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古书画是我国古代书法与绘画的统称,古代书法与绘画共同构成了中华名族传统艺术门类中的一大分支。书法与绘画虽然功能不同、形式不同且艺术种类不同,但两者在中华民族博大精深的文化体系当中却始终是一对相辅相成的有机整体。从当代艺术文化的传承与发展角度上来说,古书画无疑是最为重要的文化遗产之一,其艺术价值的深厚性与精美性使其成为了新时期集珍藏古的重点研究对象之一。然而古书画也有着其特殊性:古书画艺术品的承载载体多为纸质文本文档,在长时间的历史侵蚀中难免出现一定的损坏与破损,为确保古书画艺术品的艺术价值及文化内涵能够在新时期得到充分且彻底的展现,针对古书画进行一定的修复有着重要意义。本文试针对以上问题做详细分析与说明。
1.古书画修复之防霉去霉技术分析
古书画艺术作品的承载载体——纸张在长时间保存过程中可能出现变质反应,这也是导致宣纸等诸多类型纸张出现破损,古书画保护不完善的最典型原因。相关研究结果支持:纤维素分子的酸催化降解反应是导致纸张出现变质反应的最根本性因素。根据霉斑在古书画中的表现形式对古书画修复技术进行划分,基本可以归纳为如下几个方面。
若古书画上的霉斑表现为白点形式,通常将这种问题称之为干霉。现阶段针对古书画干霉问题进行修复可采取如下方式进行:.首先以鸡毛掸掸去古书画浮面白花;其次是以热水对该部分进行冲洗处理;.再次是以优质海绵对冲洗部分进行吸干处理;重复上两项操作直至干霉完全去除即可。
若古书画上的霉斑表面为绿霉、黄霉或是红霉,通常表示古书画所承受霉斑侵蚀问题已比较严重,针对此种问题的修复可采取如下方式进行:首先以手术刀对纸面霉斑集中区域进行细微刮削处理;采取化学药品对刮削部分进行化学处理。现阶段较多的化学药品为高锰酸钾以及草酸溶液。古书画修复工作人员首先应当以干净毛笔蘸取浓度为2~5%且呈紫红色的高锰酸钾水溶试剂将其均匀涂抹至霉斑位置。在保证高锰酸钾水溶液试剂已充分渗透进纸张内部的基础之上另取一支干净毛笔蘸取浓度为2%的草酸溶液,同样涂抹于该位置,以此达到对霉斑进行有效修复的关键目的。
2.古书画修复之纸张漂白与治画粉变黑技术分析
纸张漂白技术分析:对于纸质特别是宣纸为载体的古书画艺术作品而言,其储藏时间的久远性使得这部分艺术作品受到各种环境因素的影响与作用,整个画面成色会表现出比较暗淡的形式且纸张上附着尘埃较多。为使古书画的明净神色能够得到恢复,古书画的艺术价值能够得到更为直观的呈现,古书画修复过程当中可采取漂白粉清洗的方式对这部分古书画艺术作品进行改善,修复过程当中所选取的漂白溶液多借助于还原性漂白粉硫代硫酸钠以及EDTA螯合剂混合溶液作为漂白溶液。但特别值得注意的一点是:漂白粉自身具有一定的腐蚀性,针对古书画进行漂白处理的目的在于是古书画艺术作品能够有更好的卖相,但若是基于对古书画的长时间保存与传承因素考虑,此种修复技术应当慎用。
治画粉变黑技术:古书画艺术作品创作过程当中所选取的铅粉在长时间的保存过程当中难免出现发黑反应,这种反应即我们所俗称的“泛铅”,特别是对于古画作品而言,这种问题的影响更是关键。治画粉变黑技术的应用原理在于以不损害宣纸纸张的保存寿命及其完整性为前提,借助于乙醚试剂中的过氧化氢元素将画作上的黑色铅粉转变为白色,从而达到修复的目的。针对此种问题的修复可采取如下方式进行:修复工作人员采用干净毛笔蘸取制备而成的上层液(上层液的制备方法为:选取氧化性能极强的过氧化氢与乙醚作为反应试剂,按照1:1的比例方式将其充分混合液分液漏斗实验装置当中,充分振动实验装置并完全静置一段时间以后取上层液作为修复试剂),涂抹于铅粉发黑的位置,一段时间之后变黑的铅粉即能够发生氧化反应而恢复白色状态。整个修复过程当中要特别注意一点:上层液的涂抹应当细致且严格,切不可涂抹至发黑铅粉以外的区域,以免对纸张造成损害。与此同时,整个修复操作完成之后应当及时以清水对其进行清洗,确保修复效果的明显性与有效性。
3.结束语
总而言之,古书画的修复应当在不影响古书画艺术作品文化及艺术价值,且对其文化内涵及历史底蕴有所传承与发展的基础之上进行,修复的目的在于确保古书画艺术作品能够以一种艺术性完善且文化性深厚的方式继续传承下去。总而言之,本文针对有关古书画修复技术的相关问题做出了简要分析与说明,希望能够为今后相关研究与实践工作的开展提供一定的参考与帮助。
[1]郑胜利.谈传统古书画修复技术的当代传承[J].河南师范大学学报(哲学社会科学版),2009.36
[2]汪自强.东西相融交映成辉—中国古书画修复在海外[C].中国文物保护技术协会第二届学术年会,2002
[3]赵俊荣.壁画艺术及其保存修复的几点思考[J].敦煌研究,2006.04
关键词:海底管道 修复 平管起吊 SMART法兰
一、项目背景
东海平湖油气田位于上海东南方向约400公里的大陆架上,在油田的中心位置设立生产综合平台一座,其位置为29°04′49″N,124°54′47″E。平台生产的轻质原油和天然气分别由10″的原油管道和14″的天然气管道输送至浙江岱山岛的原油中转站和上海南汇的天然气处理厂。其中原油海底管道部分长约304公里。
表1-1 海管主要设计参数
2012年8月,在11号台风“海葵”期间,管道因外力破坏发生断裂。海管的运营方立即采用水下探摸、路由检测、船舶巡查等方式开展管道漏点查找,于2012年8月15日在油管KP26.863处水下探摸到第一个断口,并于11月16日在油管KP52.977处水下探摸到第二个断口。
二、海上施工
1.平管起吊修复方案
平管起吊修复方案是利用工程船舷吊将破损海管分别提升至舷侧,在水面上进行破损段切除,法兰焊接后在水下进行管段回接。将海底管道提升至水面进行法兰焊接,解决了水下焊接法兰面的难点,同时改变了必须从国外购置机械连接器等关键备件的局面,是浅水区域海底管道抢修的最佳方法。
根据潜水员水下探摸,第一个断口管道断裂处有1.8米宽的沟槽,该处最大水深24米,海管断裂两端相距2.45米,海管南北方向偏离原路由8米,海管变形移位管段长约54米,管端变形,因此决定采用平管起吊修复方案。
平管起吊修复海底管道作业程序如下:
1.1管线挖沟作业。根据平管起吊模拟计算结果,确定海底管道提升后的着泥点距离,利用挖沟机沿管道路由开挖,以满足起管作业所需管道暴露长度要求。
1.2堵漏作业。潜水员下水采用木楔、软体填充物、帆布、紧固带相结合的方式对断裂海管进行堵漏。
1.3管道提升作业。根据海底管道提升计算报告,将浮袋和舷吊分别布置到位,按照提升程序交替提升,将海管提升出水面至舷侧,并进行固定,如图1-1所示:
图1-1 平管起吊示意图
1.4变形段切割作业。海管提升出水面后,根据管道的变形情况,从海管变形处向后1米切除变形段。
1.5法兰焊接。由于管道内含有原油,因此切割之后首先需要用抽油泵抽取管道里的油水混合物。然后将管道端口进行法兰焊接,焊接检验合格后,并安装盲板,按照提升逆向操作将此端海下放至海底,采取同样步骤完成另外管端提升和法兰焊接。
1.6更换管段水下测量。精确高效的水下测量是顺利完成海底管道修复水下对接的关键工序,即海管法兰之间相对空间位置和方位角的测量,根据这些参数在施工船甲板上放样,准确地预制出所要预制的更换管段,保证水下对接工作顺利完成。
1.7水下对接。根据水下测量两法兰面间距和角度进行更换段预制,结合实际更换长度可分两段或多段进行预制。最终由潜水员完成替换管段连接。如图1-2所示
2. SMART法兰连接修复方案
由于项目后期,正逢冬季,东海海域海况较差,作业船舶更换为华天龙,船舶干舷较高,平管起吊计算无法通过,因此决定对KP52.977的断口采用SMART法兰连接修复方案。
SMART法兰连接修复作业程序如下:
2.1海管挖沟作业。根据海管的变形段长度和SMART法兰安装位置,利用挖沟机挖出两个直径4m,深度3.5m(海管埋深约3m)的坑。
2.2清理海管涂层。选择合适的位置清理海管水泥配重层及3PE防腐层,以满足水下安装Smart法兰的要求。
2.3水下切割海管。潜水员水下安装闸刀锯,并对清理完涂层的海管进行切割。
2.4安装SMART法兰
潜水员在清理后的管头位置分别安装Smart法兰。如图2-1所示。
图2-1近岸端及远岸端管头水下安装SMART法兰示意图
2.5预制海管更换管段、进行水下安装
在甲板上分别预制第一节和第二节更换管段,并在甲板进行试压后,进行水下安装。更换管段分别和两端管头的SMART法兰对接,然后测量、预制第三节更换管段并检验,最后与前两节更换管段进行法兰对接,完成主体修复。
三、结束语
在施工过程中,由于东海海域海况复杂,海水流速较大,平潮时间较短,给海上的施工作业增加了难度,因此制定合理的施工方案和施工计划对项目的施工具有重要意义。海管起吊过程中,在海管起吊到位后,应增加海管临时固定措施,以确保作业安全。水下安装SMART 法兰过程中,应考虑由于海沟回淤造成对SMART法兰安装的影响。
随着海底管道的增多和使用年限的增长,海底管道出现事故的几率也在逐年增加,海管修复的项目将随之逐渐增加,希望本文对以后此类海管修复项目具有参考意义。
参考文献
[1]江锦等.几种典型海底管道修复技术.第十五届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集 2011
论文关键词:管道修复非开挖内衬修复聚合物
论文摘要:文章概括总结了国外管道修复技术的发展概况以及管道修复技术在我国的应用情况,能够有效地指导破损管道修复,并针对当前管道修复技术的研究现状,结合我国的国情提出了改进方向,应积极借鉴国外先进技术,加速发展国内技术,并做好管道修复技术的相应标准的配套工作,以推进管线修复技术的研究与进一步推广应用。
一、概述
各种管道经过多年运行后,由于腐蚀、运行管理不善等原因,不可避免的会产生各种损伤和泄露,带来严重的经济损失,但全线更换新管道,不仅工程量庞大,而且耗资大、工程期长。如何经济高效、快捷地恢复管道安全运行受到了国内外的极大关注,因此管道修复技术的研究具有十分重要的意义。
二、国外管道修复技术的发展及应用
(一)基于开挖的管道修复技术
ClockSpring复合修复套筒技术是近几年在世界上发展比较迅速且应用较为广泛的修复技术。该产品可应用于缺陷程度小于80%的管道缺陷补强修复。其优点有:修复期间不需要停输,不影响生产运行;与传统方法相比,节约成本40%~50%;恢复管道的运行能力可以达到100%;易于安装,不需要专门的设备,也不需要专门的技术工人;整个安装作业时间少于2h。
环氧填充套筒技术由英国天然气公司(BG)、美国Battelle公司和荷兰的Gasunie公司等各自独立开发。它可以实现钢质管道缺陷的永久性修复,可使管道腐蚀得到彻底抑制。修复施工时无需减压或停输操作,施工灵活性强,无热操作风险,可修复各种管道外观缺陷。从1992年起,WIUbots公司用英国天然气公司制造的环氧套管为阿曼国有石油公司修复各种管道数百万米,实现了不停输在线修复,使用效果良好。
(二)基于非开挖的管道修复技术
非开挖技术一般是指管径小于1米的管线,利用不开挖或少开挖方法进行安装、修复与更换的技术。该技术是对传统地下管线修复的一次革命,在西方发达国家成为一项政府支持、社会提倡和企业参与的新技术产业。
Amex-10型修复技术是英国的管道修复PMP公司推出的,它是一种适用于管道接头及管道周边裂纹的非开挖管道修复系统。这套装置的密封对防止渗入和渗出都同样有效,而且可适用于任何材料的管道。虽然Amex-10型装置的压紧力可达20bar(2MPa),但只需2~3bar(0.2~0.3MPa)的液压就可以使它膨胀,所以它不会对低强度或是易碎的管材产生过大的压力。
CIPP修复技术(cured-in-place-pipe,CIPP),称为原位固化法或软衬法,是在现有的旧管内壁上衬一层液态的热固性树脂,通过加热利用热水、热汽或紫外线等使其固化,形成与旧管紧密配合的薄层管,管道的过流断面没有损失,但流动性能大大改善了。
法国BaRiquand公司研制了“Photoliner”系统,它也是基于CIPP法,用装载机械人上的一些紫外线灯光来聚合聚酯树脂。美国的Ultraline公司最近引入了一种新的全长度衬管系统PVCAlloyPipeliner,它可通过急拐的弯头、移位的接头和管道变径部分,也可耐受大多数酸碱盐燃料和腐蚀性介质。
对于那些穿越河流、湖泊、铁路以及繁华地段的含缺陷管段的修复作业而言,非开挖技术更具有明显优势。通常管道埋置越深,采用非开挖修复技术的经济效益越可观。
三、管道修复技术在国内的应用及效果
(一)塑膜管内衬修复技术应用
穿插衬塑修复管道技术是在不开挖请况下,指将具有形状记忆特性的热缩性聚合物材料制成特定形状的管材,该技术对环境有利,费用可节约管线重建费用40%以上,可靠性高,其使用寿命长达50年以上。
塔里木轮南油田注水干线应用塑料软管内衬管道修复技术十分成功。自1992年12月投产后,2000年出现过多次腐蚀穿孔现象,严重影响正常注水工作。2000年8月,应用塑料软管内衬管道修复技术对其进行了修复,仅25天完工,自2000年10月运行至今,管线运行正常,没有出现腐蚀穿孔现象。
(二)玻璃钢内衬修复技术应用
预成型软管内衬玻璃钢技术是以防护膜、无纺布、浸渍树脂组成的复合软管,用水牙或压缩空气压力将其翻转内衬在待修复管内,经加温固化,与旧管内壁紧密粘接在一起,属管中管修复,防腐、防渗漏整体效果好。
胜利油田胜利采油厂坨三站至坨十三队φ219×7钢质输油管道,管道多处穿孔,采取“打卡子”和“补丁”的临时措施维持运行。采用预成型软管内衬玻璃钢技术修复管道后,至今运行正常,管道无穿孔渗漏现象。该方法不污染环境,而工程费用低,仅为新建管道总造价的50%,具有明显的经济效益和良好的社会效益。
(三)聚合物水泥砂浆涂敷内衬修复技术应用
聚合物水泥砂浆涂敷内衬修复技术是用风送挤涂法(即管道内挤涂)将聚合物水泥砂浆—环氧胶泥—环氧钢鳞片复合涂层涂敷于无油、无垢清洁的钢管内壁,形成厚约4~6mm的复合衬层,三层之间粘结强度高,结构一体化程度好,具有防腐、防渗透、改善表面状态、降低摩阻和扩大使用范围的特点,能提高耐酸、耐碱等各种介质的腐蚀能力。
胜利油田东辛采油厂永一站至辛三站输油管道内腐蚀非常严重,频繁穿孔,于1998年被迫停用。1999年采用该技术对该管道进行修复,经验收质量合格,试压一次成功,使待报废管道重新有了使用价值,经过近几年的运行,取得了较好效果。
四、结语
随着管道修复技术的发展,国内的管道修复市场正在日趋成熟,对老管线的缺陷补强修复与内部防腐是成功的,并显示了巨大的经济与社会效益。应积极借鉴国外先进技术,加速发展国内技术,并做好管道修复技术的相应标准的配套工作,以推进管线修复技术的研究与进一步推广应用。
参考文献
[1]王巨洪,姜世强.管道缺陷补强修复新技术[J].管道技术与设备,2006,(5).
[2]宋生奎,石永春,等.输油管道修复业现状及其发展趋势[J].石油工程建设,2006,32(3).
[3]霍宇翔,李山.国外非开挖管道修复技术的最新进展[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2005,增刊.
[4]王欢,王瑞.非开挖管道修复技术及相关建议[J].油气储运,2008,27(1).
[5]宋连仲,张伟林.国内外管道修复技术现状及发展趋势[J].中国给水排水,2005,21(3).
[6]宋生奎,石永春,等.输油管道修复业现状及其发展趋势[J].石油工程建设,2006,32(3).
[7]李国春,金星奇.穿插衬塑法修复管道工艺技术[J].油气田地面工程,2008,27(7).
[8]董训长,杨建文.塑料软管内衬管道修复技术[J].油气田地面工程,2005,24(8).
[9]董学旺,刘德平.预成型软管内衬玻璃钢修复管道[J].油气储运,2000,19(6).
关键词:上下断口处理;找打通道技术;修复方法
引言:在历年的大修施工中,小通径套损井打通道一直是修井领域的瓶颈,困扰修井人十年之久,由于小通径导致报废的井占施工总井数的11.7%,是影响大修井修复率的主要因素。为了寻求有效的打通道措施,首先在喇8-3026井开展了先导性试验,通过44天施工,虽未能实现成功找通道,但取得了两点认识:一是上下断口纵向断距过近,受上断口套管限制,找打通道工具无法进入下断口;二是上下断口横向位移过远,受工具尺寸的限制,磨铣工具无法修整下断口。基于以上两点认识,研制了上断口锻铣工具和下断口扩径磨铣工具。这两个工具的现场应用,解决了无通道井打通道的难题。
一、无通道套损井特点
无通道套损井是指套管错断后在横向上和纵向上都存在位移,从平面上看上下套管错开后没有重合的部分,称作无通径或负通径,从纵向上看上下套管错开后没有连通的部分,称作无通道或负通道。
二、修复无通道套损井工艺流程
(一)技术原理。就是利用锻磨铣工具将错开套管上下断距拉大,增加位移,并对断口上下不规则套管进行修整和裸眼段扩径,给找通道工具提供合适空间,有利于找通道工具顺利进入下断口,且能实施上提下放和旋转操作,达到断口处上下套管连通的目的。
(二)主要技术。(1)下断口管外钻铣技术。在套管断开处,沿着上套管向下钻铣5-8m,利用扩径磨铣工具将钻开的裸眼井段扩径至Φ160mm以上,目的是能使上断口割下的剩余套管落入该空间内。(2)上断口逆向锻铣技术。利用逆向锻磨铣刀沿上断口底部向上磨铣0.2m,换刀片后再向上锻铣0.7m,测井证实直至找通道工具在此空间能顺利旋转和下放。(3)下断口扩径磨铣技术。1) 液压扩径磨铣技术。利用扩径工具在断口上下套管间液压扩径向下磨铣,扩径磨铣工具最大直径可达Φ260mm,碰到下断口后磨0.1-0.2m,若无法找到通道,可继续向下磨铣0.1-0.2m,若无法磨到下断口可采用支撑磨铣技术。
图1 逆向锻铣
图2 液压扩径磨铣
2 )支撑扩径磨铣技术。利用管柱重量控制下放钻压使磨铣工具以支撑管柱为中心,沿着管柱外壁下滑磨铣,磨至限定的距离后,管柱内投球打压,使磨铣工具和支撑杆脱离,起出钻具,达到磨铣下断口套管的目的。
图3 支撑扩径磨铣
(4)断口处裸眼锻磨铣扩径技术。为了能使上下套管间裸眼段找通道工具顺利通过,需对裸眼段的水泥环和岩层进行磨铣。一是采取偏心工具进行磨铣,二是采取扩径工具进行磨铣,测井证实通径达到Φ160mm以上,才能实施找通道施工。
图4 裸眼锻磨铣
(5)弯曲工具找打通道技术。1) 弯曲笔尖找打通道技术。该技术适用于井内落物与下断口顶界有一定距离的井。笔尖找到通道后可通过上提下放纵向磨铣通道,笔尖弯曲处进入套管内可通过旋转磨铣方式扩大通道,最后满足磨铣通道工具和施工管柱进入下断口的目的。2 )蹄形磨鞋磨铣打通道技术。该技术适用于井内落物与下断口顶界平齐的井,蹄形磨鞋尖部引入到断口内,轻钻压向下进行磨铣,当磨进0.2-0.3m时,可增加钻压向下磨铣,当磨至1m以后,选用合适打通道工具旋转磨铣扩大通道,最后满足打捞工具和施工管柱进入下断口的目的。
图5 弯笔尖找通道
图6 蹄形磨铣打通道
三、无通道套损井修复技术
(一)深部取换套技术。无通道套损井打开通道后,可对变点进行示踪,能保证取换套成功率,适合深部取换套的井一是固井水泥环短,二是施工井不在浅气区内,三是套铣深度不进入油层。
(二)密封加固技术。无通道套损井打开通道后,需对套损段模拟通井,夹持力需小于50kN,为保证加固一次成功,套损部位在井段以上的水井采用膨胀管加固进行修复,油井和井段内的水井采用燃爆加固进行修复。
(三)全井封固技术。无通道套损井打开通道后,需对套损段通井,保证10m以上Φ114mm管顺利通过,该技术适用于套损严重的水井或多段套损的油水井。该技术就是将双级扣的Φ114套管从井底下至井口全井封固后,重新射孔恢复生产。
四、无通道套损井打通道应用情况
无通道套损井打通道技术2011年在采油六厂喇7-30区块共试验13口井,成功率100%。打通道后均捞出井内落物,全部实施水泥浆报废,详细情况见附表1:
表1 喇7-30套损区施工井情况统计表
应用实例:喇7-3022井施工情况简介
(1)打印。下Ф120mm铅模打印,遇阻深度764.59m,未打到套管断口。(2)测井。测井曲线显示上断口套管深度758.5m。(3锻铣上断口套管。下Ф120mm逆向锻铣刀锻铣上断口套管,下入深度758.5m,进尺0.5m,锻铣至井深758m。(4)测井。测井曲线显示上断口套管被完全锻铣掉,井眼直径达Ф160mm以上。(5)找通道。下Ф73mm弯笔尖找通道,多次旋转后在
759.17m遇阻,起出笔尖有刮痕,分析笔尖插入下断口套管内,套管鱼头与落物油管同步。(6)锻铣下断口套管。下Ф120mm下断口扩径锻铣工具,下入深度758.85m,进尺0.55m,锻铣至井深759.4m,经多次锻铣扩径,成功完成下断口套管鱼头的磨铣修整。( 7)打印。下Ф120mm铅模打印,遇阻深度759.3m,印痕为下断口套管鱼头印。( 8)落物打捞。下Ф118mm带引鞋的开窗母锥,打捞深度762.5m,成功将井内落物全部捞出。(9)挤注报废。 按采油厂的要求,对该井进行了挤注报废,水泥灰面返至500m。
图7上断口逆向锻铣刀(使用前)图8下断口扩径磨鞋(使用前)
五、结论及认识
(1)无通道套损井打通道技术试验成功,是修井领域技术的重大突破,填补了修井工艺技术的一项空白,为该类井的修复创造了条件。(2)井径测井技术,在无通道井打通道和修复过程中是非常重要的工序。在切割、打通道、密封加固中只有通过测井准确找准接箍位置才能保证施工效果,同时初始套损情况和打通道效果也要通过测井来检测。(3)无通道套损井打通道试验成功,可使采油六厂喇7-30区块16口无法实施报废井得到有效治理,满足采油六厂注水开发需求,每年可恢复产量10万吨。(4)无通道套损井打通道技术试验成功,将对大庆油田套损区块治理和套损井产能恢复提供技术保证。(5)无通道套损井打通道试验成功,对于深层油气水井修复具有现实意义,打开通道后采用密封加固或全井加固方式修复1口井成本投入近100万元,对于打一口井的投入来比,可节约相当数量的资金。
参考文献:
[1] 万仁溥,罗英俊,主编《采油技术手册》(第五分册)石油工业出版社
[2] 聂海光,王新河 .主编《油气田井下作业修井工程》.石油工业出版社;
[3] 赵金洲,张桂林.主编 《钻井工程技术手册》.中国石化出版社;
关键词:土壤修复技术再造修复法
土壤在生态环境中已然是重要的组成部分,也是人类在自然中赖以生存的重要资源之一。然而,近些年来随着人类社会工农业的发展以及逐渐加快的城市化进程,使得土壤中的重金属、多氯联苯、有机磷等污染物日益积累,并通过土壤影响植物的生长,最终被人体经过食物链吸收,危害身体健康。因此,关于土壤污染修复技术的研究已然是环保工程研究的重要课题之一。下面,本文将对几个主要的污染土壤修复技术现状进行归纳和再造,并对各种修复技术的未来发展趋势进行展望。
一、对污染土壤修复技术的归纳与再造
近十多年来,经过全球范围内的研究和应用, 已基本形成了包含有物理修复、生物修复、化学修复技术的污染土壤修复技术体系, 积累了各种污染类型场地中土壤综合工程的修复技术应用型经验,。下面介绍国内外相关污染土壤修复技术的研究现状。
(一)物理修复法。
1、换土法。
换土法是一种将污染的土壤换成或部分替换成新鲜还未受任何污染的土壤, 通过稀释原来土壤中的污染物浓度, 并增加土壤的环境容量, 来达到对土壤污染进行修复的方法。换土法可以进一步分为4种方法:换土、去表土、客土和翻土。换土是指直接取走污染土壤, 然后换成干净土壤, 此法适用于小面积的土壤污染,尤其针对含有易扩散且难分解或具有放射性污染物的土壤, 因此在技术再造时要注意妥善处理换出的污染土壤, 防止二次污染的发生。去表土即直接从原地移出受污染的表土。客土是指把干净的新土覆盖于受污染的土壤之上, 减少了污染物直接接触植物根系的面积,降低了污染物的浓度,使之达到临界危害的浓度以下, 从而减轻危害。翻土是指把受污染的表土翻到底层, 让积聚于表层中的污染物能够分散至更深层的土壤中, 从而稀释了污染物, 所以此法在技术再造中仅对较厚土层的土壤适用。
2、热修复法。
热修复法是指对受到污染的土壤进行加热(常见的加热方法包括蒸汽、射频、红外辐射和微波), 然后收集土壤中所含的易挥发污染物,并对其进行统一回收处理。目前该法已成功被一家美国的Hg回收公司应用于受Hg污染的土壤治理工作中, 修复了超过2300t的受Hg污染土壤, 使Hg在土壤中的含量降至1. 00mg/ kg以下。
热修复法属于物理修复法, 因此具有技术成熟、工艺简单等优点。但该方法耗能大导致操作费用较高, 又只对具有挥发性的污染物适用, 所以在技术再造时的应用范围也相对较窄。
3、玻璃化技术。
玻璃化(Vitrification)技术是指将受到重金属污染的土壤放在高温高压中, 使之变成玻璃态物质, 将重金属固定其中, 从而消除了重金属的污染。应用此种技术所花的工程量较大导致费用偏高, 但可以在根本上化解土壤中重金属的污染。其最大的优点是见效快, 所以在技术再造中适用于对受到重金属污染严重的土壤抢救性修复工作。
4、电修复法。
电修复法是指将低压直流电场通入受污染的土壤两端, 利用溶质电泳和溶剂电渗把有机污染物或重金属定向迁移至阴极室中, 从而修复土壤。 电修复法通常用在对受到重金属污染的土壤修复中。钱署强等建立在田间以及实验室的研究表明了,此法不但能用在修复土壤受到无机污染物污染的工作中,也适用在修复土壤受到低浓度有机物(如苯、乙酸、酚、二甲苯等)污染的工作中。相比于其余方法, 此法在技术再造时具有成本低,处理速度快等特点,特别针对受到水溶性污染物的粘土修复中。如果遇到非水溶性的污染物,应先用化学反应转化成水溶性化合物, 再按步骤进行脱除修复。
(二)化学修复法。
1、淋洗法。
淋洗法是指通过注水来冲洗残留在土壤孔隙介质内的污染物, 并对流入地底的冲洗水流进行回收, 达到修复土壤效果的方法。需修复的污染土壤会因类型的不同而在使用淋洗法时也有差异。例如砂质壤土, 因其粘性差, 无法有效吸附污染物, 往往只需对其进行初步淋洗。但如果换成粘性效果较好的粘土或壤土, 因其对污染物的较强吸附力, 在经过初步淋洗后, 还需要进一步的修复处理。通常在对污染土壤进行淋洗处理时, 会用到的清水、无机和有机溶液这三种作为淋洗液。考虑到在修复过程中可能因淋洗液而带来的二次土壤污染,通常会优先选择清水来作为淋洗液。总体说来,淋洗法的消耗较少, 且操作人员也不会直接与污染物进行接触。但是有些淋洗液极有可能与土壤发生化学反应而出现二次污染, 所以要在技术再造时, 慎重选择淋洗液。
2、提取法。
提取法是指通过使化学试剂和土壤中所含的污染物发生化学反应, 形成新的溶解性络合物。最后,将污染物从混合提取液中运用物理或化学手段分离出来的方法, 且可再循环利用提取液。该法在技术再造中可用在修复被重金属污染的土壤工作中, 但国内目前关于相关方面的研究还在实验阶段。
(三)生物修复法。
1、生物通气法。
生物通气法是将空气强制通入污染土壤中, 并将其中的易挥发性有机物一并抽出, 直接排入大气或再利用排入气体处理装置对其进行后续处理,即是一种通过强迫氧化生物的方法进行降解。该方法一般用于受到地下水层上部且透气性较好又容易挥发的有机物污染的土壤修复工作中, 也对结构疏松的多孔土壤适用, 便于微生物的繁殖生长。通常在使用通气法对土壤进行处理前, 会在污染土壤上打至少两口井, 在加入空气前先通入一些氮气,作为对菌生长进行降解的氮源, 来提高修复效果。据研究表明, 氮素营养虽能使降解污染物的速度加快, 但也可能因此阻止生物的降解,因此在技术再造时要注意不要使用过多。
2、植物修复法。
植物修复法是指用植物来吸收污染土壤内的重金属, 再将重金属萃取出来, 富集转移至植物地上枝条的部位和收获的部位, 或通过植物根系有的微生物系统和酶系统来络合污染土壤中的重金属, 从而达到降低生物毒性和重金属的活性的效果, 减少了重金属被通过空气中而产生扩散或被淋滤时进入地下水的可能。此法在技术再造中应主要用作修复重金属污染的土壤中, 或修复有机物污染的土壤中, 但国内对这方面的应用相对较迟, 所以其主要原理还在于利用植物根系中的微生物群落来降解有机质从而进行修复。
二、对污染土壤修复技术的展望
鉴于土壤类型的较大差异,以及复杂多变的生态条件和环境因素,在对污染土壤修复技术的效果评价方面还存在较大差异。随着各种污染土壤修复技术的不断进步,其修复效果的评价方法也在逐渐被重视。然而,对于污染土壤修复技术还缺乏深入系统的再造,也存在着许多尚待进一步研究的问题。
面对土壤污染类型呈现多样化, 污染场地的综合环境错综复杂, 因此,未来还应发展针对污染土壤修复的决策支持系统以及事后评估技术。此外,现今还没有一套通用的评价污染土壤修复技术准则,因此建议尽快建立有效的通用评价指标体系,对大多数的污染土壤条件和类型都适用。制定污染土壤修复技术标准的基础以及对修复效果进行检验和评价的基础都是建立在对修复基准的研究之上的,所以未来的一项重要工作就是加强对修复基准的研究,以保护对污染土壤修复技术效果评价中的科学性。
参考文献:
[1] 骆永明.污染土壤修复技术研究现状与趋势.[J] .化学进展.2009.(03).