[發明專利]一種工業場地污染防控方法

有效

• 申請號: 201310727879.5
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN103739023A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 吳駿;陳夢舫;李春平;羅飛;晏井春;宋昕
• 申請（專利權）人: 中國科學院南京土壤研究所
• 主分類號: C02F1/00
• 分類號: C02F1/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 唐循文

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技術領域

本發明屬于場地風險管理與污染控制領域，具體涉及一種工業場地污染防控方法。

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背景技術

高速、持續、粗放的工業過程是造成我國區域環境污染與生態破壞的直接誘因。廢水淋溶是工業過程引發污染物進入地下環境最直接、最主要的途徑，土壤作為地下水天然的屏障經常會因為過載的工業負荷而喪失對污染物的攔截能力。污染物一旦進入含水層將會在水流的驅動下由點向面擴散，進而引發區域地下水環境問題，將極大地增加后續治理的成本與難度。

伴隨我國城市布局的調整與產業結構的升級，“退二進三”、“退城進園”等政策的相繼實施，工礦企業搬遷遺留場地的環境問題已經嚴重威脅城市生態安全與居民健康。實用、高效、價廉的場地修復技術成為了業內研發的重點，如：申請號為200980124086.6的專利公布了一種金屬污染場地的修復方法；申請號為201210038607.X的專利公布了一種有機污染場地土壤的原位修復技術等。另一方面，大力度地推行清潔生產一定程度上減輕了場地的環境負荷，但受限于我國工業技術經濟與管理水平，工業過程引發污染物進入場地環境或不可避免，在長期排放的累積效應下，僅依靠受體本身脆弱的風險抵御能力必然會導致更多污染場地的涌現。因此，由污染的防控替代修復將成為今后場地管理與污染控制的重要理念變革。近年來，以風險管控為核心并重視地下水資源保護的理念已逐步在業內達成了共識，并開展了不少有針對性的工作，如：發明人所在團隊研發出了我國首套污染場地健康與環境風險評估軟件HERA（Health?and?Environmental?Risk?Assessment?Software?for?Contaminated?Sites,?Version?1.0著作權號?：2012SR118710），為我國場地的風險管控提供了重要工具，然而我國在場地污染防控領域的技術儲備缺失嚴重，遠不能滿足污染特征復雜多變工業場地的需要。在工業化進程持續高速發展的今天，開發與之配套的污染防控技術方法，促進工業與環境的和諧發展意義重大。

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發明內容

解決的技術問題：本發明針對我國場地污染防控技術方法的缺失，提出采用城市生物質混合廢物制備生物炭，利用其對污染物的截留能力并耦合零價鐵對污染物的降解作用，提升表層土壤對污染負荷的承載能力，削減環境風險進而實現保護區域地下水的目的。

技術方案：為達到以上目的，本發明通過對我國主要場地類型的污染特征進行調查發現，重金屬與各類有機污染物是我國場地污染的重點，此外，酸性載體與可移動膠體顆粒在污染物的垂向傳輸中起到關鍵作用。由此，本發明借鑒了在土壤與水環境中生物炭對污染物的富集能力以及零價鐵對污染物的降解作用方面的研究成果，針對淋溶模式的污染排放特征，提出將表層土壤作為富集與降解污染物的反應單位，通過添加生物炭-零價鐵復合防控材料阻截污染物的垂向傳輸行為，從而保護區域地下水環境。然而，包括熱處理過程及其工藝條件、生物質來源與組成等在內的因素均會影響生物炭的界面特征與理化性質，如：pH、陽離子交換容量、官能團特征、礦物組成等。此外，如何實現生物炭與零價鐵在土壤環境中的高效耦合以及該技術方法在場地實施過程中的操作細則也是成敗的關鍵。

本發明具體技術方案是：

A．防控材料的制備

將城市污水廠脫水污泥烘干并粉碎后，采用0.05?mol/L的HCl對其進行酸洗以去除金屬陽離子與其它雜質，水洗至中性后烘干得到生物質粉末1，將洗凈的餐廚果蔬類生物質廢物烘干并粉碎后得到生物質粉末2；將上述得到的生物質粉末1和生物質粉末2按1:0.5~2的質量比混合并加入工業電爐，于550~650?℃的氮氣環境下熱解2~6?h，冷卻后收集固態炭化產物并磨碎過篩，即為生物炭；

依次用0.1?mol/L的H₂SO₄與無水乙醇洗滌工業級還原鐵粉3~5?min，去除其表面氧化層及雜質，然后用脫氧去離子水洗至中性后真空烘干備用，即為零價鐵；

B．防控技術的實施

在防控區域內原位開挖表土至30~50?cm，用篩分破碎鏟斗攪拌并粉碎土壤，使得90%以上土壤顆粒粒徑小于2?cm，灑水潤濕土壤后，按土壤、生物炭、零價鐵100:1~10:1~5的干基質量比加入A步驟制備好的防控材料，攪拌均勻并老化3~20天后壓實，完成防控層的鋪設；

C．防控層的更換