科创中国

行业领域

高端装备制造产业,节能环保产业

需求背景

土壤是人类赖以生存发展的基础之一，但当前全球大量土壤已受到或正面临着重金属污染。土壤重金属污染是指人类活动将重金属带入土壤中，致使其含量明显高于自然背景值，并造成生态破坏和环境质量恶化的现象。由于重金属的非生物降解性、毒性、持久性和在食物链中的生物累积性，因此它会通过食物链进入人体，最终损害人类健康。当进入机体的重金属含量超出人体最大处理容量时，会引发各种疾病，如肝、肾、肠胃、神经组织等损伤，严重的还会致畸、致癌和致突变等，危害极大。并且高浓度的重金属会影响土壤微生物种群及其相关活动，这可能会影响土壤肥力。据估计，欧盟有生态学杂志万个地点可能受到污染，其中 50 万个地点受到高度污染，需要修复措施。在美国，约有 600000 m²的土地（尤其是棕地）受到了重金属污染。由环保部和国土资源部发布的全国土壤污染状况调查公报显示，我国土壤环境污染超标率为***%，耕地部分污染超标率高达***%，其中重金属镉、镍、砷、铜、汞、铅、铬、锌这八类重金属在土壤环境中存在严重超标，超标率依次为***%、***%、***%、***%、16.%、***%、***%、***%。重金属污染目前已经严重威胁到我国国土资源以及人民生命健康，必须给予重视。    土壤重金属的主要来源为工农业活动，包括来自矿山尾矿的地表径流、采矿和冶炼活动、化石燃料燃烧、车辆使用、水泥制造和电子废物处理期间释放的粉尘、用不纯的矿物磷肥或污水污泥对土壤施肥、污水灌溉农田等。在这些过程中，重金属以化合物（无机或有机）或元素形态进入土壤。

重金属对土壤造成的污染具有普遍性、隐蔽性、滞后性、不可降解性等特点。土壤中的重金属元素可通过水循环、大气循环等方式进入生物圈，并在生物体内富集，与生物体内的蛋白质和各类酶产生剧烈的互相作用，致使其失去原有的活性，乃至诱发人体产生难以治愈的疾病，对社会经济稳定以及人体健康都造成了极大的危害。

为了有效修复重金属污染土壤，过去数十年间，人们已经提出了多种物理、化学、生物修复方法。这些方法或能减少污染物总浓度、或能降低其生物利用度、或能遏制重金属污染物扩散，从而实现环境改善。

需解决的主要技术难题

土壤修复技术的发展趋势为从一维到三维，从单一修复方法到复合联合修复方法的方向发展。

淋洗技术是一个可行性相对更大的技术，普遍要将需要处理的污染物浓缩加工，减少要处理污染土壤体积，进而将污染物浓度降低，并尽可能将污染物从土壤中去除掉。可分为物理拆分与化学提取。化学淋洗技术在工业上常称为化学提取工艺，通常通过改变土壤酸度、溶液离子强度、氧化还原电位来调动重金属。研究发现，当污染土壤中粒子或砾石含量＞50%时，异位化学淋洗技术表现良好，而对于污染土壤中黏粒、粉粒含量＞30%～50%或腐殖质含量较高，异位化学淋洗法表现不佳。目前这类土壤的化学淋洗一般采用混入砂石后对土壤修复，由于其效率高以及对水文地质条件要求并不苛刻，异位化学淋洗技术被视为当前重金属土壤修复技术可能的主要研究方向。

本标准主要给出了模块化撬装式土壤淋洗修复系统的工艺要求，土壤修复技术指标、工艺流程及原理和设备的选择与系统要求，旨在规范土壤淋洗修复工艺及装备，为更好、更快的完成土壤修复任务，为产业发展提供技术支持。

期望实现的主要技术目标

本文件规定了模块化撬装式土壤淋洗修复系统的工艺要求，包括土壤淋洗修复目标值、工艺流程及设备、工艺步骤及要求、工艺参数的选择和系统要求。

本文件适用于污染土壤（化工、医药、冶金、石化、矿山等工业用地）的物理、化学淋洗修复。本文件适用于有机物和重金属单一或复合污染土壤的淋洗处理，可作为污染土壤异位淋洗修复项目设备选型与运行管理的参考依据。

需求解析

解析单位：“科创中国”高端装备制造产业科技服务团（中国机械工程学会） 解析时间：2022-11-02

臧学轲

郑州德森环境科技有限公司

工程师

综合评价

本标准主要给出了模块化撬装式土壤淋洗修复系统的工艺要求，土壤修复技术指标、工艺流程及原理和设备的选择与系统要求，旨在规范土壤淋洗修复工艺及装备，为更好、更快的完成土壤修复任务，为产业发展提供技术支持。 本标准制定后，可以规范土壤异位淋洗修复工艺及设备的制造。总体上，有利于环保行业快速发展。

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