某建設(shè)用地污染土體修復(fù)治理方法探析

陳科皓 魏雨露 夏龍飛

摘要：指出了在國家全力扎實推進(jìn)“凈土保衛(wèi)戰(zhàn)”的大背景下，建設(shè)用地污染修復(fù)治理已經(jīng)成為增加建設(shè)用地面積、保證生態(tài)安全的重要途徑。其中，如何利用完備的工程技術(shù)手段解決污染土地修復(fù)治理顯得尤為重要。以某建設(shè)用地污染土體修復(fù)治理項目為例，全面闡述了污染場地調(diào)查評估、技術(shù)篩選、資金預(yù)算等重要環(huán)節(jié)和過程，為其他同類污染場地修復(fù)治理項目提供一定的參考借鑒。

關(guān)鍵詞：污染;建設(shè)用地;土地修復(fù)

中圖分類號：X53 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-9944（2020）04-0074-03

1 引言

隨著國家產(chǎn)業(yè)及環(huán)保政策的調(diào)整，城鎮(zhèn)化的加快和居民生態(tài)環(huán)保意識的提高，大量工礦企業(yè)停轉(zhuǎn)，許多原來位于城區(qū)和礦區(qū)的污染企業(yè)或遷出或關(guān)停，遺留了大量污染場地[1，2]。這些遺留污染場地的存在帶來了雙重問題：一方面增加了環(huán)境和健康風(fēng)險;另一方面阻礙了城市建設(shè)和地方經(jīng)濟的發(fā)展[3]。解決污染場地問題最根本的方法是場地修復(fù)。近年來，隨著《土壤污染防治法》《土壤污染防治行動計劃》《污染地塊土壤環(huán)境辦理辦法》《土壤污染治理與修復(fù)規(guī)劃》等法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)文件的發(fā)布，我國對污染地塊治理修復(fù)監(jiān)督正逐步走向法制化、制度化、規(guī)范化[4]。然而，由于建設(shè)用地污染工程量大、污染類型多樣、治理周期長、技術(shù)要求高等特點，因此，如何合理選擇合適的修復(fù)技術(shù)方法，形成可復(fù)制推廣的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)是污染場地修復(fù)治理中的重點任務(wù)，急需通過研究和具體項目實踐來積累修復(fù)經(jīng)驗，提升治理水平，完善技術(shù)規(guī)范。

2 項目概況

某建設(shè)用地內(nèi)分布有化工廠、殯儀館、醫(yī)用垃圾處置廠、商砼站等20多家各類污染企業(yè)，也是當(dāng)?shù)貜U水、廢氣、廢渣等污染物直接排放的區(qū)域，致使土地長期處于低效、污損狀態(tài)，環(huán)境持續(xù)惡化，對當(dāng)?shù)赝馏w的污染已經(jīng)發(fā)生，如不進(jìn)行人工強化處理，這些受污染的土地用作建筑、綠化用地后，將對居民區(qū)的空氣環(huán)境、食品安全和飲水安全產(chǎn)生系統(tǒng)且深遠(yuǎn)的影響。僅依賴土體的自凈能力難以在短期內(nèi)實現(xiàn)其環(huán)境質(zhì)量的修復(fù)。因此，急需對受污染地塊開展治理工作，確保建設(shè)區(qū)域內(nèi)的土體環(huán)境滿足用地需求。

3 修復(fù)原則和目標(biāo)

3.1 修復(fù)原則

3.1.1 可行性原則

一是技術(shù)上可行，選用的修復(fù)技術(shù)對污染土體和地下水的治理效果比較好，能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，能大面積實施和推廣;二是經(jīng)濟上可行，治理成本不能太高，便于推廣，應(yīng)盡量采用成熟度高和可操作性強的技術(shù)。

3.1.2 安全性原則

盡量選擇不帶人新的污染物、不產(chǎn)生二次污染的修復(fù)技術(shù)，不會對人體產(chǎn)生健康危害，不會對當(dāng)?shù)丶爸苓叚h(huán)境產(chǎn)生不利影響，風(fēng)險可接受。

3.1.3 因地制宜原則

根據(jù)土體的污染面積、污染種類、污染程度、修復(fù)的時間、成本和未來土地用途等因素綜合考慮，經(jīng)過科學(xué)論證，選擇合理的修復(fù)技術(shù)。

3.1.4 修復(fù)周期

修復(fù)技術(shù)在滿足技術(shù)上可行且具備可操作性的前提下，其修復(fù)周期應(yīng)盡可能短，以滿足場地開發(fā)建設(shè)對時間進(jìn)度的要求。

3.2 修復(fù)目標(biāo)

針對企業(yè)的污染特點，將原位和原地異位修復(fù)技術(shù)相結(jié)合，依據(jù)項目所在地的地質(zhì)條件和污染程度，采用技術(shù)、經(jīng)濟可行方案進(jìn)行土體綜合修復(fù)，達(dá)到控制甚至消除受污染地塊環(huán)境風(fēng)險的目標(biāo)，滿足項目用地人居和生態(tài)等不同的使用功能需求。

4 場地污染狀況調(diào)查

為全面掌握項目區(qū)土地污染現(xiàn)狀，探明土地污染的類型、程度、范圍，為制訂污損土地修復(fù)技術(shù)方案提供詳細(xì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為污染土體修復(fù)提供技術(shù)支持，根據(jù)《場地環(huán)境調(diào)查技術(shù)導(dǎo)則》（HJ25.1-2014）、《場地環(huán)境監(jiān)測技術(shù)導(dǎo)則》（HJ25.2-2014），《污染場地風(fēng)險評估技術(shù)導(dǎo)則》（HJ25.3-2014）等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，制定項目區(qū)水、土壤、大氣采樣調(diào)查方案，主要包括：采樣點布設(shè)、樣品的采集方法、樣品收集、保存、運輸和儲存等要求。通過野外速測儀器現(xiàn)場速測初判和采樣室內(nèi)分析檢測相結(jié)合的方法，對項目區(qū)土地污染狀況進(jìn)行了調(diào)查。檢測分析了重金屬指標(biāo)7個，有機污染物及氰化物、總石油烴指標(biāo)共47個。

（1）項目區(qū)存在土體重金屬與有機物污染，污染范圍主要分布在項目區(qū)南部的化工廠區(qū)。

（2）根據(jù)《土壤環(huán)境質(zhì)量建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)》（GB36600-2018）第一類用地質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，區(qū)域內(nèi)0～0.5m表層土體重金屬As和Hg含量超出第一類用地的篩選值，部分點位超出關(guān)中地區(qū)背景值。

（3）土體有機物污染分布較集中，主要在交大瑞森化工廠廠區(qū)內(nèi)部。主要超標(biāo)指標(biāo)有苯、1，2，3-三氯丙烷和氯仿等，均超相應(yīng)的第一類用地篩選值，最大超標(biāo)倍數(shù)達(dá)108倍，其中1，2，3—三氯丙烷是管制值10倍。

5 修復(fù)技術(shù)篩選

污染土壤的治理是根據(jù)污染物和土體的物理、化學(xué)性質(zhì)及存在狀態(tài)，利用物理、化學(xué)和生物的方法轉(zhuǎn)移、吸收、降解和轉(zhuǎn)化土體中的污染物，使其濃度降低到可接受水平，或?qū)⒂卸居泻Φ奈廴疚镛D(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)，使土體特性得以恢復(fù)和利用，減輕或消除污染物對生態(tài)環(huán)境的影響[5]。從根本上說，污染土體修復(fù)技術(shù)原理包括：改變污染物在土體中的存在形態(tài)或同土體的結(jié)合方式，降低其在環(huán)境中的可遷移性與生物可利用性;降低土體中有害物質(zhì)的濃度。目前在土體修復(fù)行業(yè)，已有的修復(fù)技術(shù)達(dá)到100多種，國內(nèi)現(xiàn)階段常用的修復(fù)技術(shù)有工程修復(fù)技術(shù)、物理一化學(xué)修復(fù)技術(shù)、生物修復(fù)技術(shù)、聯(lián)合修復(fù)技術(shù)。

工程修復(fù)技術(shù)主要包括排土、換土、去表土、客土和深耕翻土等措施。工程措施是比較經(jīng)典的土體污染治理措施，它具有徹底穩(wěn)定的優(yōu)點，但工程量大、投資高，會破壞土體結(jié)構(gòu)，并且還要對換出的污染土體進(jìn)行堆放或處理。物理一化學(xué)修復(fù)是利用污染物或污染介質(zhì)的物理化學(xué)特性，以破壞（如改變化學(xué)性質(zhì)）、分離或固化污染物，具有實施周期短、可用于處理各種污染物等優(yōu)點。主要包括：熱處理技術(shù)、土體固化一穩(wěn)定化技術(shù)、淋洗技術(shù)、氧化還原技術(shù)、電動力學(xué)修復(fù)技術(shù)和土體性能改良技術(shù)等。生物修復(fù)技術(shù)是近20年發(fā)展起來的一項用于污染土體治理的新技術(shù)，是指綜合運用現(xiàn)代生物技術(shù)，使土體中的有害污染物得以去除，土體質(zhì)量得以提高或改善的過程。土體修復(fù)技術(shù)包括植物修復(fù)、微生物修復(fù)、生物聯(lián)合修復(fù)等技術(shù)。生物修復(fù)技術(shù)適用于烴類及衍生物，如汽油、燃油、乙醇、酮、乙醚等污染物的治理，不適合處理持久性有機污染物，周期較長。聯(lián)合修復(fù)技術(shù)是協(xié)同兩種或兩種以上的修復(fù)方法，不僅可以提高污染土體的修復(fù)速率與效率，而且可以克服單項修復(fù)技術(shù)的局限性，實現(xiàn)對多種污染物復(fù)合/混合污染土體的修復(fù)，已成為土體修復(fù)技術(shù)中的重要研究內(nèi)容。聯(lián)合修復(fù)技術(shù)主要包括微生物/動物一植物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)、化學(xué)/物化一生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)、物理一化學(xué)聯(lián)合修復(fù)技術(shù)等[6，7]。

根據(jù)前期調(diào)查結(jié)果，項目區(qū)以揮發(fā)/半揮發(fā)有機污染為主，在局部區(qū)域伴有重金屬污染[8]。結(jié)合用地規(guī)劃和場地后期的開發(fā)建設(shè)規(guī)劃，采用修復(fù)技術(shù)篩選矩陣，從技術(shù)的適用性、成熟性、修復(fù)效率、修復(fù)周期、修復(fù)成本以及環(huán)境風(fēng)險進(jìn)行篩選，擬將熱解吸、氣相抽提、淋洗和化學(xué)氧化等適用性技術(shù)進(jìn)行合理化集成，形成本項目污染場地綜合治理方案。

5.1 有機污染區(qū)

化工廠舊址有機污染地塊主要分布在蒸餾區(qū)、蒸餾區(qū)污水池、苯反應(yīng)區(qū)、廠房和東側(cè)污水池，以揮發(fā)/半揮發(fā)性有機污染為主。區(qū)域土質(zhì)主要為滲透性不高的粉質(zhì)黏土。苯反應(yīng)區(qū)和東側(cè)排污口擬選用原位抽提進(jìn)行處理，廠房、蒸餾區(qū)和蒸餾區(qū)污水池擬選用異位抽提進(jìn)行處理?？紤]到場地土體組成特點，仍有必要通過實驗室小試、中試研究對氣體抽提和淋洗技術(shù)的可行性及其工藝設(shè)計參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步確定或優(yōu)化。

5.2 復(fù)合污染區(qū)

化工廠舊址復(fù)合污染地塊主要分布在反應(yīng)堆和化工廠北側(cè)排污口，以揮發(fā)/半揮發(fā)性有機污染和重金屬污染為主。區(qū)域土質(zhì)主要為滲透性不高的粉質(zhì)黏土。排污口附近地塊擬選用異位熱解吸十穩(wěn)定化進(jìn)行修復(fù)，反應(yīng)堆擬選用異位化學(xué)氧化十異位淋洗進(jìn)行修復(fù)。考慮到場地土體組成特點，仍有必要通過實驗室小試、中試研究對氣體抽提和淋洗技術(shù)的可行性及其工藝設(shè)計參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。

5.3 物理性污染區(qū)

前期監(jiān)測結(jié)果表明，其它企業(yè)包括優(yōu)藝環(huán)保、餐飲公司、殯儀館、垃圾堆放場、東營屠宰廠、汽修廠、興茂油罐廠、聚鑫鍋爐、億力機械、聚豐勞務(wù)、宏建商砼、匯通商砼、廣灃建材、振興水泥制品廠、預(yù)制廠、磚廠和紅旗煤廠舊址所在地及這些企業(yè)污水直排區(qū)，并未觀測到有明顯有機污染或重金屬污染，但普遍存在垃圾或工業(yè)固體廢物混雜問題。對于這類以物理性污染為主的區(qū)域，擬采用篩分、破碎和深耕翻土等措施。篩分主要用于分離受污染土體中的工業(yè)廢氣物，并配合破碎和無害化處理技術(shù)就地利用;翻土就是深翻土體，使聚集在表層的污染物分散到土體深層，達(dá)到稀釋和自處理的目的。通過這些方法可以降低土體中污染物的含量，翻土用于輕度污染的土體，動土比較少。

根據(jù)修復(fù)方案的確定，本項目主要采用氣相抽提、熱解吸、淋洗、化學(xué)氧化和穩(wěn)定化為主的修復(fù)技術(shù)方案。然而，這些技術(shù)的實施效果和污染物的去除效率與土體土質(zhì)類型、污染物理化性質(zhì)和污染程度等因素密切相關(guān)，僅依據(jù)前期調(diào)研工作難以確定上述修復(fù)技術(shù)方案實施后的具體效果和最優(yōu)參數(shù)設(shè)置。因此，在修復(fù)工作實施前針對區(qū)內(nèi)土體和地下水的污染特點，通過實驗室規(guī)模預(yù)研試驗，系統(tǒng)評價污染物的抽提、淋洗、熱解析、化學(xué)氧化和化學(xué)穩(wěn)定化性能，優(yōu)化技術(shù)工藝參數(shù)，為后期修復(fù)工程的實施提供理論和技術(shù)支撐。

6 項目預(yù)算和實施要點

考慮污染物的遷移擴散因素，將化工廠的蒸餾區(qū)、苯反應(yīng)區(qū)、東側(cè)污水池、蒸餾區(qū)污水池、廠房所在地塊及其各自向外延伸的5m區(qū)域以及北側(cè)排污口沿水流方向向外輻射10m區(qū)域作為此次修復(fù)范圍。根據(jù)不同污染類型地塊面積大小和污染深度，可計算出污染土體修復(fù)的工程量。結(jié)合實際工程成本，可初步確定整個項目的修復(fù)治理資金預(yù)算。

根據(jù)項目實際，在下一步具體實施中還應(yīng)注意以下幾點：①場地修復(fù)后需進(jìn)行長期的跟蹤監(jiān)測，進(jìn)一步預(yù)防意外風(fēng)險;②場地的修復(fù)實施方案應(yīng)與場地后期的建設(shè)方案和施工計劃緊密結(jié)合，如有變化，應(yīng)及時調(diào)整;③及早實施場地污染土體的修復(fù)，避免污染擴散;④場地修復(fù)過程應(yīng)采取有效的安全和環(huán)保措施，防止二次污染和污染風(fēng)險;⑤場地修復(fù)過程應(yīng)進(jìn)行跟蹤檢查，及時發(fā)現(xiàn)問題，及時處理。

7 結(jié)語

以具體建設(shè)用地污染修復(fù)治理項目為例，對項目區(qū)的污染物調(diào)查和風(fēng)險評估、修復(fù)治理目標(biāo)和范圍、技術(shù)方案、投資估算等全過程進(jìn)行了分析梳理，為工程實施提供了參考和技術(shù)支撐。然而，該項目工程量大、采用修復(fù)技術(shù)方法多樣、資金需求大，一方面需要尋找合理充裕的資金投入，確保項目的順利實施，另一方面，針對不同修復(fù)技術(shù)特點和要求，選擇先進(jìn)的修復(fù)材料和成套技術(shù)裝備。最后，希望通過項目實施，積累可復(fù)制、可推廣的技術(shù)經(jīng)驗，研究形成一整套技術(shù)、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，為其他同類土地治理項目提供借鑒和參考。同時，加強國內(nèi)修復(fù)材料和設(shè)備的研究開發(fā)，早日形成我國自主知識產(chǎn)權(quán)的工程技術(shù)、修復(fù)材料和工程裝備。

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收稿日期：2020-02-10

作者簡介：陳科皓（1989-），男，工程師，碩士，主要從事污損土地修復(fù)方面的工作。