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土壤热相分离技术 重度污染土壤的福音

2012年07月02日09:07中国环境报我要评论(0)
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被有机污染物严重侵蚀的土壤,通过分离设备的进料斗,源源不断输送到温度小于500摄氏度的低温燃烧室,土壤中的水分和污染物质很快被分离出来,并输进了提取罐,水分经过冷却进入水处理系统;而分离出来的污染物,经过过滤系统进行痕量过滤,再返回到高温燃烧室进行充分燃烧。这是近日记者在江苏省吴江市举行的中加合作示范项目“土壤热相分离技术”工程化应用启动仪式现场看到的一幕场景。

这块土地为何难修复?

项目的启动源于一块受到严重污染的土地。

从上世纪70年代开始,位于江苏省吴江市桃园镇的文明村,形成了一片废旧铁质包装桶的集散地和交易场所。各类化工原料和油脂铁质包装桶在这里汇集,经过清洗、再加工、翻新之后,又被销往其他各地。

自这个市场开张第一天起,大量的有机化工废液与废渣被倾倒在这块1.6万平方米的土地上。时间一久,土壤中累积了大量石油烃类、苯系物等有毒有害残留物,导致空气中一直散发着浓烈的有毒挥发性有机物气体,对人体呼吸道产生了严重刺激。很快,被污染严重侵蚀的土壤变得寸草不生,周围河道看不到鱼虾,黑臭成灾,住在村里的百姓怨声载道,污染投诉接连不断。

时至2005年,吴江市政府组织联合执法小组一举取缔了这一废旧铁质包装桶交易市场。虽然交易市场被取缔,但各类有毒有害的危险废弃物和高浓度有机污水还在。经专家们取样实测,属于重污染区的土壤面积达到了9930平方米,占整个区域面积的60%,其余为中度和轻度污染区域。另外,留存在场地上的高浓度有机污水也达到了上万吨。

在随后的日子里,吴江市政府曾多次请来土壤修复的工作人员,想修复这块污染严重的场地。但是,当工程技术人员头戴防毒面具,进入桃园镇这块污染场地后,纷纷打起了退堂鼓。

怎样降低污染风险?

“对这块场地的修复,难度真得太大了”,回顾生态修复的艰难历程,国家环境保护土壤环境管理与污染控制重点实验室主任、研究员、首席专家林玉锁感慨地说。

2006年,当国家开始把土壤修复工作摆上议事日程,吴江市桃源镇这块已经废弃的有机污染场地随后就被列为“污染土壤修复与综合治理试点”项目。而后,项目交由林玉锁所在的国家环境保护土壤环境管理与污染控制重点实验室承担。

记者了解到,当研究人员初次进入污染场地时,一股股刺鼻性挥发性气体,时时刺激着研究人员的神经,尤其是污染场地中间的池塘,遭受重污染的河水水质发黑,周围寸草不生。在随后的进场调查过程中,研究人员都要防毒面具不离身,才能正常开展工作。

根据桃园镇这块遭受污染场地的状况,研究人员制定了生态修复的方案。首先对污染场地进行了初步调查和人体健康与生态风险评估,发现这块场地土壤具有有机污染物种类多,污染物复合毒性大,挥发性强,对人体健康和生态风险大和修复难度大等污染特征。

随后,研究人员根据污染场地的分类分区表征,将污染场地划分成重度污染区、中度污染区和轻度污染区等三个区域,并针对不同的污染场地表征,对关键的修复技术进行了筛选,确定了污染场地清理与分类治理方案。

林玉锁告诉记者,为大大降低污染土壤对周边环境的污染风险,他们首先通过一定的工程手段将重度污染土壤挖掘出来,经过分类、清理,将土壤暂时封存。这部分需要清理的重度污染土壤共达8000多立方米。

针对轻度污染的土壤,研究人员采取生态修复的方式进行,逐步消解了污染物,使周围土壤得到了净化。而对污染场地中的污水塘,则通过废水处理装置加上生物吸附措施,来净化水体水质。研究人员还建立了污染场地径流水处理系统,面积约300平方米,由一个二级人工湿地和净化塘组成,地表径流汇集至集水池后,通过水泵进入人工湿地处理,然后再进入净化塘深度处理,达标后再进行排放,从而达到生态修复的目的。

经过5年多的不解努力,桃园镇这一污染场地逐步恢复了生机,绿色植物开始在这里正常生长,河水水质、空气质量也得到了明显改善。

“以前这里环境一塌糊涂,”桃源镇青云社区文民村六组的毕金毛摇着头说道,“空气刺鼻,河里的水也是黑的,没有人敢在这里种农作物,即使种下去,也没人敢吃。”毕金毛在这里居住多年,他告诉记者,几年时间,这里的环境明显改善,空气比以前清新了,一些村民也开始从河里打水用于正常生活。现在,经过大规模生态修复,文明村的生态景观有所恢复。

重污染土壤封存后怎么办?

那么,对于清理出来的8000多立方米的重度污染土壤如何修复呢?

“这堆土壤由于有机污染物种类多、污染物符合毒性大,治理修复的难度也非常大,”林玉锁说。尽管国家环境保护土壤环境管理与污染控制重点实验室采取多项措施进行试验,但治理效果一直不佳。

如何破解这一难题?林玉锁经过广泛调研,得知加拿大的一家公司利用土壤热相分离技术,已成功在加拿大、澳大利亚、玻利维亚、日本等10多个国家修复了18个污染严重的场地。

林玉锁通过进一步调研还得知,土壤热相分离技术是一种在低温条件下实现有机污染物从土壤中分离的崭新技术。于是,实验室决定与加拿大这家公司合作,针对中国污染场地特点和工程化应用的实际情况,经过引进、消化和生产,终于成功研制出整套的土壤热相分离系统,经过试运行,效果较好,并实现了24小时不间断运转。

据林玉锁介绍,土壤热相分离技术优势明显,是一种焚烧持久性有机污染物处置技术,可以安全、高效分离多种危险废物,并能高效回收制药废物、废熟料、废油漆、含油废物等高附加值有机物。它与传统的焚烧技术相比,无有害气体排放,由于采取间接加热可避免有害物质排放到环境中,从而大大减少温室气体排放。同时,可安全分离、回收和处置沸点最高为500摄氏度、浓度最高70%的碳氢化合物废物。由于是模块化的设计,可快速组装、运输,具有移动式处置的特性。

在土壤热相分离技术设备现场,记者看到被严重污染的土壤,正被传送带源源不断的投放进设备系统中。

当看到被严重污染的土壤,经过热相分离设备,处理成了净土后,环境保护部生态司张山岭处长表示,土壤热相分离技术工程化应用,有效解决了土壤污染方面的隐患和风险,探索出了一条以科研单位、地方政府和技术企业“三方合作”的化工类高毒性污染场地修复模式,为处理同类污染场地提供了可以借鉴的路径。

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