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土壤中VOCs的檢測、處理與若干思考

2017-11-08 17:18:25 山東化工

土壤環(huán)境質(zhì)量狀況不僅直接關(guān)系到農(nóng)產(chǎn)品安全和生態(tài)安全,而且關(guān)系到人體健康。本文從土壤中揮發(fā)性有機物(VOCs)的角度出發(fā),闡述了美國與中國的三種揮發(fā)性有機物的測試方法,并根據(jù)具體不同的土壤污染情況“因地制宜”提出不同的污染物處理方案。

立足于國務(wù)院印發(fā)了《”十三五”生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃》中對揮發(fā)性有機物(VOCs)的減排目標,從土壤中揮發(fā)性有機物(VOCs)的角度出發(fā),闡述了美國與中國的三種揮發(fā)性有機物的測試方法,并在探尋VOCs排放源后對目前土壤修復過程中VOCs治理過程中遇到的一些問題進行探討與思考,并提出一些相關(guān)建議和意見。

土壤是最重要的自然要素之一,是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。土壤環(huán)境質(zhì)量狀況不僅直接關(guān)系到農(nóng)產(chǎn)品安全和生態(tài)安全,而且關(guān)系到人體健康,甚至關(guān)系到社會發(fā)展與穩(wěn)定。

在眾多土壤污染物中,揮發(fā)性有機物(volatileorganiccompounds,VOCs)是一種極重大的污染物。VOCs是對一大類物質(zhì)的統(tǒng)稱,從監(jiān)測或檢測的角度來說揮發(fā)性有機物是指以氫焰離子檢測器測出的非甲烷烴類檢出物的總稱,主要指C3~C8有機化合物,包括烴類、氧烴類、鹵代烴類、氮烴及硫烴類化合物由于VOCs物質(zhì)種類眾多,測量方法復雜,目前,VOCs源排放成分研究中,主要涉及的VOCs物質(zhì)大概可以分為烷烴類、烯烴類、芳香烴類、醛酮類、醇酚類、酯類等。

目前,國務(wù)院印發(fā)了《“十三五”生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃》(簡稱《規(guī)劃》),該《規(guī)劃》對VOCs減排的目標、方法、途徑等內(nèi)容給出了明確的方向和要求。控制重點地區(qū)重點行業(yè)揮發(fā)性有機物排放,全國排放總量下降10%以上。因此VOCs的準確測量及污染來源研究是開展VOCs污染減排工作的基礎(chǔ)。本文簡述了土壤中VOCs含量的檢測方法,在此基礎(chǔ)上探討了VOCs的治理方法。

1揮發(fā)性有機物檢測方法

1.1EPA8260B:1996

美國環(huán)保署(EPA)最早在1996年頒布了揮發(fā)性有機物的檢測方法《VolatileOrganicCompoundsbyGasChromatography/Massspectrometry》(EPA8260B:1996),該方法規(guī)定了VOCs的測量方法為氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(簡稱GC-MS),適用于各種類型的樣品,包括廢水、空氣、地下水與地表水、淤泥、酸性液體、堿性液體、含油廢水、泡沫、纖維體廢水、聚合乳膠劑、廢棄活性炭、濾餅、廢棄催化劑、土壤以及沉積物。由于其適用范圍廣,且精確性較高,該方法被大量使用。

1.2HJ350-2007

中國土壤環(huán)境監(jiān)測最先始于對農(nóng)用地的監(jiān)測,早期的監(jiān)測偏重于土壤肥力的監(jiān)測。近20年來,隨著土壤污染的加劇,國家各部門相繼開展了土壤的污染監(jiān)測。

基于2010年世博會契機,為貫徹《中華人民共和國環(huán)境保護法》,防治土壤污染,保護土壤資源和土壤環(huán)境,保障人體健康,維護良好的生態(tài)系統(tǒng),確保展覽會建設(shè)用地的環(huán)境安全性,上海市環(huán)境科學研究院起草、國家環(huán)??偩挚萍妓九鷾什㈩C發(fā)了《展覽會用地土壤環(huán)境質(zhì)量評價標準(暫行)》(HJ350-2007),該標準立足與中國國情,按照不同的土地利用類型,規(guī)定了展覽會用地土壤環(huán)境質(zhì)量評價的項目、限值、檢測方法與實施監(jiān)督,其附錄C規(guī)定了以吹掃捕集氣相色譜-質(zhì)譜法(簡稱PT-GC-MS)的方法檢測展會土壤環(huán)境中的VOCs含量。

1.3HJ605-2011

在《展覽會用地土壤環(huán)境質(zhì)量評價標準(暫行)》(HJ350-2007)的基礎(chǔ)上,環(huán)境保護部科技標準司組織制定、環(huán)保部與2011年正式批準并頒發(fā)了《土壤和沉積物揮發(fā)性有機物的測定吹掃捕集/氣相色譜-質(zhì)譜法》(HJ605-2011),該方法明確規(guī)定了測定土壤和沉積物中揮發(fā)性有機物的吹掃捕集/氣相色譜-質(zhì)譜法,適用于土壤與沉積物中65種VOCs的測定,若通過驗證該標準也可適用于其他VOCs的測定。

2土壤中揮發(fā)性有機物的來源

環(huán)境中揮發(fā)性有機污染源有自然的原因,也有人為活動的原因,但主要以人為源為主,尤其是工業(yè)行為對土壤造成了極大的污染。土壤中揮發(fā)性有機污染物的工業(yè)污染源主要來源以下方面:

(1)石油的勘探與開采、儲存與運輸過程:由于操作不當或事故泄露等原因,常會造成石油排放或外溢,成為土壤中VOCs重要的污染源。

(2)石油化工生產(chǎn)區(qū)、加油站等地形成的落地油、含油生產(chǎn)污水排放和輸油管道的滲漏。石油是一種由烷烴、芳香烴以及非烴類化合物形成的復雜化合物,其中含有大量的揮發(fā)性有機物以及半揮發(fā)性有機物,這些有機物進入土壤后會改變土壤有機質(zhì)原有的碳氮磷比例,從而導致一系列土壤微生物體系的變化,在這個過程中土壤物理化學性質(zhì)也會隨之改變,進而導致土壤微生物群落等變化。

(3)化工廠、農(nóng)藥廠等化學品生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)、分裝、藥品儲存和廠區(qū)運輸?shù)冗^程中可能存在的藥品泄露過程,以及印刷、建材、噴涂等行業(yè)排放的原料和廢氣,這些廢氣中的有機物隨著雨水的沖淋作用都會進入到土壤中。

VOCs由于在污染場地介質(zhì)中的不穩(wěn)定性,還會造成嚴重的大氣污染,隨空氣流動,經(jīng)雨水的沖刷和淋溶污染其他地區(qū)的土壤,甚至滲透到地下水,污染淺層地下水環(huán)境,影響飲用水的水質(zhì),這些二次污染具有較大的環(huán)境隱患及人體健康風險,且國家《十三五生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃》中也明確提出"重點針對大氣、水、土壤等問題,形成源頭預防、末端治理和生態(tài)環(huán)境修復的成套技術(shù)"。

3VOCs的處理過程中實際問題思考

VOCs的治理方法主要分為兩大類,即原位處理與異位處理,根據(jù)處理工藝又可細分為氧化法、物理法、熱解法、微生物法等。

隨著“土十條”的出臺,全國各地在2017年初紛紛出臺各自省市自治區(qū)相關(guān)的土壤污染防治工作方案,土壤中VOCs的處理在整個土壤修復市場中占有極大比例,尤其是在工業(yè)用地修復方面,這也引發(fā)了一系列的問題。

(1)目前許多污染場地的調(diào)查方法均參照《場地環(huán)境調(diào)查技術(shù)導則》(HJ25.1-2014)、《地下水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(HJ/T164-2004)、《土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(HJ/T166-2004),但是在實際操作過程中一些公司并不是完全按照該導則進行操作,而目前國內(nèi)關(guān)于污染場地調(diào)查的監(jiān)管監(jiān)理并不十分到位,這在很大一定程度上給了土地開發(fā)商或修復公司可乘之機。

(2)目前關(guān)于VOCs的處理設(shè)備、技術(shù)、工藝等都是參照國外先進技術(shù)為主,國內(nèi)相關(guān)設(shè)備及技術(shù)的自主研發(fā)能力較弱。參照國外技術(shù)的時候由于我國地域遼闊,土地情況復雜,VOCs污染情況也就更復雜,國外的技術(shù)并不一定適合我國國內(nèi)土壤市場,這需要工程師技術(shù)人員花更多的精力設(shè)計出合理的適合被污染土地治理的最適用工藝技術(shù)。

(3)目前針對VOCs的治理更傾向于原位治理,如添加氧化劑、熱解析或微生物法等技術(shù),在治理的過程中不可避免的產(chǎn)生二次污染物(如廢氣),如何收集并處理二次污染物,從而真正意義上做到污染物的降解,而不是由土壤中遷移到大氣,是每個工程師應(yīng)該重點解決的問題。

4結(jié)語

隨著我國城市化進程的加快,環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量管理在近幾年取得了不錯的成績,但是與人們和國家的期望卻還存在一定差距,如針對我國國情的土壤污染物的檢測標準急需完善等。且由于土地的增值而應(yīng)運而生的土壤修復市場的蓬勃發(fā)展,“十三五”規(guī)劃中我國土壤修復市場將占據(jù)極大份額,但是目前中國污染土壤調(diào)查評估與治理修復工作的資金一般來自政府相關(guān)部門和土地開發(fā)商,資金缺乏有效保障。出于歷史原因,中國土壤污染主體大多是各類國有工廠,污染物成分復雜處理難度較大。

因此,應(yīng)該針對土壤實際情況,開闊思路,制定切實可行的土壤環(huán)境監(jiān)測方案,掌握土壤污染物的的真實狀況,根據(jù)具體不同的土壤污染情況“因地制宜”制定不同的污染物處理方案。近幾年,土壤VOCs的處理在技術(shù)上也有所提高,但是未來仍需加強對體系的構(gòu)建,利用合理的體系,提高質(zhì)量管理工作的合理性。




責任編輯: 中國能源網(wǎng)

標簽:VOCs,環(huán)保產(chǎn)業(yè),揮發(fā)性有機物,環(huán)保部