土壤修复课程设计.docx

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1、珅污染农田修复方案设计班级:17环境一班学号：指导老师：提交日期：5.修复方案设计工作程序确认场地污染介质确定场地污染物类型修复时间修复技术筛选要素评估本钱节约可获取性可操作性适用性初步筛选修复技术优先推荐修复技术初步筛选修复技术是否适用于目标场地地质环境设计修复方案设计修复工艺流程估算修复工程量估算修复时间及费用修复土方量修复面积设施设备需求 能源供给5-1场地修复方案设计工作程序5.1修复方案比对植物修复修复原理：采用植物进行提取、根际滤除、挥发和固定等方式移除、转变和 破坏土壤中的污染物质，使污染土壤恢复其正常功能。目前国内外对植物修复技 术的讨论和推广应用多数侧重于重金属元素，因此狭义

2、的植物修复技术主要指采 用植物清除污染土壤中的重金属。植物修复的优势和局限性优势：1）有用范围广，在清除土壤中重金属污染物的同时，可清除污染土壤四周的 大气、水体中的污染物；2）污染物在原地去除，可通过传统农业措施种植植物，使本钱大大降低， 而且可从产生的富含金属的植物残体中回收珍贵金属，取得直接的经济效益；3）植物本身对环境的净化和美化作用，更易被社会所接受：4）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。局限性：重金属污染土壤的植物修复的主要问题是如何提高植物修复效率和速率。 尽管植物修复在重金属污染土壤修复中具有极大的优势，但其本身也有局限性

3、, 主要表现在以下几个方面：1）由于植物的富集容量是有限的，植物修复只能治理一定污染程度的土 壤：2）植物根系-般分布在土壤表层，对于深层土壤污染的修复力量较差；3）用于植物修复的植物在气候不适合的地方，生长将受到抑制；4）植物修复最大的局限性是植物的生长周期较长而导致修复周期长，难以满 意快速修复污染土壤的需求。化学修复化学修复是指通过向土壤湿施良剂、抑制剂，转变pH值、Eh和电导率的理 化性质。使土壤重金属发生氧化、还原、沉淀、吸附抑制等作用，以降低重金属 的生物有效性。1）添加土壤改良剂：施用改良剂，抑制剂等能有效的降低重金属的水溶性， 集中性和生物有效性，从而降低他们进入植物体，微生物

4、体和水体的力量，减轻 它们对生态环境的危害。常用的改良剂有石灰性物质，磷酸盐、粘土矿物、有机质等。一些石灰性物 质，如石灰、硅酸钙、硅酸镁钙和碳酸钙等，能与金属结合形成溶解度很小的化 合物，如氢氧化物、碳酸盐或其它化合物沉淀，从而降低土壤中重金属活性，使 其脱离食物链，到达修复目的。由于磷酸盐化合物易与重金属形成磷酸盐沉淀, 因此可采纳添加磷酸盐化合物的方法来降低土壤中重金属的有效性。常用的磷酸 盐化合物包括磷酸盐、磷灰石、人工合成的羟磷灰石等。一些粘土物质如沸石, 是碱金属或碱土金属的水化铝硅酸盐晶体，含有大量的三维结构、很强的离子交 换力量及独特的分子结构，从而通过离子交换吸附和专性吸附降

5、低土壤中重金属 的有效性。止匕外，铁、镒氧化物、铁屑、以及一些含铁锦的工业废渣，能吸附重 金属，减小其毒性。其作用原理是这些物质与重金属离子间能产生剧烈的物理化 学、化学吸附作用，使重金;属失去活性，减轻土壤污染对植物和生态环境的危 害。2）淋洗法：化学淋洗技术是指借助于淋洗剂，通过水力压头推动清洗液， 将其注入到污染土层中，然后在将含重金属的液体从土层中抽取出来，进行分别 和污水处理的技术。其原理是通过清洁液中淋洗剂与土壤中的金属反响，增加金 属在土壤溶液中的溶解度，促进其在土壤中迁移。优势：简便、本钱低、处理量大、见效快、适用于大面积、重度污染的治理， 尤其是轻质土和沙质土；局限性：该方法

6、在去除重金属的同时，也会使土壤养分元素流失、土壤结构 破坏，会导致土壤肥力下降，而且可能会污染水体造成二次污染。物理修复物理工程修复：物理工程措施主要包括排土、换土、去表土、客土和深耕翻 土等措施，排土、换土、去表土、客土被认为是一种好方法。客土和污土混合措 施是一种比拟常见的方法，采用肯定量的无污客土与污土成比例混合，从而降低 土壤中重金属的含量，削减客土需求量。他们的优点是见效快，效果好，处理效 率高，但工程量大，并有污染土壤的处置问题。在处理过程中，污土和处理液还 可能造成二次污染。5.2 详细操作路线结合该地所在的区域的水文条件、土层结构及场地将来用途等场地特征，优先 推举适用于本场地

7、土壤修复技术。由于该土地属于被污染的农用地，在进行土壤 重金属修复后，该地还仍需用于土地耕作。结合各项修复技术的优势和局限性，最终采纳植物修复与土壤改良技术联用 修复技术。由于该农用地土壤偏酸性，先需要对土壤进行酸性改良，前期采用石 灰将土壤pH值调整至适合超富集植物生长的范围。针对碑污染，拟实行植物修 复降低神浓度；针对汞污染先实行植物修复，在修复一段时间后，对土壤进行检 测，当污染物浓度降低到肯定范围内，对土壤进行改良，使污染物的污染风险降 低；针对镉污染，实行土壤改良将镉的污染风险降低。前4年时间用于碑的植物 修复，第5、6年用于铅的植物修复，第7年用于针对铅、镉的土壤改良。5.3 修复

8、方案设计碑污染治理方案铅污染治理方案土壤修复技术可行性评估从修复技术的适用性、成熟性、有用性、可操作性、法律法规的可接受性、 投资预算、本钱和修复时间等多方面筛选出本场地的污染土壤修复技术。结合污 染场地所处区域的水文条件、土层结构及场地将来用途等场地特征，优先推举适 用于本场地土壤。依据相关规定，土壤修复技术可行性评估可以采纳相同或相像的应用案例进行分析。由于本方案实行的植物修复和土壤改良技术较为成熟，所以最终打算采 纳植物修复和土壤改良技术联用来修复污染场地。5.4 修复工程量估算蝶蚣草采纳狗子育苗，育苗温室温度掌握在2025,湿度6070机种植 密度约9000株/亩。在田间种植条件下，娱

9、蚣草叶片含碑量高达12%左右。娱 蚣草生长至0. 4m时收割，年收割4次。每次收割后进行平安燃烧处理。柳叶箸拥有极强的环境适应力。它们通过克隆生长的方式，可以不断的扩展 生长范围，所以其生长密度高，生物量大。柳叶箸生长至0.5m使收割，年收割 3次。每次收割完后进行平安燃烧处理。受污染的农用地面积为120亩，约8000 m2,污染土壤深度为30cm,总体积 为2400b?,假定前3年碑超富集植物提取率为12%, 3年后，土壤中碑的浓度为 46. 58mg/kg,考虑到土壤中重金属的浓度对植物修复速率的影响，第4年碑超富 集植物提取率为10%,修复完后，土壤中碑的浓度为30.56mg/kg。考虑

10、到柳叶箸 的生物量较大，假定其对铅的提取率为20%, 2年后，土壤中铅的浓度为22mg/kgo该浓度低于农用地土壤污染风险管制值高于农用地土壤污染风险筛 选值，下一步实行添加土壤改良剂降低其生物有效性。附计算过程：碑剩余量：第 3 年后 216X (1-12%) 12=46. 58mg/kg第 4 年后 46. 58X (1-10%) 4=30. 56mg/kg铅剩余量：第 6 年后 245X (1-20%) 6=64. 22mg/kg修复工程费用估算费用分析：包含建设施工投资、设施投资、运行管理费用、耕作器具费用、 植株培育费用、土壤改良剂费用。处理本钱约4-5万元/亩。运行过程中的主要 能

11、耗为植株培育、浇灌、燃烧和尾气处理的电耗，此外有田间管理的人工本钱。5.5 修复技术工艺参数工艺流程及关键设施富集植物育苗设施、种植所需的农业翻耕设施、浇灌设施、施肥器械、焚烧炉、尾气处理设施等主要工艺及设施参数主要包括酸性改良、场地调查、育苗、移栽、田间管理、刈割和平安燃烧。 娱蚣草采纳抱子育苗，育苗温室温度掌握在2025,湿度6070%o种植密度 约9000株/亩。在田间种植条件下，娱蚣草叶片含碑量高达2%。娱蚣草生 长至0.4m时，年收割4次。收获的娱蚣草晾干后，通过添加重金属固定剂， 进行平安燃烧处理。6环境管理方案修复工程监理全方位全过程设计审核污染物排放达标符合生态保护要求二次污染

12、防范在污染场地修复过程中，污染土壤的翻挖时产生的扬尘可能会对场地大气环 境造成二次污染，天气状况可能会造成污染物下渗造成地下水污染。由于土壤修 复工作本身即为环境保护工程，因此，二次污染会对本工程造成负面影响。针对本方案的二次污染防治工作内容包括：(1)严格依据修复工艺程序进行污染场地修复；(2)做好土壤污染物进入大气的防范工作；(3)多个方位布设监测点，对空气进行实时监测(4)环境应急处理措施要提前做预案，尽可能把不良影响降到最低。6.1 工程验收验收内容包括：(1)文件验收：包括修复设计方案、修复植物种植纪录、修复植物处理纪 录、污染场地空气质量监控状况，自验收监测数据和报告等。(2) 土

13、壤修复效果验收：文件审核，确定修复后土壤质量，修复时间及修 复植物种植量和收集量，自验收监测数据及报告，采样验收。(3)修复过程环境周边影响验收：水、气。(4)人员防护措施验收：应急预案，平安防护等。(5)竣工验收，主要为竣工文件和阶段性验收报告验收。参考文献：土壤环境质量-农用地土壤污染风险管控标准场地环境调查技术导那么污染场地风险评估技术导那么污染场地土壤修复技术导那么污染场地修复技术名目(第一批)污染场地修复技术筛选指南陈同斌，韦朝阳，黄泽春，等.碑超富集植物娱蚣草及其对碑的富集特征JL 科学通报，2002,47(3) : 207-210.候晓龙，常青山，刘国峰，刘爱琴，蔡丽平.Pb超富

14、集植物金丝草 (Pogonatherum crinitum),柳叶磐(Lsache globosa) J.环境工程学报，2022, 6 (3)： 989-994.土壤修复原理与技术课程设计任务书一、题目题目A：碑污染农田修复方案设计中国南方某地因洪水冲击引发尾矿库坝事故，使下游120亩农田受到污 染。初步调查显示，农田土壤主要受种污染，其次是铅、镉污染；碎、铅、镉主 要集中分布在土壤表层030cm范围；该范围内重金属含量：碑216mg/kg,铅 245mg/kg,镉0.5mg/kg。多金属污染的同时，农田还存在含硫尾矿的酸污染问 题，pH值最低达3. 4。为保障农田平安采用和维护人体健康，需要

15、对该污染农田 进行修复。二、要求提交设计报告一份，内容原那么上应包括：概论、土壤污染现状与风险评 估、选择修复策略、筛选与评估修复技术、形成修复备选方案与方案比对、修复 技术方案设计（修复工艺流程与相关工艺参数、工程量及物料计算、修复期限估 算等）、制订环境管理方案、本钱效益分析等内容。三、主要参考书目课程参考教材及PPT教案土壤环境质量-农用地土壤污染风险管控标准场地环境调查技术导那么污染场地风险评估技术导那么污染场地土壤修复技术导那么污染场地修复技术名目（第一批）污染场地修复技术筛选指南工业企业场地环境调查评估与修复工作指南（试行），等四、留意事项1）请全班同学统一纸张，并采纳同一封面格式

16、。2）封面内容包括：土壤修复原理与技术课程设计、题目名称、专业班级、 同学姓名及学号、指导老师、提交日期。3）内容须经指导老师认可合格后，按以下挨次装订：封面、课程设计任务 书、名目、正文。4）除个别因特别状况请假外，原那么上须由本人按时提交课程设计至指定处。名目1总论11.1 摘要11.2 编制依据12场地问题识别11场地污染现状11. 2 土壤污染风险评估13污染风险状况33场地修复模式41 土壤修复总体思路42. 2场地修复目标值44修复技术筛选51 土壤修复技术简述55修复方案设计工作程序81修复方案比对9植物修复9化学修复9物理修复105. 2详细操作路线105. 3修复方案设计11

17、5. 4 土壤修复技术可行性评估125. 5修复工程量计算136. 6修复过程费用计算137. 7修复技术工艺参数13工艺流程及关键设施13主要工艺及设施参数146环境管理方案148. 1修复工程监理149. 2二次污染防治1410. 3工程验收151总论1.1 摘要重金属污染因具有毒性、易通过食物链在植物、动物和人体内累积，对生态 环境和人体健康构成严峻威逼。由于中国南方某地因洪水冲击引发尾矿库坝事故, 使下游120亩农田受到污染,初步调查显示，农田土壤主要受碑污染,其次是铅、 镉污染；该范围内重金属含量：碑216mg/kg,铅245mg/kg,镉0. 5mg/kgo对此， 本方案结合污染场

18、地的详细状况，拟采纳植物修复和土壤改良技术联用修复方法 来对该污染场地进行修复。1.2 编制依据土壤环境质量-农用地土壤污染风险管控标准场地环境调查技术导那么污染场地风险评估技术导那么污染场地土壤修复技术导那么污染场地修复技术名目（第一批）污染场地修复技术筛选指南工业企业场地环境调查评估与修复工作指南（试行），等2场地问题识别场地污染现状污染物碎、铅、镉主要集中分布在土壤表层030cm范围；该范围内重金属 含量：碑216mg/kg,铅245mg/kg,镉0. 5mg/kg。多金属污染的同时,农田还存 在含硫尾矿的酸污染问题，pH值最低达3. 4。2.1 土壤污染风险评估表2. 2. 1农用地土

19、壤污染风险管制值单位:mg/kg表2. 2. 2农用地土壤污染风险筛选值序号污染物工程风险管制值pHW5. 56. 5VpHW7. 5pH7. 51镉1.52.03.04.02汞2.02. 54.06.03碑2001501201004铅40050070010005铭80085010001300单位：mg/kg重金属和类金属碑均按元素总量计。污染物工程风险筛选值pH5.55.5pH6,56. 5pH7. 5镉0.30.40.60.8碑30302520铅80100140240当土壤中污染物浓度含量低于表2. 2. 2规定的风险筛选值时，农用地污染风 险低，一般状况下可以忽视；高于表2. 2. 2规

20、定的风险筛选值时，可能存在农用 地土壤污染风险，应加强土壤环境监测和农产品协同监测。当土壤中镉、汞、碑、铅、格的含量高于表2. 2. 2规定的风险值、等于或者 低于表2. 2. 1规定的风险管制值时，可能存在食用农产品不符合质量平安标准等 土壤风险，原那么上应实行农艺调控、替代种植等平安采用措施。当土壤中当土壤中镉、汞、碑、铅、铭的含量高于表2. 2.1规定的风险管制 值时，食用农产品不符合质量平安标准等农用地土壤污染风险高，且难以通过平 安采用措施降低食用农产品不符合质量平安标准等农用地土壤污染风险，原那么上 应实行禁止种植食用农产品、退耕还林等严格管控措施。2.2 污染风险状况污染农用地范

21、围内重金属含量分别为：碑216mg/kg,铅245mg/kg,镉 0. 5mg/kgo pH值最低达3. 4O碑的浓度已超过表2. 2. 1中规定的农用地土壤污染 风险管制值，神污染风险高；铅的含量高于表2. 2. 2规定的风险值低于表2. 2.1 规定的风险管制值，可能存在高风险；格的含量略高于农用地土壤污染风险筛选 值，可能存在风险。3场地修复模式土壤修复总体思路污染农田修复的总体思路场地修复目标1 .通过土壤酸性改良将土壤pH调整至5. 56. 5；2 .通过降低碑的浓度，将碑的浓度降低到305mg/kg；3 .通过降低铅的浓度和生物有效性，先将铅的浓度降低到70mg/kg以下，然 后再

22、降低铅的生物有效性，降低铅的污染风险；4 .通过降低镉的生物有效性，降低镉的污染风险；5 .修复年限初步定为7年。4修复技术筛选4.1 土壤修复技术简述污染土壤的修复技术方法分 类手段技术要点化学法化学淋洗法水力压头推动淋洗剂注入被污染土壤中，再将已溶解和 迁移的污染体抽出来，进行分别和污水处理。包括原位 和异位固化/稳定化加入固化/稳定剂，转变污染土壤中的理化性质，将污 染物转犯难溶、低毒物质。分为原位和异位。溶剂浸提采用溶剂将有害化学物质从土壤中提出来或去除,一般 采纳异位处置。原位化学氧 化向土壤注入化学氧化剂，发生氧化反响，使污染物降解 或转化更稳定、迁移性更弱的无毒或低毒化合物原位化

23、学还 原采用还原剂将土壤或地下水中的污染物还原犯难溶态 的物质，降低其迁移性和可采用性。土壤性能改 良通过改良剂降低重金属、有机污染物的水溶性、迁移性 和生物有效性，从而降低它们进入植物体、微生物体和 水体的力量，减轻危害。物理法换土法把污染土壤提走，换入洁净的土壤，并妥当处理换出的 土壤，以防止二次污染。包括换土、客土、翻土等。物理分别采用土壤介质和污染物粒径、密度、磁性等物理性质差 异,将颗粒物从胶体中分别出来，削减污染土壤的体积， 去除颗粒污染物。固化加入一些固化剂（水泥、沥青等）与污染土壤混合，待 混合物变硬变干，转化为结构完整且稳定的固态体，从 而将污染物封装在其中。玻璃化土壤加热，

24、污染物热解或蒸发去除，溶化后冷却形成惰 性玻璃体。电动力学修 复插入电极、施加低压直流形成电场，污染物向电极区富 集，进行回收处理。物理法电热用蒸汽、无线电波、高频电压和红外辐射对土壤加热， 污染物解吸出来，收集后处理。蒸汽汽提清洁空气注入污染土壤，负压驱使空气解吸有机污染 物，收集后处理，包括原位和异位。冰冻土壤无害冷冻剂溶液输入管道使水分充分冻结，形成地下冻 土层以容纳土壤或地下水中重金属、有机污染物和放射 性污染物，防止迁移集中。高温处理燃烧法（高温9201200）和等离子体高温 （15001600）回收金属和有机气体。生物法微生物修复通过土著微生物或外源微生物供应最正确养分条件，保持

25、其代谢活动功能，分解污染物。植物修复采用植物进行提取、根际滤除、挥发和固定等方式移 除、转变和破坏土壤中的污染物质，使污染土壤恢复 其正常功能。土壤修复技术评估技术参数表分类方 法技术成熟性适合的 目标污 染物适合的 土壤类 型治理成 本污染物 去除率修复时间污染源植物修 复中试规 模af无关低本钱90112个 月生物堆规模应 用adCI低本钱75ri2个 月化学氧 化规模应 用a f不详中等成 本5012个 月化学氧 化还原规模应 用af不详中等成 本5012个 月热处理规模应 用af除 了 cAI中等成 本9012个 月土壤淋 洗（原 位）规模应 用afFI中等成 本509012个 月土壤

26、淋 洗（异 位）规模应 用bfAI中等成 本到高 本钱9012个 月电动中试规 模ef不详高本钱50汽提技规模应abF-I低本钱75906个月2术用年挖掘规模应 用afAI低本钱953个月暴露途 径帽封规模应 用cfAI低本钱75906个月2 年固化/稳 定规模应 用c, efAI中等成 本90612个 月垂直/水 平阻控 技术规模应 用cf中等成 本2年以上受体转变土 地采用 方式规模应 用a fA-I低本钱移走受 体规模应 用a iAI低本钱1、污染物类型：a-挥发性，b-半挥发性，c-重碳水化合物，d-杀虫剂，e- 无机物，f-重金属；2、土壤类型：A-细粘土，B-中粒粘土，C-淤滞粘土，D-粘滞肥土，E-瘀滞 肥土，F-淤泥,G-砂质粘土，H-砂质肥土，1-砂土；