一种污染土壤异位修复技术的碳排放核算方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种污染土壤异位修复技术碳排放核算方法及系统，包括确定污染土壤异位修复技术碳排放中的多种活动要素以及各活动要素对应的碳排放因子，确定多种活动要素的发生量和碳排放因子，计算多种环节碳排放量，计算单位污染土方量的碳排放量水平；本发明专利技术的碳排放量核算方法通过划定边界和清单分析，采取适用的碳排放因子获取途径，统一多种异位修复技术的碳排放量核算过程，能够对土壤异位修复过程碳排放量的准确评估，有助于开展多种污染土壤类型和多个地区修复项目的碳排放量核算，具有较好的应用潜力，同时通过碳排放量核算系统的设置使得采集与核算过程更加科学、便捷。便捷。便捷。

【技术实现步骤摘要】
一种污染土壤异位修复技术的碳排放核算方法及系统


[0001]本专利涉及污染土壤修复技术碳排放核算领域，具体为一种污染土壤异位修复技术的碳排放核算方法及系统。

技术介绍

[0002]随着我国工业和农业的快速发展，大量的工业用地和农用地土壤被各种有毒有害化学物质所污染，带来严重的生态环境和人体健康风险。因此，从环境污染治理的客观需求来看，我国土壤尤其是污染场地土壤的治理修复工作势在必行。
[0003]污染场地土壤中污染物种类多样，多为重金属和有机物复合污染为主，且具有污染历史长、污染物成分复杂和污染水平高等特点。目前，国内外针对污染场地土壤修复研究的项目中，较多的是关注其修复技术的可操作性、污染物去除能力和经济性等方面，而较少有关修复项目中碳排放方面的研究；与项目工程实践相关的环境影响评价中，忽略了修复工程的设计、施工运营和后续管理等过程中的碳排放估算和评价内容。加拿大环境和气候变化部(ECCC)的研究中指出，2015年加拿大的固废处理和污染修复设备运行贡献了至少3％的国内温室气体排放量。Amponsah等的综述中也指出，土壤修复项目中的设备运行、电力消耗、材料生产和运输等各个环节的活动都会导致温室气体的排放。在全球气候变暖问题日益凸显和我国2060年实现“碳中和”目标的紧迫需求之下，各行各业都在积极开展行业碳排放调查分析和减排策略研究工作。作为与人居环境质量和农业生产安全密切相关的污染土壤修复治理领域，我们也需要及时行动起来，做好我国污染场地碳排放现状分析和核算工作，助力我国“碳中和”目标的实现和土壤资源的高效利用。
[0004]污染土壤修复项目的实施主要包括污染地块调查阶段、治理和修复技术方案的比选和确定、修复工程的施工和运行阶段、治理与修复效果评估阶段，以及修复后的长期监管和制度控制阶段。目前，针对污染土壤修复项目中碳排放的研究主要关注项目施工和运行阶段的碳排放问题，从多种修复方案的全生命周期(LCA)评价的角度分析修复项目总碳排放量，这也为修复方案的筛选和效果评估提供了参考。
[0005]目前，污染场地土壤修复技术多样，将污染土壤挖掘、转运、堆放、净化、再利用是一种经常采用的离场异位修复手段，主要包括土壤淋洗、热脱附(或热解析)、固化稳定化、化学氧化/还原等。在修复方案的比选阶段，我们更多地是关注候选修复技术对目标污染物的去除能力、经济适用性和方法的成熟性等方面，而忽视了他们带来一系列新的环境问题如修复药剂的二次污染、水污染、电力需求带来的温室气体排放等。薛成杰等对热脱附、化学淋洗、生物修复等多种修复技术或处置方式的碳排放量核算结果约为
‑
10～500kg CO2/t污染土，多种修复技术间的差异较大。目前，一些建设项目或其他行业的碳排放估算主要是通过“碳足迹”进行定量，主要采用以过程分析法(PA
‑
LCA)为基础的“自下而上”模型，或以投入产出分析(EIO
‑
LCA)为基础的“自上而下”模型。针对修复技术土壤异位修复过程中的碳排放核算方法的研究与应用并不多，急需开展相关方法和系统的研究建立，也缺乏对多种修复技术碳排放量的充分和准确评估，以更好评估土壤修复领域碳排放情况及减排路径
探索，进而服务于未来我国碳中和目标的实现。

技术实现思路

[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种污染土壤异位修复技术的碳排放核算方法及系统。
[0007]本专利技术的技术方案是：
[0008]一种污染土壤异位修复技术碳排放核算方法，包括以下步骤：
[0009]S1：根据污染土壤异位修复技术，确定污染土壤异位修复过程中的施工前准备阶段a、施工过程运行阶段b以及施工后期退场阶段c三个环节及其涉及的多种活动要素以及各活动要素对应的碳排放因子；碳排放因子是与活动要素对应且用于表征单位生产或消费活动量的温室气体排放系数，包括单位热值含碳量或元素碳含量、氧化率；
[0010]S2：根据各活动要素对应的碳排放因子，利用下述公式I，利用采集获取的活动要素发生量或强度数据的其中一种，计算各活动要素的碳排放量C
i
；
[0011]C
i
＝Q
i
×
EF
i
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
I
[0012]其中，C
i
为多种活动要素的碳排放量，kg；Q
i
为各种活动要素的发生量或强度数据的其中一种，kg、L、kwh或m3；EF
i
为碳排放因子，kg/kg、kg/L、kg/kwh或kg/m3；
[0013]S3：利用步骤S2中计算得到的各种活动要素的碳排放量，根据公式II计算得到土壤异位修复过程中各环节对应的碳排放量；
[0014]C＝∑
i＝1
C
i
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
II
[0015]其中，C为土壤异位修复过程各环节的碳排放量，kg；C
i
为多种活动要素的碳排放量，kg；
[0016]S4：根据步骤S3中计算得到各环节的碳排放量，利用下述公式III计算获得土壤异位修复过程总碳排放量；
[0017]C
总
＝C
a
+C
b
+C
c
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
III
[0018]其中，C
总
为土壤异位修复过程涉及的a、b和c三个环节各阶段的总碳排放量，kg；C
a
为施工前准备阶段的碳排放量，kg；C
b
为施工过程运行阶段的碳排放量，kg；C
c
为施工后期退场阶段的碳排放量，kg；
[0019]S5：根据步骤S4中计算得到总碳排放量，结合土壤异位修复过程中处理的污染土方量数据，利用下述公式IV，计算土壤异位修复的单位污染土方碳排放量；
[0020][0021]其中，C
单
为单位污染土方的碳排放量，kg/m3；C
总
为土壤异位修复过程涉及到的总碳排放量，kg；Q
土
为土壤异位修复过程中的污染土方量，m3；
[0022]说明：通过上述算法的建立，能够对多种污染土壤类型和多个地区修复项目的碳排放量进行汇总核算，能够做到多种污染土壤的土壤异位修复过程碳排放量较为准确地评估。
[0023]进一步地，步骤S1包括：
[0024]S1
‑
1，确定施工前准备阶段a、施工过程运行阶段b以及施工后期退场阶段c三个环节对应的碳排放核算边界；碳排放核算边界为污染土壤异位修复过程中各环节的设定工程
范围结合与碳排放核算对应的评价需求生成相应的边界；
[0025]S1
‑
2，根据碳排放核算边界，对每个环节涉及的活动要素进行清单分析，列出各活动要素的种类和发生量，确定活动要素类型；
[0026]S1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种污染土壤异位修复技术碳排放核算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：根据污染土壤异位修复技术，确定污染土壤异位修复过程中的施工前准备阶段a、施工过程运行阶段b以及施工后期退场阶段c三个环节及其涉及的多种活动要素以及各活动要素对应的碳排放因子；碳排放因子是与活动要素对应且用于表征单位生产或消费活动量的温室气体排放系数，包括单位热值含碳量或元素碳含量、氧化率；S2：根据各活动要素对应的碳排放因子，利用下述公式I，利用采集获取的活动要素发生量或强度数据的其中一种，计算各活动要素的碳排放量C
i
；C
i
＝Q
i
×
EF
i
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
I其中，C
i
为多种活动要素的碳排放量，kg；Q
i
为各种活动要素的发生量或强度数据的其中一种，kg、L、kwh或m3；EF
i
为碳排放因子，kg/kg、kg/L、kg/kwh或kg/m3；S3：利用步骤S2中计算得到的各种活动要素的碳排放量，根据公式II计算得到土壤异位修复过程中各环节对应的碳排放量；C＝∑
i＝1
C
i
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
II其中，C为土壤异位修复过程各环节的碳排放量，kg；C
i
为多种活动要素的碳排放量，kg；S4：根据步骤S3中计算得到的各环节的碳排放量，利用下述公式III计算获得土壤异位修复过程总碳排放量；C
总
＝C
a
+C
b
+C
c
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
III其中，C
总
为土壤异位修复过程涉及的a、b和c三个环节各阶段的总碳排放量，kg；C
a
为施工前准备阶段的碳排放量，kg；C
b
为施工过程运行阶段的碳排放量，kg；C
c
为施工后期退场阶段的碳排放量，kg；S5：根据步骤S4中计算得到总碳排放量，结合土壤异位修复过程中处理的污染土方量数据，利用下述公式IV，计算土壤异位修复的单位污染土方碳排放量；其中，C
单
为单位污染土方的碳排放量，kg/m3；C
总
为土壤异位修复过程涉及到的总碳排放量，kg；Q
土
为土壤异位修复过程中的污染土方量，m3。2.根据权利要求1所述的一种污染土壤异位修复技术碳排放核算方法，其特征在于，步骤S1包括：S1
‑
1，确定施工前准备阶段a、施工过程运行阶段b以及施工后期退场阶段c三个环节对应的碳排放核算边界；碳排放核算边界为污染土壤异位修复过程中各环节的设定工程范围结合与碳排放核算对应的评价需求从而生成相应的边界；S1
‑
2，根据碳排放核算边界，对每个环节涉及的活动要素进行清单分析，列出各活动要素的种类和发生量，确定活动要素类型；S1
‑
3，根据活动要素类型，通过查询碳排放因子数据库以确定活动要素对应的碳排放因子。3.根据权利要求1所述的一种污染土壤异位修复技术碳排放核算方法，其特征在于，步骤S1所述污染土壤包括重金属污染土壤、有机物污染土壤及无机物污染土壤。4.根据权利要求1所述的一种污染土壤异位修复技术碳排放核算方法，其特征在于，步骤S1所述的污染土壤异位修复技术为：化学淋洗、化学氧化、化学还原、固化/稳定化以及异
位热脱附。5.根据权利要求1所述的一种污染土壤异位修复技术碳排放核算方法，其特征在于，步骤S1所述的多种活动要素包括土壤异位修复过程涉及的环境碳排放与能耗碳排放；所述能耗碳排放包括土壤异位修复设备用到...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明，龙涛，万金忠，解宇峰，王磊，祝欣，陈樯，温冰，黄剑波，盛峰，
申请(专利权)人：生态环境部南京环境科学研究所，
类型：发明
国别省市：