土壤污染修复现状、管理对策与修复技术.ppt

1、赵玲 环境科学与工程学院，上海交通大学,土壤污染现状与 管理对策、修复技术,内容,土壤污染现状,管理政策及标准,修复技术进展,问题及思考,科学研究发展,国内几次重大污染事故,2004年,2006年,2008年,2014年,2015年,北京宋家庄地铁施 工工人中毒事件,“镉大米”事件,常州外国语学校毒地,武汉三江地产项目场 地建筑工人中毒事件,兰州“苯”污染事件,水厂周边的土壤和浅层地下水中含有很高浓度的苯，引发供水安全问题。,湖南衡阳300名儿童血铅事件,中国土壤状况调查公报2014年4月,(4) 典型地块及周边土壤环境质量,(2) 污染物超标情况,污染物未提及,36.3,34.9,33.4,

2、29.4,26.4,23.6,21.3,20.3,点位超标率/%,总超标率16.10%,土壤污染主要来源,耕地污染,城市工业 场地污染,矿区污染,污水灌溉 农药化肥 生活垃圾,农田土壤污染主要原因,1958年污水灌溉在主要城市郊区兴起,污水灌溉,工矿企业生产经营活动中排放的废气、废水、废渣及汽车尾气等。,工业场地污染主要原因,沉降、流动、迁移、蓄积,自上世纪90年代起，我国城市产业结构调整。大量工业用地转为商业和居民公共用地。,企业搬迁产生了大量高风险棕色污染场地,据统计，20012009年间，我国约10000家企业关停或搬迁，产生了大量遗弃的高风险污染场地。,污染场地重点分布区域,全国众多亟

3、需修复地块,土壤/地下水污染: 指人类活动产生的有毒/有害污染物进入土壤/地下水，并积累到一定程度，使其组成和性质等发生变化，导致其自然功能失调，引起质量恶化，对人身和农作物构成不利影响和危害的现象。,科学定义和特征,内容,土壤污染现状,管理政策及标准,修复技术进展,问题及思考,科学研究发展,1976年立法，拉夫运河化学废物污染,对企业的罚金最高可达到污染清理费的3倍。,最严苛的环保法案，美国环保署可以对企业无限期追责，还有连带责任。,美国超级基金法案,美国环保署每年用于污染优先名录的资金约为12亿美元。,20102015年：,1995 年，中国国家基金委，科学院等开始资助土壤污染生物修复项目

4、。,投资,美国政府投资100亿美元进行土壤修复技术开发。,80年代：,荷兰投资15亿美元进行土壤修复试验研究。,19761990年：,联邦德国科技部资助的土壤修复项目 306个。,19901996年：,联邦德国废物管理与土壤修复项目投资75亿美元。,我国污染土壤治理行业发展过程,年 份,关 注 度,产业结构调整,外资企业进入,城市化快速发展,土地资源紧缺,快速发展,启动阶段,准备阶段,关注阶段,稳定发展？,问题大量产生,污染场地管理启动,探索前进,历程：国家主要政策文件,环发200848号关于加强土壤污染防治工作的意见,环保部 污染场地土壤环境管理暂行办法（征求意见稿）,2011-2020年

5、国务院全国地下水污染防治规划,国务院办公厅近期土壤环境保护和综合治理工作安排,重金属污染综合防治 十二五规划,2013,2011,2012,2010,2009,2008,环发2012 140号关于加强工业企业场地再开发利用环境管理的通知,地方政策及技术规范,土壤修复纳入多省市“十二五”环保规划,沈阳市：沈阳市污染场地环境治理及修复管理办法（试行）（沈环保200787 号） 重庆市：关于加强我市工业企业原址污染场地治理修复工作的通知（渝办发2008208号） 杭州市：杭州市清洁土壤行动方案的通知（杭政函201279号） 长沙市：关于加强土壤污染防治工作的意见（长政发201239号）,北京市已出台

6、的技术规范 场地环境评价导则 (DB11/T 656-2009) 污染场地修复验收技术规范 (DB11/T 783-2011 ) 场地土壤环境风险评价筛选值 (DB11/T 811-2011 ),其他省市的技术规范 浙江省污染场地风险评估技术导则(DB33T 892-2013) 浙江省场地环境调查技术手册 2012 重庆市污染场地环境风险评估技术指南 2010,污染场地术语 (HJ 682-2014) 场地环境调查技术导则 (HJ 25.1-2014) 场地环境监测技术导则 (HJ 25.2-2014) 污染场地风险评估技术导则 (HJ 25.3-2014) 污染场地土壤修复技术导则 (HJ

7、25.4-2014),污染场地调查与管理相关导则,将于2014年7月1日起实施,2014年2月19日发布,中华人民共和国环境保护法,执行日期：2015年1月1日,“三大战役” “大气十条” 大气污染防治行动计划 “水十条” 水污染防治行动计划 “土十条” 土壤污染防治行动计划,2014年4月24日修订通过,“最新”政策及法规,土壤污染防治行动计划已于2014年3月经环保部审议并原则通过 。 今年“两会”，环保部副部长吴晓青表示，土壤环境保护法已形成初稿，并列入本届全国人大的立法计划。,关于加强工业企业关停、搬迁及原址场地再开发利用过程中污染防治工作的通知环保部环发201466号。已于2014年

8、5月14日发布。,1. 编制应急预案防范环境影响 2. 规范各类设备拆除流程 3. 安全处置企业遗留固体废物 4. 组织开展关停搬迁工业企业场地环境调查（委托专业机构） 5. 严控污染场地流转和开发建设审批 6. 加强场地调查评估及治理修复监管 7. 加大信息公开力度 8. 2014年10月31日前报环保部备案,土壤污染日益凸显：修复资金迅速提升,20世纪80年代,2006年,2009年,300 亿元,0 亿元,10.4 亿元,仅几百万亩,约 有1.5亿亩,1/5的耕地面积,全国污染土壤面积,修复资金投入,2017年,？万 亿元,1/5的土地面积,内容,土壤污染现状,管理政策及标准,修复技术进

9、展,问题及思考,科学研究发展,修复技术选择： 依据污染物种类、程度、范围和土地功能用途,确定污染位点,场地环境调查与监测,污染场地风险评估程序、内容,原位修复（接菌、生物培养、生物通风、土耕） 异位修复（生物泥浆、堆腐、制备床、厌氧处理）,化学修复,物理修复,化学清洗、超临界萃取、光化学降解、化学氧化、化学栅（沉淀栅、吸附栅、联合栅）,清洗法、蒸发法、电修复法、热修复法 挖掘添埋法、通风去污法、焚烧法,植物提取、植物富集、植物稳定,生物修复,植物修复,土壤修复技术,几种修复技术工艺流程图,阻隔技术,固化技术,氧化还原技术,气提技术,土 壤 修 复 技 术,微生物修复,植物修复,地耕处理,生物修

10、复,1.改变污染物存在形 态，降低其毒性 2.利用许多微生物与 污染物的亲和性， 富集重金属,在污染土壤上耕耘，施肥，灌溉，保证微生物的正常代谢，使污染物减少甚至消除,各修复方法的特征,高,成本,低,短,工期,长,植物提取,微生物处理,化学处理,土壤淋洗,热处理,挖掘处理,稳定固化（离子矿化）,离子矿化工期较短、成本低 热处理成本很高 微生物、植物处理工期长 挖掘去除成本很高,国内外常规修复技术应用,原位：异位= 49：51 主要修复技术：69% 气相抽提 稳定化固化 焚烧 3. 微生物修复：11% 4. 热脱附：8%。,原位：异位=17：81 主要稳定技术： 稳定化固化（40%） 水泥窖共处

11、置（18%） 化学氧化（15%） 三者占总数的 73% 气相抽提：7% 热脱附：9%,我国现有修复技术应用,稳定固化（离子矿化）,机理示意图,主流技术,离子矿化功能材料,现场实景,工程：Cr污染土壤化学淋洗修复,技术特点： 1. 适用于小体积的污染土壤修复 2. 污染物去除彻底，时间快 3. 成本高、二次污染严重,2020/7/6,37,土壤淋洗全景,4000 m2,去除土壤中混有的石块颗粒,一级筛选 滚筒筛,二级清洗 固液分离器,三次分离清洗,固液分离操作,工程：木材防腐加工场地As污染土壤植物修复技术,植物提取,植物固定,植物修复原理示意图,土壤：4000 m2 As: 21 1600 m

12、gkg-1,反渗透墙法(PRB),工程：地下水污染反渗透墙修复技术,在浅层土壤与地下水之间，构筑一个 具有渗透性、含有反应材料的墙体。,先进理念：多技术联合法,绿色部分采用土地置换法,阻隔法,稳定化修复土壤,先进理念：集约式土地功能利用法,内容,土壤污染现状,管理政策及标准,修复技术进展,问题及思考,科学研究发展,土壤污染与修复研究是当今环境科学新的生长点之一，倍受国内外环境科技工作者的重视。 与大气、水体相比，土壤是一个复杂的物理、化学与生物的复合环境介质，是一个重要的生态剖面，许多环境化学、环境生物、环境毒理的规律与机制，可以通过土壤生态剖面加以观察、研究。,土壤污染的控制与治理成为重要的

13、科学问题。,科学问题,生态系统的基本单元：具有 SWP 系统的整体性 土-水-植物 人类活动的主要资源：具有质量、数量的双重性 自然体、环境介质： 具有多功能性,对土壤环境的基本认识,土壤具有三个基本特征,承接污染物的载体：负荷、容量 净化污染物的活体：功能、强度,肥 力 质 量,环 境 质 量,健 康 质 量,内 涵,安全生产,土壤质量,保证最大生产力,最佳生物学质量,不引发二次环境污染,质量、数量的双重性,多功能性,50年代: 土地资源开发利用 提高生产研究,60年代: 水土保持，盐碱地改良 土地环境资源保护研究 污水灌田，施用农药 土地环境污染研究,70年代: 区域性 土壤环境评价及污染

14、 综合防治研究,80年代:土壤环境背景容量及基准 土壤-植物系统 净化功能及其应用研究,90年代:土地植物系统污染生物地球化学 长期定位研究 无公害农业及绿色食品生产技术 应用技术研究 流域及湖泊水污染治理关键技术,土壤环境与土壤污染研究回顾,2000：土壤污染生态过程与生态安全,污 水 灌 溉 研 究,污水灌溉地区水质、粮食和地下水评价 矿物油、苯并（a）芘、重金属在土壤 植物 系统迁移分布 主要污染物生物学质量评价 重金属、矿物油等土壤环境容量 污灌区综合治理与防治规则,土壤环境质量评价,评价方法及其指标体系,区域性 土壤环境,重 点 污 灌 区,石 油 化 工 区,工 矿 开 发 区,污

15、 染 起 始 值,污 染 标 准,单 项 指 标,综 合 指 标,区域土壤环境研究,意义,土壤环境质量与污染评价 制定土壤环境容量与土壤环境质量标准 土壤污染清洁技术土地利用与土地管理,成果, 1973 -1977 年 北京、南京、广东等重点地区 土壤、水体及生物背景值试点研究实验 1979 年 13 个省市主要农业土壤和主要作物 9 种元素背景值调查 1986 年 29 省市土壤背景值调查,土壤环境背景研究,意义,制定土壤环境标准 污染物排放、污泥和污水的农业利用 区域污染物管理与控制,成果,敏感作物盆栽生物试验 土壤微生物生态及土壤酶活性 同位素示踪技术 田间物质平衡 土壤净化功能,土壤环

16、境容量研究, 土壤环境污染现状的描述 污染危害的调查和污染点的评价及风险分析 土壤污染生态过程及其微观机理研究 土壤生态毒理学诊断,污染土壤生态过程研究,具体研究内容包括：, 复合污染条件下，常用农药与石油及其化工产品等有机 污染物在土壤中的迁移动态研究，探讨污染物的最适 降解条件 污染物在土壤中的降解过程及其影响因素，确立其微 生物降解的最佳条件 污染物在土壤中的固定 - 再释放机制及预测 耐污植物对污染物的吸收能力 污染胁迫条件下，土著微生物群落的变化规律 农作物连作条件下，土壤生物污染的发生过程 重点有机、无机污染物的土壤生态过程区域比较研究,平衡研究,迁移,降解,吸附与解析,植物吸收积

17、累,挥发过程,供试化学品,多 环 芳烃类,有机氯类 与 农 药,杂 环 化合物,离子型有机化合物,菲 荧蒽 苯并芘,1,2,4-三氯苯 邻苯二甲酸二丁酯 邻苯二甲酸二异辛酯,多效唑西玛津,直链烷基苯磺酸钠,效应研究,对宏观系统的影响,对微观系统的影响,生物量,生 物多样性,生物学质 量,对植物形态学上的影响,对土壤微生物土壤酶的影响,转化研究,有机污染物本体（A）在陆地生态系统中向其代谢及合成物（B, C, D . . . ）的转化过程, 物理、化学、生物过程及其动力学过程。 转化过程中的发生条件及其影响因素。,典型污染土壤的成因分析与生态风险预测,土壤生态毒理学标准实验方法,土壤生态毒理学指

18、标体系测,生物毒性指标体系,土壤生物污染的诊断与评价指标体系,污染土壤清洁标准,土壤环境标准,土壤生态毒理学诊断与安全预警系统的建立及其验证,土壤生态毒理学诊断研究,污染生态化学过程,土壤污染发生机制,土壤污染早期诊断,土壤污染过程调控,土壤污染系统监测,污染生态毒理过程,生态过程研究,需要加强的重要研究方向,土壤污染生态学研究展望,土壤环境标准与生物质量综合指标体系,土壤 - 植物系统生态剖面分析,土壤 - 植物系统生态风险评价,方法论及技术支撑系统,土壤 - 植物系统净化功能研究,土壤圈及其边界污染物迁移转化规律,土壤环境质量监测网络,污染卫生学,生态毒理学,生物生产力,综合分析,作用机理,确立环境参数,实验手段,测试技术,环境容量,土壤 - 水,反应动力学,土壤 - 环境,长期定位观测,土壤 - 大气,建立网络系统,内容,土壤污染现状,管理政策及标准,修复技术进展,问题及思考,科学研究发展,技术瓶颈问题,场地风险评价参数的本土化问题； 关于风险水平（风险基准）的问题； 场地采样密度的合理性问题； 关于评价和修复标准的取值问题； 场地三维空间修复边界确定问题； 关于污染场地修复技术优化筛选问题； 污染场地修复中的美学/景观学问题,风险水平（风险基准）的问题,美国EPA在国家风险计划