毒，使人和动植物出现病态，严重时死亡。2026/9/170:02环境修复工程

1013.2固体废弃物污染的环境修复

13.2.1固体废弃物环境修复概述

固体废弃物环境污染主要对象是土壤和水体。固体废弃物污染的修复就是利用物理、化学或生物的方法对污染环境的固体废弃物进行处理，以达到减少污染，无害化处理的过程。

固体废弃物污染的物理修复（Physicalremediation）是一项借助物理手段修复环境的过程。物理修复主要包括：物理分离修复、蒸汽浸提修复、固定/稳定化修复、玻璃化修复、低温冰冻修复、热力学修复以及电动力学修复等技术。

固体废弃物污染的化学修复（Chemicalremediation）是通过投加化学试剂与被修复对象发生氧化、还原等化学反应，达到修复环境的目的。化学修复主要包括：原位化学淋洗技术、溶剂浸提技术、化学氧化修复技术和化学还原与还原脱氮修复技术等。2026/9/170:02环境修复工程

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固体废弃物污染的生物修复(Bioremediation)主要是利用天然存在的或特别培养的微生物在可调控环境条件下将有毒污染物转化为无毒物质的处理过程。生物修复可以消除或减弱环境污染物的毒性，可以减少污染物对人类健康和生态系统的风险。这项技术的创新之处在于它精心选择、合理设计操作的环境条件，促进或强化在天然条件下本来发生很慢或不能发生的降解或转化过程。

物理修复、化学修复和生物修复技术可参考第2，3，4，5，6，7章相关内容。2026/9/170:02环境修复工程

1213.2.2垃圾场的生态修复

目前主要的垃圾填埋场生态修复技术包括堆体污染控制技术、好氧快速稳定技术、垃圾开采利用技术和景观植被绿化技术等。对于已经封场多年的垃圾填埋场的修复，考虑旧垃圾填埋场的污染程度以及旧垃圾填埋的修复定位问题，根据不同的问题采取不同的修复措施。对于重度污染的填埋场直接开采进行修复，而对于大量轻度或中度污染地，则宜采用原位生态修复。

无论是垃圾堆放场，还是垃圾填埋场，限制生态修复的仍是基质的不和谐性，表现为“垃圾土”的水、肥、气、热、毒等，难于适宜大多数植物的生长。在植被营建过程中、必须考虑垃圾热对植物根系生长的影响。2026/9/170:02环境修复工程

131.垃圾渗滤液污染场地的生态修复

垃圾渗滤液(Refuseleachate)是垃圾在堆放和填埋过程中，由于发酵和雨水的淋溶、冲刷，以及地表水和地下水的浸泡而排放出来的高浓度有机污水，其COD最高可达100g/L，铵态氮可达1700mg/L。除此之外，渗滤液中还含有多种重金属。对于由于垃圾堆放引起的土壤重金属污染，可采用植物对重金属的忍耐和超量积累能力并结合共生的微生物体系来实现对重金属污染环境的修复。根据其作用过程和机理，重金属污染土壤的植物修复技术可分为植物稳定、植物挥发和植物提取三种类型。2026/9/170:02环境修复工程

14（1）植物稳定

植物稳定(Phytostabilization)是利用耐重金属植物降低土壤中有毒金属的移动性，从而减少金属被淋滤到地下水或通过空气扩散进一步污染环境的可能性。植物在植物稳定中主要有两种功能:1）保护污染土壤不受浸蚀，减少土壤渗漏来防止金属污染物的淋移。重金属污染土壤由于其毒害作用常缺乏植被，荒芜的土壤更易遭受浸蚀和淋漓作用，使污染物向周围环境扩散，稳定污染物最简单的办法是种植耐金属胁迫植物复恳污染土壤;2）通过金属在根部积累和沉淀或根表吸收来加强土壤中污染物的固定。此外，植物还可以通过改变根际环境(如pH和Eh)来改变污染物的化学形态，在这个过程中根际微生物(细菌和真菌)也可能发挥作用。2026/9/170:02环境修复工程

15（2）植物挥发

植物挥发(Phytovolatilization)是利用植物的吸收、积累和挥发而减少土壤中一些挥发性污染物，即植物将污染物吸收到体内后将其转化为气态物质，通过叶面释放到大气中，达到减轻土壤污染的目的。已有的研究主要针对挥发性重金属元素Hg和易于形成生物毒性低的挥发性有机物的元素Se进行的。研究表明，很多植物能吸收污染土壤中的Se，并将其转化为可挥发的气态Se化合物(CH3SeCH3，CH3SeSeCH3)，湿地上的某些植物可清除土壤的Se，其中单质Se75%，挥发态Se为20%～25%。Hg在环境中以多种状态存在，包括元素Hg、无机Hg离子(HgCl、HgO、HgCl2等)和有机汞化合物(Hg(CH3)、Hg(C2H5)等)。其中以Hg(CH3)对环境危害最大，且易被植物吸收。一些耐Hg毒的细菌体内含有一种Hg还原酶，催化Hg(CH3)和离子态Hg转化为毒性小得多、可挥发的单质Hg，因而可运用分子生物学技术将细菌的Hg还原酶基因转导到植物中，再利用转基因植物修复Hg污染土壤。挥发进入大气的污染物有可能产生二次污染问题，对人类和生物具有一定的风险，因而此方式尚存不少疑虑。2026/9/170:02环境修复工程

16（3）植物提取

植物提取(Phytoextraction)是指利用重金属积累植物或超积累植物从土壤中吸取一种或几种重金属，并将其转移、储存到植物根部可收割部分和植物地上枝条部分，通过收获或移去已积累和富集了重金属的植物的枝条并集中处理，连续种植这种植物，即可使土壤中重金属含量降低到可接受水平。研究镉对黄杨(Euonymusjaponica)、海桐(Ptiiosporumtobira)、冬青(Ilexpurpurea)、杉木(Cunninghamialanceolata)和香樟(Cinnamomumcamphora)五种常绿树木的影响发现,树木叶片用CdCl2溶液培养2天后，含量增强，分别为原来的602.94%、907.81%、2272.00%、1256.83%和979.72%。

在高汞区种植红树（Rhizophoraapiculata）等木本植物吸收较大量的汞，储存于不易被动物啃食的茎、根部位，分解后的有机碎屑生成的腐殖质有较强的吸附汞的能力，避免汞的再次污染。木本植物具有高大的基干、茂密的树叶及发达的根系，不与食物链相连，同时对土壤中镉、汞有较强的吸收积累作用，吸入重金属的植物可作为工业及建筑用材，达到消减稀释重金属的目的，又由于其处理量大，净化效果好，受气候影响小而广为利用。2026/9/170:02环境修复工程

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总之，植物修复技术在清除因垃圾堆放污染的土壤中重金属污染物具有技术和经济上的双重优势，实用范围广，污染物在原地去除，通过传统农业措施种植植物，使成本大大降低，且植物本身对环境的净化和美化作用，更易被社会所接受。此外，植物修复过程也是土壤有机质含量和土壤肥力增加的过程，被修复过的土壤适合多种农作物的生长。表13-1列出了美国各州污染场地污染物的种类和利用植物修复的状况和效果。2026/9/170:02环境修复工程

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垃圾堆放和填埋场地重金属污染的共生微生物修复包含两方面的技术：微生物吸附和微生物氧化还原。前者是重金属被活的或死的生物体所吸附的过程；后者则是利用微生物改变重金属离子的氧化还原状态，从而降低环境和水体中的重金属水平。微生物吸附的实际应用取决于两个方面：筛选具有专一吸附能力的生物和降低培育生物的成本。最近在改进生物吸附方面的研究包括：提高微生物吸附特定金属离子能力的方法；收集生物体及被吸附金属的新方法等。

对于某些重金属污染的场地土壤，可以利用微生物来降低重金属的毒性。研究表明，细菌产生的特殊菌能还原重金属，且对Cd、Co、Ni、Mn、Zn、Pb和Cu等有亲和力。如Citrobactersp产生的酶能使Cd形成难溶性磷酸盐。选用从含Cr+6、Zn、Pb等10mmol/L土壤中分离出来的菌种能够将硒酸盐和亚硒酸盐还原为胶态的Se、能将Pb2+转化为胶态的Pb，而胶态Se与胶态Pb不具毒性，结构稳定。2026/9/170:02环境修复工程

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在有毒金属离子中，以铬污染的微生物修复研究较多。在好气或厌气条件下，已知有许多异养微生物催化Cr6+→Cr3+的还原反应。许多研究还显示，有机污染物如芳香族化合物可以作为Cr6+还原的电子供体，这一结果表明微生物可以同时修复有机物和铬的污染。同样，U6+还原微生物在还原U6+的同时，把有机污染物氧化成CO2。微生物还可以通过产生还原性产物如Fe2+和硫化物，间接促进Cr6+的还原，Fe2+和硫化物可还原Cr6+。微生物Thaueraselenatis可以除去污水中98％以上的硒，同时经反硝化作用除去NO3-。

一些Fe3+还原细菌可以把Co3+-EDTA中的Co3+还原成Co2+，这有较大约实用价值，因为放射性Co3+-EDTA的水活性很高，而Co2+与EDTA结合较弱，可使钴的移动性降低。除了通过还原金属离子形成沉淀外，微生物还可把一些金属还原成可溶性的或挥发性的形态。如一些微生物可把难溶性的Pu4+还原成可溶性的Pu3+。一些微生物可把Hg2+还原成挥发性的Hg。铁锰氧化物的还原也可把吸附在难溶性Fe3+、Mn4+氧化物上的重金属释放出来。

在微生物修复中，也常利用微生物的氧化反应。例如，在含高浓度重金属的污泥中，加入适量的硫，微生物即把硫氧化成硫酸盐，降低污泥的pH值，提高重金属的移动性。2026/9/170:02环境修复工程

222.垃圾渗滤液污染垃圾填埋场地下水的修复

垃圾渗滤液（Landfillleachate）是一种高浓度氨氮废液，垃圾成分的复杂性和C/N失调导致填埋场氨氮的积累，高浓度氨氮对微生物活性有强烈的抑制作用，成为制约垃圾填埋场和垃圾渗滤液处理的瓶颈。针对渗滤液污染地下水的修复，采用较多的处理方法有隔离措施、水力梯度法、地下曝气法、泵-抽处理技术、原位生物修复技术以及可渗透反应墙(PRB，site-PermeableReactiveBarriers)技术。在上述修复方式中，传统的抽取-处理法处理污染的地下水应用比较广泛，但实践证明这种方法运行周期长，耗能大，同时效率相对较低。经工程实践证明，PRB技术去除污染物效果明显，基建和操作以及后期维护费用也极具经济效益。2026/9/170:02环境修复工程

233.已关闭垃圾场的植被修复

垃圾填埋场（WasteLandfill）在封场以后由于有一定的覆盖土层存在，可以隔绝垃圾发酵产生的气体和高温，因此自然条件下也会存在一个自然植被的恢复过程。对于服役期满而即将关闭的垃圾填埋场，采用乔木、灌木和草本相结合的措施进行生态修复。垃圾填埋场植被修复的影响因素:（1）封场覆盖材料

填埋场是一种次生裸地，有机质含量较高，封场时要对土壤表层的垃圾进行覆土处理，覆土厚度十分重要。如果该类土壤含有较高浓度的重金属，会影响植物的生长。在支持土层固定的基础上，研究不同营养植被层厚度对垃圾填埋场植物生长的影响结果表明:封场覆盖的营养植被层厚度对植物的成活率和长势具有较大影响，厚度过薄会影响植物的生长，过厚对植物长势无明显的促进作用，因此较理想的营养层厚度为30-45cm。实际上，不同植被类型需要不同的覆土层厚度；2026/9/170:02环境修复工程

24（2）土壤基本性质

与常规土壤相比，一般有机质和氮、磷、钾等营养元素含量较高，同时存在数量庞大、种类繁多的微生物，但较高的重金属(如Cu、Cd、Pb、Zn等)含量会抑制微生物活性，破坏土壤性质，从而抑制植物生长。另外，温度也是很重要的因素。已关闭填埋场表面以下20和30cm深处基质的温度比正常土壤温度分别高出20℃和15℃。研究表明，过高的土温会导致植物根系呼吸消耗增多，抑制植物根系生长，甚至烧伤根系，导致植物死亡；（3）填埋气体

垃圾填埋场的填埋物会产生大量填埋气体，如二氧化碳、甲烷、硫化氢、氨气等，并形成恶臭，这些气体会对环境和植物生长造成不同程度的负面影响。7种树种进行垃圾填埋场修复种植试验结果表明:垃圾填埋场的填埋气是影响树木生长的主要因素，对大多数植物存在不利影响；2026/9/170:02环境修复工程

25（4）植被的选择

通常垃圾填埋场的生态环境比较恶劣，且不同地区不同类型垃圾填埋场的环境条件也有所差异，因此，选择合适的植物品种是决定垃圾填埋场植被重建成功与否的关键。受环境条件的限制，在进行垃圾填埋场植被重建时，一般选择抗逆性强、易于管护、景观效果好的本土植物品种作为修复植物。

总体来看垃圾填埋场的自然植被恢复符合一般植被恢复的过程：次生裸地-草本植物-乔本植物-木本植物。

为了尽快使垃圾填埋场内的生态恢复，国内许多地方也进行了人工种植植被的生态修复方法。杭州市天子岭废弃物处理总场植被重建中采用的模式核心是“分期种植”。曲靖市太和山垃圾卫生填埋场1号库区于2010年8月进入封场阶段，将其改造为人工湿地，通过种植芦苇、香蒲、菖蒲、水葱、灯心草等常见植物来修复湿地生态系统，然后再利用人工湿地处理垃圾填埋场的渗滤液等污水。2026/9/170:02环境修复工程

26小叶榕结缕草毛叶丁香刺桐蓖麻刺藤葛藤构树重庆某垃圾场选出的先锋植物

根据国内外垃圾填埋场生态修复的实践，对封场后的垃圾填埋场进行生态修复时首先要考虑的就是一个对垃圾填埋场的修复定位问题。到底是修复成公园等休闲娱乐用地，还是仅仅对其进行绿化，定位不同所采用的改造方法也不一样。如果是修复成休闲娱乐用地，除了必要的生态修复和植被种植外，还要对整个填埋场内的环境进行综合整治，要考虑到环境问题和安全问题，对垃圾渗滤液和发酵产生的废气都要进行收集处理，对垃圾山体也要进行整固，防止地质灾害的发生。如果只是对其进行绿化，只需要选择好一定的耐性植物，做好沼气导排、渗滤液处理等工作就可以了。2026/9/170:02环境修复工程

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294.固体废弃物堆放不当造成的农田场地污染的生物修复对于固体废弃物堆放不当造成的农田场地污染，如市政污泥、化工厂残留物、食品厂加工产生的污泥、石油化工有害废物、纺织厂污泥、炼油厂污泥、木材防腐废物、造纸厂污泥等堆放在农田造成的污染，可以通过土地耕作(Landfarming)对上层土壤进行生物修复。土地耕作使用的设备是农用机械，通过耕翻，促进微生物对有害化合物的降解。一般土地耕作只能适用于上层30cm的土壤，再深的土壤污染修复需要用特殊的设备。土地耕作是好氧生物过程，使用土壤作为接种物和供生物生长的基质。为加速生物降解应使土壤通气，在耕翻的同时加入营养盐。整地的一般规程包括：去除大块石块和碎片，使土壤比较均匀一致；施用添加剂，使90％以上的土壤有添加剂；烃类、氮和磷的一般比例为100:10:1，还需要根据土壤状况补充微量元素如钾等；一次施用量应限制在45kg／m3土壤之内，以防止流失；如需要大量的营养盐可以用缓释剂或多次施用；尽量增加土壤孔隙度，勤翻土壤或加入膨松剂，防止压实土壤；黏土较重的土壤一般要掺砂子、锯末或木片，也有用石膏减少黏土中的水分，加10％～30％的体积；调整土壤的pH值，可用石灰、明矾或醋酸。对于0.3m以下的污染土壤，应用整备床处理技术(图13-3)。2026/9/170:02环境修复工程

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31处理的费用与物料处置和防止污染物迁移紧密相关。整备床需有防止污染物迁移的措施。整备床表层需有黏土层或塑料层保护，塑料层通常用2mm的高密度聚乙烯（HDPE），需要渗滤液收集系统和泄漏监测系统。控制污染物释放设施的大小与污染物的环境健康风险、所处的地区以及预计消除污染的时间有关。土壤耕作床通常用砂子或土壤作为底层，底层可以保护黏土层或塑料层防止机械损伤(图13-4)。砂子或土壤的厚度为0.6～1.2m，最薄的也应该有0.3～0.6m，因为有些表层砂子会被铲车铲出。还需要建立排水系统收集渗滤液，渗滤液可以送回到土壤处理或送到处理厂处理。

苫盖与否取决于当地的条件和排放气体的控制。苫盖可以减少降水负荷．减少渗透液的处理量，也比较经济。过多的土壤水分(质量分数＞70％)会阻碍空气迁移，引起不必要的厌氧代谢。当然土壤系统也不可能100％的好氧．总会有厌氧代谢存在于土壤或污泥颗粒的内部。2026/9/170:02环境修复工程

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污染土壤挖出后，必要时过筛，放在砂床上。土壤撒至0.3～0.5m厚，这个厚度决定于耕作设备的能力。必要时调整pH值和加入营养盐使土壤降解速度加快。通常加石灰升高土壤的pH值，最初加入的量应根据石灰曲线的变化确定。石灰曲线是通过蒸馏水中的土壤浆与逐渐添加石灰混合产生的pH值绘制的。因为转移速率较低，土壤浆的pH值会发生缓慢漂移。为了使pH值稳定，在两次加入石灰之间要有足够的时间。石灰的加入量必须严格按现场监测的pH值变化来调节，需要防止加石灰过量。pH值下降程度与原来有机负荷以及系统的缓冲能力有关。

加入的营养盐一般用的是化肥，直接施用于粉剂或配成水溶液后施用。最初的营养要求是根据化学计算、可处理性研究以及控制特定微生物(如黄孢原毛平革菌)的反应等诸项要求而确定的。在处理过程中，以一定的间隔分析土壤样品，维持最佳过程参数，并在运行中进行调整。

为了降解难降解的化合物，使用微生物接种可以缩短驯化期，提高反应速率。例如降解含氯化合物，经常加入下水污泥和牛粪来提高微生物的数量以及补充能源。2026/9/170:02环境修复工程

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34施用所有的添加剂以后，耕、耙污染土壤。这些操作增加施用的肥料和微生物种子的均匀性，并促进氧气的转移。好氧系统的氧化还原电位应当保持在800mV以上。有些操作要求为每天耕翻。处理过程进行中应监测土壤中的污染物随时间消失的过程，也应监测渗透液样品以记录随水的损失量。应用该方法对木材防腐剂五氯酚(PCP)污染的土壤进行修复，经土地耕作法处理使总量约为4000m3，PCP平均浓度为100mg/kg的砂土在4个月内下降到平均浓度5mg/kg,半衰期约为25d。处理过程包括挖出污染土壤，摊开至0.4m厚，加入8cm厚的牛粪或下水道污泥。整备床底有2mmHDPE膜，在渗透液收集系统上有15cm厚的砂粒层。土壤置于砾层的上面，整个设施有顶棚遮盖。13.2.3垃圾堆肥污染的修复

垃圾堆肥（Wastecomposting）是指居民生活垃圾中的有机物通过分解发酵而得到的一种性能稳定的产品，它的主要成分是类似腐殖质的物质，它不是肥料，而是一种土壤改良剂（Soilconditioner）。

过去人们处理垃圾的方法主要有两种:一是焚烧，二是掩埋。焚烧过程中产生大量的有毒气体和CO2，污染环境，危害人类身体健康；而掩埋垃圾需要大量的土地，耗费大而且有时可能爆炸(由于垃圾成分复杂所致)，并潜在有再污染的可能性。相反，垃圾堆肥过程可以使垃圾中的有机物质在一定条件下转化为土壤改良剂，从而减少垃圾对地下水资源和环境的污染，有利于能源回收和再利用，所以很多发达国家愈来愈重视垃圾堆肥的生产和利用。

堆肥化系统中不管是工艺过程还是设备的运转过程均会产生二次污染源，污染自然环境，影响人们的正常生活。产生的污染源如臭气、污水、灰尘、噪声、振动、重金属等。在堆肥化系统的设计过程中，必须采取应有的措施防治二次污染的产生。2026/9/170:02环境修复工程

351.除臭技术与设备

堆肥化系统产生的臭气，主要有“氨、硫化氢、甲基硫醇、胺”等，因此需采取措施来防治臭气的产生。通常，臭气直接影响人体的健康，因此，可根据人们的嗅觉为标准而相应地采取除臭措施。

常用的几种主要除臭技术：①清洁气体法,即将排出的臭气变成液态。使用液体如水、海水、酸(各种酸、臭氧水、高锰酸钾等)、碱(氢氧化钠、次氯酸钠)，将臭气液体化，或利用这些液体减少臭气：使用这种方法通常是在清洁塔中进行，可采用下面几种系统：喷射塔系统；密封塔系统等；②臭氧氧化方法,利用臭氧的强氧化能力，以及臭氧的屏蔽作用，同时这种方法需要没置臭氧发生器、臭氧反应塔；③堆肥氧化吸附法,即土壤除臭法，—般是采用熟堆肥除臭或施用熟堆肥的土壤除臭，这种方法及设施都比较简单，熟堆肥原料来源于堆肥产品。为防治从处理设备产生的灰尘，应安装除尘装置。2026/9/170:02环境修复工程

362.振动与噪声的防治

在堆肥化设备中，振动可以通过破碎机中的物料撞击或旋转滚筒转动不平衡产生。振动控制标准值：白天为65～0dB。夜间为60～65dB。减小振动的方法是在设备和基地之间安装隔振板，并使地基尽量大。特别是在地面较软的地方，事先对地质概况作了解后再安装机器；一般来讲，如果振动是在设备安装好后运行时才发生的，就很难采取措施来解决振动问题，因此事先应妥善考虑。堆肥化系统中的噪声源，主要来自空气压缩机和鼓风饥，通常功率超过7.5kw的，常产生超标噪声，可采用减噪声措施防治。3.污水处理

污水处理设备是处理来自贮料发酵仓，处理设备运转过程中以及附属建筑的生活污水等。堆肥系统产生的污水必须处理。相对其他垃圾处理设备相比，堆肥化系统中产生的污水量比较少。2026/9/170:02环境修复工程

374.重金属污染的修复

重金属污染是垃圾堆肥施用过程中的一个重要问题。污水污泥和土壤中的重金属以不同的化学形态存在，主要有以下五种形式:①简单的或在溶液中络合的水溶态离子，易被植物吸收利用，可用水提取；②可以交换的代换态离子，能被植物吸收利用，可用中性盐(pH=7的醋酸铵)提取；③与有机物键合的可给态离子，能被植物吸收利用，可用酸性弱酸盐(pH=4.8的醋酸铵)提取；④酸溶态的氧化物、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐或其他“二级矿物”等，不能被植物直接吸收利用，可用一定浓度的强酸(1mol/LHCl)提取；⑤“一级矿物”晶格中的难溶态离子，不能被植物吸收利用，只有用各种混合酸(HNO3-HCl-HClO4-HF)进行加热消解，才能从土壤中溶出。2026/9/170:02环境修复工程

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重金属究竟以哪一种形式存在，与其自身的特性和所存在的环境有关，而在垃圾堆肥过程中还与垃圾的性质有关，并且不是所有形式均被植物吸收利用。研究表明，垃圾堆肥中的重金属主要以残渣态形式存在，经过堆肥化处理后，水浸提态重金属的含量减少，而交换态和有机结合态增加，被生物吸收利用的可能性增强。采用蚯蚓和蠕虫处理城市下水道污泥中的重金属，经过3个月的堆肥处理后的结果表明:①与对照相比，积累在蚯蚓体内的重金属含量非常高:Cu12倍、Pb10倍、Cr8倍、Zn715倍、Ni6倍、Cd415倍、Mn315倍和Co116倍；②在蠕虫堆肥中只有Fe的浓度增加115倍，而其他元素都有所降低：Mn92%、Zn89%、Cu90%、Cr88%、Pb87%、Cd86%、Ni51%和Co42%。2026/9/170:02环境修复工程

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在田间定位试验条件下，研究垃圾堆肥对土壤和农产品中重金属含量的影响结果表明,当垃圾肥施用量超过150t(h.m2)时，土壤中重金属含量随垃圾堆肥用量的增加而增加。在施用垃圾的过程中，不同的土壤对垃圾的最大承纳量有所不同:黄棕壤的承纳量为225～900t(h.m2)，潮土的承纳量为450t(h.m2)，红壤的承纳量为900t(h.m2)，当垃圾堆肥施用量大于以上标准时，由于重金属危害等原因，将导致作物和蔬菜产量的增幅减少。对农产品品质而言，连续多年使用垃圾堆肥150t(h.m2)后，白菜和小麦子粒中重金属含量与对照相差不大。研究指出当农田施用3715t(h.m2)污泥或污泥堆肥120t(h.m2)时，植物可食部分和茎杆中的铅、镉、汞、砷等重金属元素的含量均未超过国家食品卫生标准；进一步分析了影响污泥与污泥堆肥中的重金属向植物转移、积累的因素，提出当土壤中有机质及pH愈高，污泥和土壤中的可给态重金属元素愈低，重金属元素越不易向植物体内转移与积累。这是因为在堆肥过程中，类似腐殖质物质的含量不断增加，分子量也不断增大，与金属离子络合的能力增强，络合物的稳定常数增大的缘故。2026/9/170:02环境修复工程

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单施垃圾堆肥会增加蔬菜中重金属的累计量，分析原因可能是堆肥带入大量水溶性盐，盐基离子对黏土矿物表面吸附位的竞争作用，导致重金属离子的解吸，土壤中可交换态增加，易于被蔬菜吸收利用。但若施加垃圾堆肥同时拌施0.15%～1%的CaCO3，可以显著降低堆肥中重金属的累计水平，与单施垃圾肥相比，蔬菜中Pb的含量下降29%～41%，Cr下降5%～46%，Cd下降9%～42%，Cu下降2%～24%，As下降4%～60%。这是因为堆肥同时拌施CaCO3，使得土壤的pH升高，金属离子的溶解度降低，金属有机络合物的稳定性增强，土壤中可交换态下降，蔬菜吸收利用重金属离子的能力被削弱的缘故。

可见，垃圾填埋场的规划修复与再生需要更多的关注与实践。表14-2的是近年来欧美较为成功的3个案例，表13-3是垃圾填埋场规划修复与再生的主要阶段环节与方法技术。2026/9/170:02环境修复工程

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4313.2.4矿山废石场的生物修复

矿山开采，尤其是在露天矿开采的过程中，要排放大量的废石，而废石的堆放和处理要占用大量土地。因此就必然有废石场的修复问题。废石堆场复垦工作一直秉持“边开采、边治理”“统一规划、分步实施”的治理理念。

废石场修复的类型，取决于废石堆放的地点和具体条件。如果在采矿过程中，将废石堆放于废弃的露天矿坑，尤其是深凹露天采矿坑，则可在废石填满矿坑时，予以平整并复土、种植，从而把露天开采破坏了的土地，恢复成农业用地或造林用地。

如果是水平矿床的浅露天矿，可采用边开采、边堆放废石，逐年平整、逐年修复的方法进行修复。如果废石堆放在采矿场以外，而且已形成废石堆，不仅占用了大量土地，而且废石堆本身己成为环境的污染源。在这种情况下，应根据不同要求，采用不同的方法予以修复。例如美国、英国、波兰等国家要求必须将废石推倒整平，恢复成原有的地形，然后覆土造田，部分或全部地恢复土壤肥力，使土壤满足植物生长的要求。而有些国家则不要求格废石推倒整平，进行植物修复，只要求整治堆放即可。2026/9/170:02环境修复工程

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我国大多数矿山由于开采年限比较短，在对矿山废石场修复的要求方面、尚无统一规定，就当前来看，主要是按设计要求进行整治堆放，但也有一些地区，则要求及时修复造田，并采用补偿征地的形式，进行严格控制。

废石场的修复可归纳为异位修复和原位修复两种形式，前者是指将废石搬运到陷坑、采空区或谷地进行修复，后者是指在原来的废石地上进行修复。由于废石场的修复形式和修复目的不同，其修复程序亦不相同。对植物修复来说，修复程序一般可分为整治废石堆、覆土以及植被。植被恢复是废石场环境治理的关键，可以促进土壤熟化、涵养水源、防风固沙、控制污染、美化景观等。2026/9/170:02环境修复工程

451.整治废石堆

整治废石堆的工作，主要是按照当地修复条例的要求，合理的安排废石堆的结构。美国在整治废石堆时，一般把酸性废石铺在下面，中性废石放在上面，对植物生长不利的粗粒老石以及有害物质堆在下面，细粒省行或易风化的岩石放在上面。经过这样整治以后，修复造田有利于植物生长。在整治废石堆的过程中，为了防止地表径流的冲刷作用。废石堆地面的坡度大小也很重要，美国的矿山废石堆坡面的坡度按10％～15％考虑。

我国不少矿山在整治废石堆时，也吸取了国外的经验。如我国的小关铝土矿，是按照废石的成分、种类以从种植坡度的要求，进行分层压实堆置的。分层堆置的顺序是：酸性、碱性岩石在下层，中性岩石在上层；大块岩石在下层，小块岩石在上层；不易风化的岩石在下层，易风化的岩石在上层；不肥沃的土质在下层，肥沃的土质在上层。实践证明，这样进行堆置以后，有利于土地使用和植物生长。在整治废石堆的过程中，其坡面的大小，是按照植物的种类及种植的方便来考虑的。如种植农作物时，其坡度一般保持在2％～5％之间；若种草放牧，考虑牲畜的安全，其坡度一般应保持在10％以下；种植树木时，其坡面坡度可以大一些，但不得超过25％。2026/9/170:02环境修复工程

462.覆土

在废石堆被整治以后，根据废石和废土再种植的可能性，还要在废石堆表面覆盖表土。表土的来源，—般是露天开采时预先贮存在临时堆放场的耕植土，也可以是采矿场刚剥离下来的表土，或者是从邻近的土地上挖掘出来的表土。不论从何处取来的表土，均应满足植物生长的要求。覆盖表土的厚度，在美国一些州制定的修复条例中规定为46～66厘米。我国小关铝土矿，在整治后的废石堆上，覆盖表土厚度为为1.2～1.5厘米。而且，为了保证土质肥沃促进植物生长，有时在覆盖上土再覆盖一层厚度为10～20厘米的耕植土，以利植物生长。3.植被的种植

在整治好的废石堆上，进行再种植时，植物的选择是很重要的。通常应根据废石和覆土的种类、性质，选择适宜生长的农作物，如草木、灌木或其他树木，然后进行人工或机械栽种。废石场植被恢复选用的植物概况见表13-4。2026/9/170:02环境修复工程

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同时，采用适宜的种植方式也是废弃采石场植被恢复的技术保障，针对不同的植物种类采用不同的种植方式(表13-5)，利于植物生长和植物群落的建立。

另外，客土喷播植生绿化技术能达到恢复植被、改善景观、保护环境的目的。喷射厚度是今后植物生长的关键所在，不同废石场因其成因、坡度、立地条件等不同，其喷播厚度也不一样。利用该技术，人工模拟废石场将草种、黏合材料、保水剂、黏土按一定比例充分混合后覆盖在废石上，观察种子的萌发、生长状况，试验结果显示，３种植物（黑麦草、紫花苜蓿和野菊）在不同的覆盖厚度上均能萌发、生长，且随着覆盖厚度的增加植物的发芽率、株高、生物量均显著提高。因此，采用客土喷播植生绿化技术进行采矿废石场植被恢复是可行的，且喷射厚度至少为50mm。2026/9/170:02环境修复工程

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值得注意的是，为了保证废石场修复的顺利进行，在进行废石场设计时，就应当考虑修复的要求。包括废石场址的合理选泽、废石的堆置方法、防排水系统的布置以及废石场所在地的表土采掘与贮备等内容，都应做出合理的设计安排。其次，由于在整治废石堆的过程中，不但会产生大量的粉尘、而且也会给安全带来威胁。所以，修复时应采湿式作业和安全技术措施。

此外、有些废石堆，如含硫铁矿、黄铁矿以及易燃性的废石堆，常因其内部自热、自燃而有很高温度、有时高达上千度，即是反映到废石堆表面上来的温度，也常常在150℃左右。在这种情况下进行修复作业，不仅给操作人员带来威胁，而且产生的二氧化硫等有毒气体，对附近农业生产也会带来危害。因此，在整治废石堆时，应首先挖出自热、自燃火源，使之冷却、妥善处理。

最后，由于“废石”是一个相对的概念，今天看来是无用的“废石”，但随着科学技术的进步，若干年后又可能成为提取某种有用物质的原料。出此，废石场修复时，应当考虑这个因素，以利日后“废石”的复用。2026/9/170:02环境修复工程

5013.2.5露天采矿场的生物修复

当兴建一座矿山，尤其是兴建露天矿时，不仅破坏了大量的土地及植被。而且大量有价值的表土和底土将会被毁弃。甚至截断地下水流，暴露出含有毒离子的矿层，从而造成严重污染。因此，露天采矿场的修复比废石场修复更为迫切，也更为困难。一般地，可根据露天采矿场的深度及采掘时所采用的充填料的来源和性质，将露天采矿场的修复分为四种不同的类型。2026/9/170:02环境修复工程

511.无覆盖层的浅采矿场修复

无覆盖层的浅采矿场(Shallowstripminingwithoutoverburden)是指覆盖很薄，开采深度小于30米的采矿场。如开采石灰石、花岗岩等的露天采矿场。2026/9/170:02环境修复工程

52亚洲第一大露天石灰石矿

这类采矿场可分为两种类型，即水淹型采矿场和干涸型采矿场。

对于水淹型的浅露天采矿场，如果其中的水体与其他水系(地表水或地下水)没有连通，则可用一般充填料充填进行修复。如果其中的水体与其他水系相连通，为了保护其他水系不受污染，则应对充填料进行严格的选择。禁止采用未处理过的固体废弃物进行充填，一般应当选用惰性充填料，最好是采用硬岩、碎砖石、炉渣以及从建筑场地收集的材料进行充填。充填之后，可作为基建用地，也可在其上覆盖一定厚度的腐殖土，进行人工栽植。如果淹没采矿场的水体中不含有毒金属离子，还可改造成水库，发展养殖业或将水体作为其他工业用水的水源。也可开辟成水上公园或水上运动场，以美化环境，供人游览。

对于干涸的露天采矿场，可采用交替循环修复法进行修复，即在采矿场中堆积一层垃圾，再堆积一层泥土和碎石，交替进行充填。一般垃圾层的厚度可取2米左右；泥土、碎石层的厚度可取30厘米左右。交错法修复后可作为居民区或工业生产用地，也可用作人工造林场地。2026/9/170:02环境修复工程

532.有覆盖层的浅采矿场修复

有覆盖层的浅采矿场(Shallowstripminingwithoverburden)是指覆盖层比较厚，开采深度在30米以下的露天采矿场。2026/9/170:02环境修复工程

54某露天稀有金属采矿场

在开采这类采矿场的过程中，通常剥采比都比较大。一般为10:1或15:1，甚至个别的剥采比高达25:1。

由于采矿场覆盖层比较厚，修复物料充足，因此，用覆盖层来补偿被采出矿石后的采矿场，进行全面修复是完全可能的。在这种条件下，修复通常可与采矿同时进行。即在回采中，同时设置上、下两个采区，实行上采矿下剥离，或下采矿上剥离的平行作业的采剥方式，使采矿和剥离互不干扰。在采场布置上，沿矿体走向每隔400米划分为—个采场，在采场内再以长和宽划分成若干个采矿段，在各采矿段内又划分成若干个采矿带，以便实现上矿段、矿带剥离采矿，下矿段、矿带回填修复。这种采矿场的布置形式，有利于按矿段循序进行采矿和修复，便于实现平行作业，达到既采矿又修复的目的。为了满足采矿和修复同时作业的要求，在进行开采设计时，应当考虑修复程序，同时剥离出来的废石，尽量减少中间堆放。条件许可时，应全部倒运到采空区，并及时进行植物修复。2026/9/170:02环境修复工程

553.无覆盖层的深采矿场修复

无覆盖层的深采矿场(Deepstripminingwithoutoverburden)是指没有覆盖层或覆盖层极薄，而开采深度却大于30米的露天采矿场。这类采矿场在开采过程中，由于剥离下来的废石很少，故不可能用剥离下来的覆盖层大量回填修复。在这种情况下，对水淹型采矿场，可以整修成水库。发展养殖业或作生产和生活水源。对无法回填的干涸采矿场，可整修成其他用途使用的场地，如可用作军用射击场或其他试验场之用，也可作为自然保留地或保持有趣的地质露头，以适应在岩石环境下为生长罕见的植物创造有利条件，并使充分繁殖，供游览之用。2026/9/170:02环境修复工程

564.有覆盖层的深采矿场修复

有覆盖层的深采矿场(Deepstripminingwithoverburden)，是指覆盖厚度比较大、开采深度超过30米的有色金属矿或煤矿的露天采矿场。对这类采矿场在开采过程中，由于覆盖层厚、剥采比大，故可以提供大量的废石、煤矸石和表土，对采矿场进行全面修复。除了露天矿的采矿场进行修复工作以外。对地下开采的采空区，也应进行修复并重复利用。如采用废石尾矿对不稳定的采空区进行充填。不但可以减少地表固体废弃物的堆存量、节省更多的土地面积，而且还可以防止地表沉陷与土地破坏。而对稳固的地下来空区或井巷，可以修理用作军火序、火药库、民防工程、蘑菇养殖厂或作其他地下工程之用。

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57山东某金矿露天采矿场13.2.6矿山尾矿库的生物修复

矿区地表的尾矿库(TailingPond),不仅占用大量的土地和农田，而且尾矿库表面常年暴露于大气中，在干旱季节或炎热的夏天，由于气温高，水分蒸发快、使用矿表面常常处于干涸状态。尤其地处山沟风流之中的尾矿库，遇到一定风速的山沟风流，会导致产生“沙尘暴”，严重污染矿区环境。当风速超过5米/秒时，还能引起吹沙磨蚀现象，使尾矿库附近的植物遭到破坏，同时尾矿库流出来的废水，也会使周围地区受到污染。因此，修复尾矿库是矿山环境管理和保护的重要内容之一。2026/9/170:02环境修复工程

581.限制尾矿库植物修复的因素

矿山固体废弃物不具备天然表土的特性，而且还具有不利于植物生长的因素。(1)重金属和其他污染物含量高

通常情况下，矿山固体废弃物中含有大量的铜、铅、锌、镉等重金属元素。这些元素的存在与植物生长的关系很大。当这些金属元素微量存在时，可作为土壤中的营养物质促进植物生长。但当这些元素超量存在时，就成为植物的毒性物质，对植物生长不利，尤其是这些过量的金属元素共同存在时，由于毒性的协同作用，对植物生长危害更大。在一般情况下，可溶性的铝、铜、铅、锌、镍等对植物显示出毒性的浓度为1～10