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伊藤洋:日本土壤污染现状介绍

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学社博客 发表于 2019-8-20 12:08 | 显示全部楼层 打印 上一主题 下一主题
日本土壤污染途径
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在20世纪70年代,随着日本工业化与城市化的迅速发展,工厂废水和废渣的无序排放导致土壤受到了严重污染。日本城市土壤污染大致有以下三种途径:" v6 d" k5 `4 V+ H2tech.cn

( W; e& f' S+ a+ Y第一种途径:是挥发性有机物渗入土壤,并通过移流扩散进入地下水形成LNAPL(轻质非水相液体)、DNAPL(重质非水相液体),从而导致地下水污染。
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$ {% \/ n/ ~6 ?# O第二种途径:是工厂排放的废水和废渣中的重金属进入土壤,并通过与土壤的相互作用和迁移作用对土壤微生物的生理、生化性能及土壤理化性质产生影响,从而影响土壤生态系统结构和功能的稳定性。" E5 X% G$ F9 [2tech.cn

: T/ w- W: W0 L5 t, `! O第三种途径:是降雨浸透,降雨通过补给渗透将污染物质带入土壤和地下水中。/ Q9 n0 a( f, i/ v/ V2tech.cn

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日本土壤修复市场
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, z9 N, j8 [" S5 s前几年,日本土壤污染市场大约在2000-3000亿日元/年;近年来,日本土壤污染市场增长为7000-10000亿日元/年。日本潜在污染场地93-200万处,调查修复投入约在13-30兆日元以上。根据日本的经验,污染土壤修复过程中很重要的一点将修复实施和风险管理两种手段结合起来。目前,多种行业的企业加入到土壤修复行业竞争市场,处理方式以净化、异位修复、土壤气体抽提和地下水抽提为主。
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  q1 e  ~: ?8 x9 R日本土壤污染调查结果显示,从1991年土壤环境标准制定开始到2013年,通过对比可以发现超过土壤污染对策法指定标准或超过土壤环境标准的案例数呈现逐年递增的趋势,只是在金融危机爆发的2008年有小幅降低。其中大多数为重金属污染案例,2007年以来,土壤重金属超标案例每年超过500个,VOC污染案例约100个左右,复合污染案例约70个左右。8 o" I! B$ m) z2tech.cn

( R) W" j; ]: B$ ~, b! X( [, x2013年10月土壤环境中心调查结果显示,日本在2003年土壤污染对策法实施后,通过对比前后土壤污染订单金额可以发现总体还是比法律实施前有大幅提升。2005年开始出现爆发式增长,2008年以后逐渐趋于稳定,近年来的年订单金额为7000-10000亿日元(约合370-520亿人民币),土壤修复市场潜力巨大。
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日本土壤污染的种类分为三类:VOC、重金属类和农药等。其中主要的VOC污染物包括苯、三氯乙烯、四氯乙烯、二氯甲烷等;重金属污染物包括铅及其化合物、砷及其化合物、氟及其化合物等;PCB是主要的农药污染物。日本土壤污染场地主要是VOC污染和重金属污染,特别是重金属污染。9 C1 B" e! l- b6 M% e2tech.cn

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日本土壤污染调查流程
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2 E- a# ~: Y8 I- y日本土壤污染调查分为以下三个阶段:
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第一阶段:为资料调查,主要包括收集过去的住宅地图、区域内设施配置图、化学物质使用履历以及现场勘察。
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第二阶段:为概况调查,包括表层土壤调查、表层土壤气体调查、地下水调查(已存在的井等)、物理探查等。2 W9 D* }- h1 H+ s( b0 H* L+ Z' I! q5 B0 V2tech.cn

6 l- a  d( G4 d8 K第三阶段:为详细调查,包括钻孔调查地、下水调查、物理探查、水理调查、模拟等。
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日本土壤污染修复对策

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重金属类污染土壤的处理:主要包括异位修复、封闭、稳定化处理、土壤洗净和热处理。其中稳定化处理是指将水泥、药剂等与重金属污染土壤相混合,使重金属固化或稳定化以防止其溶出到地下水,如何保持长期持续的效果是需要研究的问题。土壤洗净是指将土壤分类,洗净粗土粒,将细粒土运出。热处理处理是指将土壤置于800-1000℃的环境下,使土壤中的挥发性有机物污染物去除的方法,缺点是价格高而且会使土壤机能丧失。
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/ J; v' z5 t; E3 f/ I( |挥发性有机化合物污染土壤的处理:主要包括原位置抽出法(抽水法、土壤气体吸引法、地下水曝气法)、原位净化法(铁粉净化法、促进氧化法、生物降解法)、土壤挖掘·净化法(“热土”加热法、低温加热法)。0 `, y% b! M; O& v& |5 M2tech.cn
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石油类污染土壤的处理:主要包括洗净处理、原位热处理、微生物处理、土壤气体抽提。洗净处理是指运用相似相溶的原理,运用水洗净、溶剂洗净方式去除污染物,其中水处理成本较高。原位热处理是指根据土壤性质和环境负荷,通过低温(300℃)或高温(400~700℃)加热的方式去除污染物。微生物处理是指通过添加分解微生物促进净化或者促使土壤分解微生物繁殖以促进净化。
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二噁英类、PCB等污染土壤处理:使用Geosteam法(间接热脱离+水蒸气分解)和熔融处理设施(Geomelt法)可以处理二噁英类、PCB等的污染土壤。5 ?( A" L: i! O7 H2tech.cn
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土壤挖掘和异位处理:该方法是指运用挖掘机械把污染土壤转移到拥有净化设施的场地进行处理的方法,适用于任何的污染土壤。但在挖掘过程中需要防止二次污染和地下水污染。土壤挖掘后的处理方法主要为净化处理、填埋和水泥制造,而净化处理主要的技术包括淋洗、气相抽提和热处理。/ ]% @5 r% F" Y1 W* X8 R0 t: X2tech.cn

& v9 W, U8 b: f稳定化处理:该方法主是指通过化学稳定化处理、吸附结晶化处理以及固化处理使其生成氢氧化物、难溶性盐以及水化产物固化·吸附。稳定化药剂是该处理技术的核心,稳定化药剂主要有硫化钠(液)、聚合硫酸铁(液)、碳酸钙(粉)等,针对的处理物质是重金属、砷、氟以及有机氯化物。3 u% O$ Z3 v8 h# H6 m2 p0 Z2tech.cn

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日本技术是否适用中国

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1 f. x! ~4 _; w% S& ]在日本以挖掘去除为前提条件的土壤洗净和水泥原料化的事例占绝大多数,而且针对污染物质的种类,具备多种技术选择。但是,这些在日本本土应用的技术在中国能否适用还需要考虑中国污染土壤的特征。1 c2 R- O1 A" P$ H2tech.cn

! e1 O! n- l' |5 ^& @0 i/ N% Q- W稳定化处理技术:对重金属、VOC都有不错的处理效果、对油分、PCB、二噁英的处理效果一般,处理成本低,净化效果也不错,应该能够很好的适应中国的污染情况。
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0 ^8 R; Z5 h, e5 w% ]. n2 [, `) f封闭处理技术:主要针对重金属污染处理,处理成本比较低,净化效果不太理想,估计在中国的适用性一般。- C( r% ^' ?1 C" E2 [2tech.cn
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热分解和熔融处理技术:虽然处理效果很好,但是成本较高并要求拥有极高的技术,而土壤淋洗技术需水处理而且处理量少、加工为水泥材料由于处理量的限制以及搬运距离等因素,因此这些技术近期可能在中国难以适用。作者简介:伊藤洋 日本北九州市立大学教授 国际环境工学部/环境技术研究所副所长 日本土壤污染修复资深专家)
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