第十章固體廢棄物污染的環境修復技術10.2.2

垃圾場的生物修復技術(1)垃圾場生物修復的限制因素(4)固體廢棄物堆放不當造成的農田場地污染的生物修復(3)已關閉垃圾場的植被修復(2)垃圾滲濾液污染場地的生物(1)垃圾場生物修復的限制因素水毒熱氣肥限制因素分別按垃圾占混合基質0、25％、50％、75％、100％等配置垃圾營養土、然后按土壤重的25％，垃圾重的50％加水(相當于田間持水量)。陳化7天后，測定速效氮、磷、鉀。以后每隔7天測定速效氮、磷、鉀，考察垃圾土的養分變化特征。結果表明，垃圾土的速效氮、磷、鉀含量隨時間的變化與土壤小的速效氮、磷、鉀隨時間的變化趨勢基本一致，但其速效養分含量明顯高于普通土壤。因而具有較高的肥力，具有持續、穩定提供養分的能力，可以保證植物生長的需要。分別按垃圾占混合基質0、25％、50％、75％、100％等配置垃圾營養土。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，此時垃圾土的水分處于飽和狀態。然后每隔5天，測定失水率，考察垃圾土的水分動態變化。結果表明，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與土壤含水率曲線的變化趨勢基本一致。含水率曲線在一定時間內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，因此在垃圾場的植被營建過程中，應加強對水分的管理。

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、晚三次測定氣溫及距地表5cm、15cm、25cm處的混合土溫，持續測定60天考察垃圾土的熱量變化特征。結果表明，土層下垃圾發酵產生的熱且對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系。在植被營建過程中、必須考慮垃圾熱對植物根系生長的影響。

(2)垃圾滲濾液污染場地的生物修復垃圾滲濾液(refuseleachate)指垃圾在堆放和填埋過程中，由于發酵和雨水的淋溶、沖刷，以及地表水和地下水的浸泡而排放出來的高濃度有機污水，其COD最高可達100g/L，銨態氮可達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

采用植物對重金屬的忍耐和超量積累能力并結合共生的微生物體系來實現對重金屬污染環境的修復。

植物組織積累植物排斥植物固定植物降解植物揮發植物修復重金屬污染土壤的機理示意圖植物修復技術的類型植物穩定技術植物揮發技術植物提取技術利用耐重金屬植物降低土壤中有毒金屬的移動性，從而減少金屬被淋濾到地下水或通過空氣擴散進一步污染環境的可能性。利用植物的吸收、積累和揮發而減少土壤中一些揮發性污染物。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，并將其轉移、儲存到植物根部可收割部分和植物地上枝條部分。根據作用過程和機理，分為：

黃楊海桐冬青杉木香樟幾種超積累鎘的植物地點應用污染物結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峙后施用在楊樹、玉米和羊茅草上BEHP、B[a]P、PCBs、氯丹機物固定俄勒岡州生活垃圾填埋廠覆土上種植雜交楊有機物、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氯溶劑、金屬、BOD、NH3楊樹在污染物濃度1200mg/L下生長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水培系統的有機物，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促進降解表10-1美國污染場地植物修復的應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。實際應用取決于兩個方面：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。重金屬污染土壤的微生物修復(3)已關閉垃圾場的植被修復

喬木、灌木和草本相結合的措施進行生態修復

小葉榕結縷草毛葉丁香刺桐蓖麻刺藤葛藤構樹重慶某垃圾場選出的先鋒植物(4)固體廢棄物堆放不當造成的農田場地污染的生物修復固體廢棄物堆放不當造成的農田場地污染指如市政污泥、化工廠殘留物、食品廠加工產生的污泥、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田造成的污染。上層30cm的污染土壤:可通過土地耕作進行生物修復規程：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，還需要根據土壤狀況補充微量元素如鉀等；土壤耕作工藝示意圖

一次施用量應限制在45kg／m3土壤之內，以防止流失；如需要大量的營養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:應用整備床處理技術

圖10-1典型固體廢物污染耕地生物修復過程

圖10-2固體廢物污染土壤耕地生物修復的整備床示意圖

10.2.3

垃圾堆肥污染的植物技術垃圾堆肥--指居民生活垃圾中的有機物通過分解發酵而得到的一種性能穩定的產品，它的主要成分是類似腐殖質的物質，它不是肥料，而是一種土壤改良劑。

(1)除臭技術與設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--利用臭氧的強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。通常在清潔塔中進行，可采用噴射塔系統、密封塔系統等。

一般是采用熟堆肥除臭或施用熟堆肥的土壤除臭，這種方法及設施都比較簡單，熟堆肥原料來源于堆肥產品。這種方法需要沒置臭氧發生器、臭氧反應塔。

(2)振動與噪聲的防治

振動--在堆肥化設備中，由破碎機中的物料撞擊或旋轉滾筒轉動不平衡產生。噪聲--來自堆肥化系統中的空氣壓縮機和鼓風機減小振動的方法是在設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，事先對地質概況作了解后再安裝機器；一般來講，如果振動是在設備安裝好后運行時才發生的，就很難采取措施來解決振動問題，因此事先應妥善考慮。(3)污水處理污水處理設備是處理來自貯料發酵倉，處理設備運轉過程中以及附屬建筑的生活污水等。

處理過程中的污水

(4)重金屬污染的修復簡單或在溶液中絡合的水溶態離子可以交換的代換態離子酸溶態的氧化物、碳酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽或其它“二級礦物”等“一級礦物”晶格中的難溶態離子與有機物鍵合的可給態離子污水污泥和土壤中的重金屬的化學形態采用蚯蚓和蠕蟲處理城市下水道污泥中的重金屬。經過3個月的堆肥處理后的結果表明:與對照相比，積累在蚯蚓體內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

礦山廢石場的生物修復技術

異位修復原位修復指將廢石搬運到陷坑、采空區或谷地進行修復。指在原來的廢石地上進行修復。

1整治廢石堆：其工作主要是按照當地修復條例的要求，合理的安排廢石堆的結構。2覆土：表土的來源，一般是露天開采時預先貯存在臨時堆放場的耕植土，或采礦場剛剝離下來的表土，或從鄰近的土地上挖掘出來的表土。

3植被的種植：根據廢石和覆土的種類、性質，選擇適宜生長的農作物，如草木、灌木或其他樹木，然后進行人工或機械栽種。對植物修復來說，修復程序一般可分為：10.2.5

露天采礦場的生物修復技術根據露天采礦場的深度及采掘時所采用的充填料的來源和性質，將露天采礦場的修復分為四種不同的類型：⑴無覆蓋層的淺采礦場修復⑵有覆蓋層的淺采礦場修復⑶無覆蓋層的深采礦場修復⑷有覆蓋層的深采礦場修復

⑴無覆蓋層的淺采礦場修復無覆蓋層的淺采礦場是指覆蓋很薄，開采深度小于30米的采礦場，如開采石灰石、花崗巖等的露天采礦場。

亞洲第一大露天石灰石礦

水淹型采礦場：若其中的水體與其他水系(地表水或地下水)沒有連通，則可用一般充填料充填進行修復。若其中的水體與其他水系相連通，為了保護其他水系不受污染，則應對充填料進行嚴格的選擇。無覆蓋層的淺采礦場干涸型采礦場：可采用交替循環修復法進行修復，即在采礦場中堆積一層垃圾，再堆積一層泥土和碎石，交替進行充填。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修復有覆蓋層的淺采礦場是指覆蓋層比較厚，開采深度在30米以下的露天采礦場。

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

某露天稀有金屬采礦場

用覆蓋層來補償被采出礦石后的采礦場，修復通?？膳c采礦同時進行。

⑶無覆蓋層的深采礦場修復無覆蓋層的深采礦場是指沒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。

對水淹型采礦場，可以整修成水庫、發展養殖業或作生產和生活水源。對無法回填的干涸采礦場，可整修成其他用途使用的場地，如可用作軍用射擊場或其他試驗場之用，也可作為自然保留地或保持有趣的地質露頭。⑷有覆蓋層的深采礦場修復有覆蓋層的深采礦場是指覆蓋厚度比較大、開采深度超過30米的有色金屬礦或煤礦的露天采礦場。

山東某金礦露天采礦場覆蓋層厚、剝采比大，故可以提供大量的廢石、煤矸石和表土，對采礦場進行全面修復。10.2.6

礦山尾礦庫的生物修復技術(1)限制尾礦庫植物修復的因素(2)尾礦庫植物修復程序(3)尾礦庫植物修復的注意事項(1)限制尾礦庫植物修復的因素重金屬和其他污染物含量高酸堿性強且變化大植物營養物質含量低

固體廢物表面不穩定

不利于植物生長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、鎳等對植物顯示出毒性的濃度為1～10mg/kg，錳和鐵為20～50mg/kg。修復中應注意土壤中可溶性堿金屬鹽的含量。當固體廢物中的比導電性超過7mΩ時，將會呈現毒性，對植物生長極為不利。其次，含黃鐵礦的固體廢物，可能自燃產生二氧化硫和硫化氫等有毒氣體，危害植物生長。

酸堿性強且變化大多數植物適宜生長在中性土壤中。當固體廢物中的pH值超過7～8.5時，則呈強堿性，可使多數植物枯萎。當pH值小于4時，固體廢物則呈強酸性，對植物生長有強烈的抑制作用。

植物營養物質含量低

植物正常生長需要多種元素，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。固體廢物表面不穩定

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