20年國(guó)內(nèi)外土壤地下水調(diào)查修復(fù)經(jīng)驗(yàn)?
專業(yè)污染場(chǎng)地調(diào)查、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、修復(fù)技術(shù)、修復(fù)工程綜合服務(wù)商
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在當(dāng)前全球范圍的土壤污染來(lái)看,污染較為嚴(yán)重,其主要分為以下五個(gè)方面:重金屬類污染、放射性類污染、有機(jī)物類污染、病原菌污染及多重復(fù)合型污染物造成的土壤污染。其中,受重金屬污染的土壤形勢(shì)日趨嚴(yán)峻,逐漸成為是我國(guó)土壤污染中的一個(gè)棘手問(wèn)題。
重金屬鉻通常是以三價(jià)鉻(Cr(Ⅲ))和六價(jià)鉻(Cr(Ⅵ))兩種形式的價(jià)態(tài)分布在周圍生活的生態(tài)系統(tǒng)中。并且,重金屬在自然界中存在的形態(tài)決定了重金屬的毒性,其價(jià)態(tài)比重金屬的總量更直接影響重金屬及其在自然界中的循環(huán)。
近年來(lái),隨著可利用土壤越發(fā)減少,國(guó)內(nèi)外對(duì)土壤修復(fù)技術(shù)投入大量的研究,且國(guó)外相對(duì)國(guó)內(nèi)起步較早。我國(guó)土壤污染形勢(shì)日趨嚴(yán)峻,國(guó)家對(duì)土壤污染治理與防治愈發(fā)重視,相關(guān)政策法規(guī)的制定以及督管部門的監(jiān)察已經(jīng)被正式提上我國(guó)的議事日程。土壤修復(fù)技術(shù)按照?qǐng)龅貙?shí)施分為原位和異位修復(fù)。自2006年起,我國(guó)在全國(guó)范圍內(nèi)對(duì)農(nóng)田土壤現(xiàn)在進(jìn)行了廣泛而深入的調(diào)查,為了解掌握全國(guó)的土壤環(huán)境質(zhì)量以及受污染總體狀況,進(jìn)行了深入調(diào)查,國(guó)家相關(guān)部門、司法機(jī)構(gòu)及相關(guān)科研單位,為構(gòu)建適合我國(guó)國(guó)情的土壤污染防治法律法規(guī)及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了廣泛而深入的探究。迄今為止,針對(duì)受重金屬鉻污染土壤的治理主要有兩條技術(shù)路線,其為:
(1)改變重金屬鉻在土壤或沉積物中的存在形態(tài),減緩其遷移轉(zhuǎn)化和生物利用能力,將Cr(VI)還原成為毒性相對(duì)于較小的Cr(Ⅲ),減緩對(duì)環(huán)境的污染;
(2)將 Cr(VI)從被污染的土壤中去除。
圍繞著以上兩條技術(shù)路線,國(guó)內(nèi)外研發(fā)探究出一系列針對(duì)鉻污染土壤的修復(fù)技術(shù),上海雨辰工程有限公司提供一系列針對(duì)鉻污染土壤的修復(fù)技術(shù),其施工工藝為淋洗技術(shù)、氧化還原技術(shù)、電動(dòng)修復(fù)技術(shù)、生物修復(fù)技術(shù)、固定化/穩(wěn)定化技術(shù)等。
(1)淋洗技術(shù)
土壤淋洗修復(fù)技術(shù)(Soil leaching and flushing/washing)是一種采用藥物添加的直接修復(fù)技術(shù),主要是借助化學(xué)淋洗藥劑,幫助提高土壤環(huán)境中污染物的溶解性或減緩其遷移能力,然后利用通過(guò)外加水頭壓力的作用推動(dòng)促進(jìn)劑,將污染物以固液萃取的形式,轉(zhuǎn)移至液體中,進(jìn)而從土層中洗脫出來(lái),進(jìn)一步對(duì)洗脫液進(jìn)行污水處理,從而實(shí)現(xiàn)污染物從土壤中去除。土壤淋洗技術(shù)以其流程簡(jiǎn)單、修復(fù)效率高以及修復(fù)集中等優(yōu)點(diǎn),到國(guó)內(nèi)外被廣泛關(guān)注。常用的淋洗劑有:水、酸、螯合劑以及表面活性劑等。由于淋洗劑造價(jià)較高,淋洗劑具有選擇性和專一性,且淋洗出的廢液同樣存在回收與后續(xù)處理問(wèn)題,處理周期長(zhǎng),表面活性劑殘留于水中,易對(duì)環(huán)境造成二次污染,因此,淋洗修復(fù)法尚未在實(shí)際工程中得到廣泛應(yīng)用。
(2)電動(dòng)修復(fù)技術(shù)
電動(dòng)修復(fù)技術(shù)(electrokinetic remediation technology),是于上世紀(jì) 90年代后才逐漸興起的一種外加電場(chǎng)的土壤修復(fù)技術(shù),雖在近年來(lái)逐漸興起,并且具有應(yīng)用潛力,其主要特點(diǎn)為原位修復(fù)。其基本原理是:在受污染土壤的兩側(cè)加入一定的電壓,形成電場(chǎng)梯度,污染物憑借其自帶的電荷(陰性或者陽(yáng)性),根據(jù)其電荷性質(zhì)和孔隙流體流動(dòng)方向分別向陰極或者陽(yáng)極移動(dòng),在電極附近聚集后的污染物,隨后通過(guò)電鍍處理或?qū)⑵涑槿〉降孛嫔线M(jìn)行處理,從而實(shí)現(xiàn)土壤修復(fù)的目的。研究發(fā)現(xiàn),電動(dòng)修復(fù)效率根據(jù)污染土壤的價(jià)態(tài)不同而變化,例如,Cr(VI)相對(duì)于 Cr(Ⅲ)有更多的自由電荷,其去除效率明顯大于Cr(Ⅲ)。
由此可見(jiàn),電動(dòng)修復(fù)技術(shù)有很強(qiáng)的選擇性。但是,電動(dòng)修復(fù)技術(shù)在工程實(shí)際中還需要解決一系列技術(shù)問(wèn)題,如:修復(fù)中的能量損耗、水分流失、鹽堿化區(qū)域重金屬的沉積、修復(fù)中能量大量損耗、效率低下以及參數(shù)優(yōu)化等。
(3) 生物修復(fù)技術(shù)
生物修復(fù)技術(shù)(bioremediation),通常指應(yīng)用植物、動(dòng)物或者微生物來(lái)治理受重金屬污染的土壤,其主要是通過(guò)生物作用來(lái)處理受污染的土壤,微生物表面的大分子物質(zhì)對(duì)污染物進(jìn)行一系列的生物活動(dòng),如生物吸收、生物吸附、空泡吞飲、沉淀和氧化還原等作用。其特點(diǎn)為:經(jīng)濟(jì)環(huán)保,管理簡(jiǎn)單,主要為一次性投資且無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)。一些可以植物不但可以超富集污染物,同時(shí)還能夠吸收高濃度的污染物。但是由于大多數(shù)植物生物量較低、生長(zhǎng)速度較為緩慢、倍增時(shí)間長(zhǎng)以及對(duì)重金屬具有選擇性等因素,在植物修復(fù)技術(shù)中仍然是較難解決的問(wèn)題。由于生物修復(fù)技術(shù)存在改變生態(tài)環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)、去除效率低且修復(fù)周期長(zhǎng)等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,就目前而言,利用微生物來(lái)修復(fù)鉻污染土壤的研究,仍集中在實(shí)驗(yàn)室探索階段,在實(shí)際應(yīng)用方面尚且不能夠成熟運(yùn)行。
(4)固定化/穩(wěn)定化技術(shù)
固定化/穩(wěn)定化技術(shù)(Solidification/Stabilization, S/S),是將鉻污染的土壤與某種固化劑如水泥、硅土、生石灰、石膏或碳酸鈣等混合(當(dāng)土壤中存在Cr(Ⅵ)時(shí),通常會(huì)加入還原劑將其還原為 Cr(Ⅲ)),從而來(lái)固定土壤中的鉻,減緩鉻在土壤中的遷移能力。該技術(shù)主要針對(duì)的對(duì)象為受無(wú)機(jī)污染物、有機(jī)污染物以及重金屬類污染的土壤。由于固定化/穩(wěn)定化技術(shù)具有土壤修復(fù)周期短、施工簡(jiǎn)單及投資建設(shè)成本低、可實(shí)現(xiàn)對(duì)多種復(fù)合重金屬污染物同時(shí)處理以及操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn),逐漸成為一種經(jīng)濟(jì)效率高的重金屬污染土壤的主流修復(fù)工藝技術(shù),在目前的實(shí)際工程中被廣泛應(yīng)用,且工程經(jīng)驗(yàn)較為成熟。
(5)化學(xué)還原修復(fù)技術(shù)
化學(xué)還原修復(fù)技術(shù)(Reduction),是利用鐵屑、FeSO4、硫化物等一些化學(xué)還原藥劑,將較高毒性的Cr(VI)還原為較低毒性且較穩(wěn)定的Cr(Ⅲ),形成難溶的化合物,降低其在環(huán)境中的生物可利用性和遷移性,再將容易去除的 Cr(Ⅲ)去除,從而實(shí)現(xiàn)去除重金屬鉻目的。化學(xué)還原技術(shù)在原有土壤中添加化學(xué)還原及,屬于原位修復(fù)技術(shù)。特點(diǎn)為其成本,但由于其處理方式是向土壤中直接投加化學(xué)還原劑,會(huì)對(duì)土壤造成二次污染。由于化學(xué)還原技術(shù)只能將高價(jià)態(tài)金屬還原成低價(jià)態(tài)金屬,并不能夠?qū)⒅亟饘購(gòu)耐寥乐型耆コR虼耍摷夹g(shù)通常結(jié)合固定
李鐵 ?博士? ?美國(guó)注冊(cè)環(huán)境工程師
?
學(xué)士(B.S.)
碩士(M.S.)
博士(Ph.D.)
1990~1994 ? ? ?中國(guó) ? ? 清華大學(xué) ? ? 環(huán)境工程專業(yè)
1994~1997 ? ? ?中國(guó) ? ? 中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心 ? ?環(huán)境化學(xué)專業(yè)?
1997~2001 ? ? ?美國(guó) ? ? 美國(guó)亞利桑那大學(xué) 環(huán)境工程專業(yè)

李鐵博士畢業(yè)于美國(guó)亞利桑那大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)。近20余年土壤/水污染修復(fù)經(jīng)驗(yàn),先后在世界500強(qiáng)AECOM(環(huán)境工程與咨詢領(lǐng)域)、PARSONS(環(huán)保領(lǐng)域)和INVISTA(化工生產(chǎn))任職,主持過(guò)多種高難度、復(fù)雜地形污染場(chǎng)地/地下水修復(fù)工程。在污染場(chǎng)地原位修復(fù)技術(shù)、修復(fù)技術(shù)研發(fā)、技術(shù)咨詢、修復(fù)工程實(shí)施和管理、場(chǎng)地調(diào)查和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等方面經(jīng)驗(yàn)豐富。
1997-2001年攻讀博士期間,主要開(kāi)展利用“零價(jià)鐵”和電化學(xué)方法去除地下水中氯化有機(jī)物和重金屬的機(jī)理及“過(guò)濾性反應(yīng)隔柵”在地下水修復(fù)中的應(yīng)用方面的技術(shù)研究,在美國(guó)頂級(jí)的環(huán)境期刊《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》上發(fā)表多篇論文,包括:《使用鐵和鈀-鐵陰極材料對(duì)三氯乙烯和四氯化碳進(jìn)行還原脫氯》(2000年34卷,173-179頁(yè))、《零價(jià)鐵對(duì)三氯乙烯還原脫氯作用的長(zhǎng)期表現(xiàn)研究》(2000年34卷,514-521頁(yè))、《基于鐵質(zhì)媒介的三氯乙烯和四氯乙烯的還原脫氯的電化學(xué)和實(shí)驗(yàn)柱研究》(2000年34卷,2549-2556頁(yè))、《三氯乙烯和四氯化碳在鐵表面還原的限速機(jī)制的電化學(xué)研究》(2001年35卷,3560-3565頁(yè))等。同時(shí)在美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)主編的《環(huán)境中的化學(xué)物質(zhì)》中完成第23章《鐵表面含氯有機(jī)物的還原作用機(jī)理》。
2001-2014年,主導(dǎo)和參與了多項(xiàng)土壤地下水修復(fù)技術(shù)的研發(fā)與修復(fù)項(xiàng)目的執(zhí)行,代表性的項(xiàng)目包括:
?? 納米零價(jià)鐵在地下水中氯化有機(jī)物修復(fù)中的應(yīng)用技術(shù)研發(fā);
?? 過(guò)濾性反應(yīng)隔柵與電化學(xué)還原修復(fù)技術(shù)的研發(fā);
?? 陶氏化學(xué)公司(德克薩斯州及密西西比州):設(shè)計(jì)安裝了兩套地下水提取及處理系統(tǒng),將其整合到現(xiàn)有的地下水處理系統(tǒng);
?? Eastman化工公司(德克薩斯州):進(jìn)行了含氯化有機(jī)物污染地下水修復(fù)的方案研究,指導(dǎo)修復(fù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)安裝及運(yùn)行, 利用了實(shí)地生物修復(fù)技術(shù)。
?? 陶氏化學(xué)德克薩斯州地下水含砷類物質(zhì)的污染場(chǎng)地:完成場(chǎng)地調(diào)查,技術(shù)方案選擇和實(shí)施,利用了零價(jià)鐵 “過(guò)濾性反應(yīng)隔柵”技術(shù)。?
?? 雪佛龍公司德克薩斯州汽油運(yùn)送管道中轉(zhuǎn)站閥門泄漏場(chǎng)地:對(duì)現(xiàn)有的地下水中汽油的收集系統(tǒng)提供技術(shù)優(yōu)化,利用污染羽管理區(qū)及監(jiān)測(cè)自然衰減法的方式形成地下水行動(dòng)方案并取得當(dāng)?shù)丨h(huán)保局的認(rèn)可,為其公司節(jié)省幾百萬(wàn)美元的修復(fù)費(fèi)用。
……
在2003年任職于AECOM期間,參與編制了美國(guó)著名出版社Amherst Scientific Publishers出版的《MTBE修復(fù)手冊(cè)》,合著完成第15章《地下水抽提與修復(fù)》和第19章《美國(guó)環(huán)保署案例研究數(shù)據(jù)庫(kù)中的MTBE修復(fù)案例》,成為美國(guó)MTBE污染地下水修復(fù)的經(jīng)典技術(shù)參考資料。
2015-2017年在上海擔(dān)任美國(guó)英威達(dá)公司亞太區(qū)環(huán)保衛(wèi)生及安全(EHS)總監(jiān),主導(dǎo)了英威達(dá)公司在上海化工區(qū)兩家化工廠(投資額5億美元)的環(huán)保衛(wèi)生及安全的行政許可工作,并指導(dǎo)英威達(dá)在亞太區(qū)6家生產(chǎn)工廠的EHS工作。
2018成立曜昂環(huán)境至今,主導(dǎo)及指導(dǎo)完成:
?? 數(shù)十個(gè)企業(yè)污染場(chǎng)地調(diào)查項(xiàng)目和重點(diǎn)行業(yè)用地環(huán)境調(diào)查項(xiàng)目;
?? 移動(dòng)式修復(fù)設(shè)備的研發(fā);
?? 上海桃浦的一土壤修復(fù)項(xiàng)目,土壤污染物為揮發(fā)性有機(jī)物、多環(huán)芳烴、重金屬,采用了原地異位熱脫附和土壤淋洗技術(shù);
?? 上海桃浦603地塊有機(jī)物污染地下水修復(fù)項(xiàng)目;
?? 蘇州市吳江區(qū)的一個(gè)土壤修復(fù)項(xiàng)目,土壤污染物為苯系有機(jī)物,采用了原位化學(xué)氧化技術(shù)。
于2019年獲批為姑蘇創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)領(lǐng)軍人才,蘇州工業(yè)園區(qū)科技領(lǐng)軍人才。
已成為蘇州工業(yè)園區(qū)國(guó)土環(huán)保局土壤修復(fù)專家?guī)斐蓡T。