第十章固體廢棄物污染的環(huán)境修復(fù)技術(shù)10.2.2

垃圾場(chǎng)的生物修復(fù)技術(shù)(1)垃圾場(chǎng)生物修復(fù)的限制因素(4)固體廢棄物堆放不當(dāng)造成的農(nóng)田場(chǎng)地污染的生物修復(fù)(3)已關(guān)閉垃圾場(chǎng)的植被修復(fù)(2)垃圾滲濾液污染場(chǎng)地的生物(1)垃圾場(chǎng)生物修復(fù)的限制因素水毒熱氣肥限制因素分別按垃圾占混合基質(zhì)0、25％、50％、75％、100％等配置垃圾營(yíng)養(yǎng)土、然后按土壤重的25％，垃圾重的50％加水(相當(dāng)于田間持水量)。陳化7天后，測(cè)定速效氮、磷、鉀。以后每隔7天測(cè)定速效氮、磷、鉀，考察垃圾土的養(yǎng)分變化特征。結(jié)果表明，垃圾土的速效氮、磷、鉀含量隨時(shí)間的變化與土壤小的速效氮、磷、鉀隨時(shí)間的變化趨勢(shì)基本一致，但其速效養(yǎng)分含量明顯高于普通土壤。因而具有較高的肥力，具有持續(xù)、穩(wěn)定提供養(yǎng)分的能力，可以保證植物生長(zhǎng)的需要。分別按垃圾占混合基質(zhì)0、25％、50％、75％、100％等配置垃圾營(yíng)養(yǎng)土。混勻裝入高約40cm，直徑6.0cm的圓柱筒中(底部襯以石英砂)。少量、多次添加水，直至筒底有明水流出，此時(shí)垃圾土的水分處于飽和狀態(tài)。然后每隔5天，測(cè)定失水率，考察垃圾土的水分動(dòng)態(tài)變化。結(jié)果表明，垃圾土的含水率明顯高于土壤。垃圾土自水分飽和開始的含水率曲線之變化趨勢(shì)與土壤含水率曲線的變化趨勢(shì)基本一致。含水率曲線在一定時(shí)間內(nèi)可以用直線方程近似描述，但垃圾土失水速率要高于普通土壤，因此在垃圾場(chǎng)的植被營(yíng)建過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)水分的管理。

在30cm×30cm×100cm的木箱中，裝入新鮮垃圾35kg，分別覆蓋10kg、20kg、30kg、40kg中性紫色土，分早、中、晚三次測(cè)定氣溫及距地表5cm、15cm、25cm處的混合土溫，持續(xù)測(cè)定60天考察垃圾土的熱量變化特征。結(jié)果表明，土層下垃圾發(fā)酵產(chǎn)生的熱且對(duì)土壤熱量狀況有較大的影響，同一深度層次上的溫度與垃圾覆蓋物厚度有密切的關(guān)系。在植被營(yíng)建過(guò)程中、必須考慮垃圾熱對(duì)植物根系生長(zhǎng)的影響。

(2)垃圾滲濾液污染場(chǎng)地的生物修復(fù)垃圾滲濾液(refuseleachate)指垃圾在堆放和填埋過(guò)程中，由于發(fā)酵和雨水的淋溶、沖刷，以及地表水和地下水的浸泡而排放出來(lái)的高濃度有機(jī)污水，其COD最高可達(dá)100g/L，銨態(tài)氮可達(dá)1700mg/L，除此之外，滲濾液中還含有多種重金屬。重金屬污染土壤的植物修復(fù)

采用植物對(duì)重金屬的忍耐和超量積累能力并結(jié)合共生的微生物體系來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)重金屬污染環(huán)境的修復(fù)。

植物組織積累植物排斥植物固定植物降解植物揮發(fā)植物修復(fù)重金屬污染土壤的機(jī)理示意圖植物修復(fù)技術(shù)的類型植物穩(wěn)定技術(shù)植物揮發(fā)技術(shù)植物提取技術(shù)利用耐重金屬植物降低土壤中有毒金屬的移動(dòng)性，從而減少金屬被淋濾到地下水或通過(guò)空氣擴(kuò)散進(jìn)一步污染環(huán)境的可能性。利用植物的吸收、積累和揮發(fā)而減少土壤中一些揮發(fā)性污染物。利用重金屬積累植物或超積累植物從土壤中吸取一種或幾種重金屬，并將其轉(zhuǎn)移、儲(chǔ)存到植物根部可收割部分和植物地上枝條部分。根據(jù)作用過(guò)程和機(jī)理，分為：

黃楊海桐冬青杉木香樟幾種超積累鎘的植物地點(diǎn)應(yīng)用污染物結(jié)果衣阿華州面源污染控制，1.6km河段種植楊樹硝酸鹽、莠去津、甲草胺以及土壤侵蝕去除硝酸鹽和0.10-20%莠去津衣阿華州生活固體廢物對(duì)峙后施用在楊樹、玉米和羊茅草上BEHP、B[a]P、PCBs、氯丹機(jī)物固定俄勒岡州生活垃圾填埋廠覆土上種植雜交楊有機(jī)物、重金屬和BOD成功衣阿華州伊阿華市楊樹處理垃圾填埋滲濾液有機(jī)氯溶劑、金屬、BOD、NH3楊樹在污染物濃度1200mg/L下生長(zhǎng)馬里蘭州喬治王子縣楊樹種植在施用污水污泥的土地污泥中的氯每公頃420t污泥，種植6年俄勒岡州Corvallis水培系統(tǒng)的有機(jī)物，栽培楊樹、沙棗、大豆、綠芩處理硝基苯及其它基本完全吸收新墨西哥州污染土壤種植曼陀羅屬（Datura）、和番茄屬（Lycopersicon）TNT基本完全吸收田納西州橡樹嶺有機(jī)物污染土壤種植松樹、一枝黃花屬、巴伊亞雀陴三氯乙烯及其它加強(qiáng)生物礦化猶他州鹽湖城污染土壤種植冰草五氯酚和菲促進(jìn)礦化伊利諾斯州新澤西淺層地下水和楊樹硝酸鹽和氨氮降低污染羽流的大小俄勒岡州Mcminnville用填埋滲濾液灌溉6公頃楊樹氨和鹽分零排放、替代送入污水處理廠阿拉巴馬州Childersherg土壤用狐尾藻處理TNT促進(jìn)降解表10-1美國(guó)污染場(chǎng)地植物修復(fù)的應(yīng)用微生物吸附微生物氧化還原重金屬被活的或死的生物體所吸附。實(shí)際應(yīng)用取決于兩個(gè)方面：篩選具有專一吸附能力的生物；降低培育生物的成本。

利用微生物改變重金屬離子的氧化還原狀態(tài)。重金屬污染土壤的微生物修復(fù)(3)已關(guān)閉垃圾場(chǎng)的植被修復(fù)

喬木、灌木和草本相結(jié)合的措施進(jìn)行生態(tài)修復(fù)

小葉榕結(jié)縷草毛葉丁香刺桐蓖麻刺藤葛藤構(gòu)樹重慶某垃圾場(chǎng)選出的先鋒植物(4)固體廢棄物堆放不當(dāng)造成的農(nóng)田場(chǎng)地污染的生物修復(fù)固體廢棄物堆放不當(dāng)造成的農(nóng)田場(chǎng)地污染指如市政污泥、化工廠殘留物、食品廠加工產(chǎn)生的污泥、石油化工有害廢物、紡織廠污泥、煉油廠污泥、木材防腐廢物、造紙廠污泥等堆放在農(nóng)田造成的污染。上層30cm的污染土壤:可通過(guò)土地耕作進(jìn)行生物修復(fù)規(guī)程：去除大塊石塊和碎片，使土壤均勻一致；施用添加劑，使90％以上的土壤有添加劑；烴類、氮和磷的一般比例為100:10:1，還需要根據(jù)土壤狀況補(bǔ)充微量元素如鉀等；土壤耕作工藝示意圖

一次施用量應(yīng)限制在45kg／m3土壤之內(nèi)，以防止流失；如需要大量的營(yíng)養(yǎng)鹽可以用緩釋劑或多次施用；盡量增加土壤孔隙度，勤翻土壤或加入膨松劑，防止壓實(shí)土壤；粘土較重的土壤一般要摻砂子、鋸末或木片，也可用石膏減少粘土中的水分；調(diào)整土壤的pH值，可用石灰、明礬或醋酸。土地耕作30cm以下的污染土壤:應(yīng)用整備床處理技術(shù)

圖10-1典型固體廢物污染耕地生物修復(fù)過(guò)程

圖10-2固體廢物污染土壤耕地生物修復(fù)的整備床示意圖

10.2.3

垃圾堆肥污染的植物技術(shù)垃圾堆肥--指居民生活垃圾中的有機(jī)物通過(guò)分解發(fā)酵而得到的一種性能穩(wěn)定的產(chǎn)品，它的主要成分是類似腐殖質(zhì)的物質(zhì)，它不是肥料，而是一種土壤改良劑。

(1)除臭技術(shù)與設(shè)備清潔氣體法臭氧氧化方法堆肥氧化吸附法--將排出的臭氣變成液態(tài)--利用臭氧的強(qiáng)氧化能力和屏蔽作用--土壤除臭法使用液體如水、海水、酸(各種酸、臭氧水、高錳酸鉀等)、堿(氫氧化鈉、次氯酸鈉)，將臭氣液體化，或利用這些液體減少臭氣。通常在清潔塔中進(jìn)行，可采用噴射塔系統(tǒng)、密封塔系統(tǒng)等。

一般是采用熟堆肥除臭或施用熟堆肥的土壤除臭，這種方法及設(shè)施都比較簡(jiǎn)單，熟堆肥原料來(lái)源于堆肥產(chǎn)品。這種方法需要沒(méi)置臭氧發(fā)生器、臭氧反應(yīng)塔。

(2)振動(dòng)與噪聲的防治

振動(dòng)--在堆肥化設(shè)備中，由破碎機(jī)中的物料撞擊或旋轉(zhuǎn)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)不平衡產(chǎn)生。噪聲--來(lái)自堆肥化系統(tǒng)中的空氣壓縮機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)減小振動(dòng)的方法是在設(shè)備和基地之間安裝隔振板，并使地基盡量大。特別是，在地面較軟的地方，事先對(duì)地質(zhì)概況作了解后再安裝機(jī)器；一般來(lái)講，如果振動(dòng)是在設(shè)備安裝好后運(yùn)行時(shí)才發(fā)生的，就很難采取措施來(lái)解決振動(dòng)問(wèn)題，因此事先應(yīng)妥善考慮。(3)污水處理污水處理設(shè)備是處理來(lái)自貯料發(fā)酵倉(cāng)，處理設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中以及附屬建筑的生活污水等。

處理過(guò)程中的污水

(4)重金屬污染的修復(fù)簡(jiǎn)單或在溶液中絡(luò)合的水溶態(tài)離子可以交換的代換態(tài)離子酸溶態(tài)的氧化物、碳酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽或其它“二級(jí)礦物”等“一級(jí)礦物”晶格中的難溶態(tài)離子與有機(jī)物鍵合的可給態(tài)離子污水污泥和土壤中的重金屬的化學(xué)形態(tài)采用蚯蚓和蠕蟲處理城市下水道污泥中的重金屬。經(jīng)過(guò)3個(gè)月的堆肥處理后的結(jié)果表明:與對(duì)照相比，積累在蚯蚓體內(nèi)的重金屬含量非常高:Cu12倍、Pb10倍、Cr8倍、Zn715倍、Ni6倍、Cd415倍、Mn315倍和Co116倍；在蠕蟲堆肥中只有Fe的濃度增加115倍，而其它元素都有所降低：Mn92%、Zn89%、Cu90%、Cr88%、Pb87%、Cd86%、Ni51%和Co42%。10.2.4

礦山廢石場(chǎng)的生物修復(fù)技術(shù)

異位修復(fù)原位修復(fù)指將廢石搬運(yùn)到陷坑、采空區(qū)或谷地進(jìn)行修復(fù)。指在原來(lái)的廢石地上進(jìn)行修復(fù)。

1整治廢石堆：其工作主要是按照當(dāng)?shù)匦迯?fù)條例的要求，合理的安排廢石堆的結(jié)構(gòu)。2覆土：表土的來(lái)源，一般是露天開采時(shí)預(yù)先貯存在臨時(shí)堆放場(chǎng)的耕植土，或采礦場(chǎng)剛剝離下來(lái)的表土，或從鄰近的土地上挖掘出來(lái)的表土。

3植被的種植：根據(jù)廢石和覆土的種類、性質(zhì)，選擇適宜生長(zhǎng)的農(nóng)作物，如草木、灌木或其他樹木，然后進(jìn)行人工或機(jī)械栽種。對(duì)植物修復(fù)來(lái)說(shuō)，修復(fù)程序一般可分為：10.2.5

露天采礦場(chǎng)的生物修復(fù)技術(shù)根據(jù)露天采礦場(chǎng)的深度及采掘時(shí)所采用的充填料的來(lái)源和性質(zhì)，將露天采礦場(chǎng)的修復(fù)分為四種不同的類型：⑴無(wú)覆蓋層的淺采礦場(chǎng)修復(fù)⑵有覆蓋層的淺采礦場(chǎng)修復(fù)⑶無(wú)覆蓋層的深采礦場(chǎng)修復(fù)⑷有覆蓋層的深采礦場(chǎng)修復(fù)

⑴無(wú)覆蓋層的淺采礦場(chǎng)修復(fù)無(wú)覆蓋層的淺采礦場(chǎng)是指覆蓋很薄，開采深度小于30米的采礦場(chǎng)，如開采石灰石、花崗巖等的露天采礦場(chǎng)。

亞洲第一大露天石灰石礦

水淹型采礦場(chǎng)：若其中的水體與其他水系(地表水或地下水)沒(méi)有連通，則可用一般充填料充填進(jìn)行修復(fù)。若其中的水體與其他水系相連通，為了保護(hù)其他水系不受污染，則應(yīng)對(duì)充填料進(jìn)行嚴(yán)格的選擇。無(wú)覆蓋層的淺采礦場(chǎng)干涸型采礦場(chǎng)：可采用交替循環(huán)修復(fù)法進(jìn)行修復(fù)，即在采礦場(chǎng)中堆積一層垃圾，再堆積一層泥土和碎石，交替進(jìn)行充填。一般垃圾層的厚度可取2米左右；泥土、碎石層的厚度可取30厘米左右。

⑵有覆蓋層的淺采礦場(chǎng)修復(fù)有覆蓋層的淺采礦場(chǎng)是指覆蓋層比較厚，開采深度在30米以下的露天采礦場(chǎng)。

通常剝采比都比較大。一般為10：1或15：1，甚至個(gè)別的剝采比高達(dá)25：1。

某露天稀有金屬采礦場(chǎng)

用覆蓋層來(lái)補(bǔ)償被采出礦石后的采礦場(chǎng)，修復(fù)通常可與采礦同時(shí)進(jìn)行。

⑶無(wú)覆蓋層的深采礦場(chǎng)修復(fù)無(wú)覆蓋層的深采礦場(chǎng)是指沒(méi)有覆蓋層或覆蓋層極薄，而開采深度卻大于30米的露天采礦場(chǎng)。

對(duì)水淹型采礦場(chǎng)，可以整修成水庫(kù)、發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)或作生產(chǎn)和生活水源。對(duì)無(wú)法回填的干涸采礦場(chǎng)，可整修成其他用途使用的場(chǎng)地，如可用作軍用射擊場(chǎng)或其他試驗(yàn)場(chǎng)之用，也可作為自然保留地或保持有趣的地質(zhì)露頭。⑷有覆蓋層的深采礦場(chǎng)修復(fù)有覆蓋層的深采礦場(chǎng)是指覆蓋厚度比較大、開采深度超過(guò)30米的有色金屬礦或煤礦的露天采礦場(chǎng)。

山東某金礦露天采礦場(chǎng)覆蓋層厚、剝采比大，故可以提供大量的廢石、煤矸石和表土，對(duì)采礦場(chǎng)進(jìn)行全面修復(fù)。10.2.6

礦山尾礦庫(kù)的生物修復(fù)技術(shù)(1)限制尾礦庫(kù)植物修復(fù)的因素(2)尾礦庫(kù)植物修復(fù)程序(3)尾礦庫(kù)植物修復(fù)的注意事項(xiàng)(1)限制尾礦庫(kù)植物修復(fù)的因素重金屬和其他污染物含量高酸堿性強(qiáng)且變化大植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量低

固體廢物表面不穩(wěn)定

不利于植物生長(zhǎng)重金屬和其他污染物含量高通常情況下，礦山固體廢物中含有大量的銅、鉛、鋅、鎘等重金屬元素。在一般情況下，可溶性的鋁、銅、鉛、鋅、鎳等對(duì)植物顯示出毒性的濃度為1～10mg/kg，錳和鐵為20～50mg/kg。修復(fù)中應(yīng)注意土壤中可溶性堿金屬鹽的含量。當(dāng)固體廢物中的比導(dǎo)電性超過(guò)7mΩ時(shí)，將會(huì)呈現(xiàn)毒性，對(duì)植物生長(zhǎng)極為不利。其次，含黃鐵礦的固體廢物，可能自燃產(chǎn)生二氧化硫和硫化氫等有毒氣體，危害植物生長(zhǎng)。

酸堿性強(qiáng)且變化大多數(shù)植物適宜生長(zhǎng)在中性土壤中。當(dāng)固體廢物中的pH值超過(guò)7～8.5時(shí)，則呈強(qiáng)堿性，可使多數(shù)植物枯萎。當(dāng)pH值小于4時(shí)，固體廢物則呈強(qiáng)酸性，對(duì)植物生長(zhǎng)有強(qiáng)烈的抑制作用。

植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量低

植物正常生長(zhǎng)需要多種元素，其中氮、磷、鉀等元素不能低于正常含量，否則植物就不能正常生長(zhǎng)。固體廢物表面不穩(wěn)定

由于礦山固體廢物固結(jié)性能不好，很容易受到風(fēng)、水和空氣的侵蝕，尤其尾礦受侵蝕以后，其表面出現(xiàn)蝕溝、裂縫，導(dǎo)致覆蓋在尾礦和廢石上的表土層破裂，出于重力作用，可能使表土層出現(xiàn)蠕動(dòng)，使表土層穩(wěn)定性降低和移動(dòng)。而這種表土層的不穩(wěn)定性及位移，均會(huì)嚴(yán)重地破壞植物的正常