污染場地土壤調(diào)查評價及修復(fù)方案探析

陳旭波

摘? 要：污染場地是指因堆積、儲存、處置等方式，承載了有害物質(zhì)，對人體健康和環(huán)境具有潛在風(fēng)險的空間區(qū)域。該文針對廣州一塊土地，其原是一家公司生產(chǎn)廠，在“三舊”改造計劃中莫名發(fā)生火災(zāi)，為明確場地內(nèi)主要污染物及類型，查明起火原因，該文對廣州某地塊土壤及地下水開展了調(diào)查和采樣工作。土壤檢測結(jié)果表明，該場地土壤質(zhì)量符合標準要求，土壤及地下水檢測結(jié)果表明，部分指標含量已超過背景值或限定值，并建議對場地中磷含量過高的區(qū)塊采用化學(xué)修復(fù)法進行修復(fù)，達到無害化處理的目的。該研究為場地風(fēng)險評估及土壤污染治理修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：污染場地? 土壤調(diào)查? 評價? 修復(fù)

中圖分類號：X53? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2021）03（c）-0082-03

Investigation， Evaluation and Remediation of Contaminated Soil

CHEN Xubo

（Guangdong Living Environment Harmless Treatment Center Co.， Ltd.， Guangzhou， Guangdong Province， 510405? China）

Abstract： Contaminated site is a kind of space area which has potential risks to human health and environment because of the accumulation， storage and disposal of harmful substances. This article is aimed at a piece of land in Guangzhou， which was originally a company's production plant， and a fire broke out inexplicably during the "Three Olds" renovation plan. In order to identify the main pollutants and types in the site and find out the cause of the fire， the soil and groundwater in a plot of Guangzhou were investigated and sampled. The soil test results showed that the soil quality of the site met the requirements of the standard. The soil and groundwater test results showed that the content of some indicators had exceeded the background value or limit value. It was suggested that the area with high phosphorus content should be mined In order to achieve the goal of harmless treatment， chemical repair method was used. The study provides a scientific basis for site risk assessment and soil pollution remediation.

Key Words： Contaminated site; Soil investigation; Evaluation; Remediation

城市土壤作為地球土壤圈的一部分，具有一定的生態(tài)、環(huán)境和經(jīng)濟功能，關(guān)系到城市生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量和人類健康。

污染場所是指由于積聚、存儲和處置而攜帶有害物質(zhì)并對人類健康和環(huán)境造成潛在風(fēng)險的空間區(qū)域。具體來說，該空間區(qū)域中的有害物質(zhì)載體包括場地土壤、場地地下水、場地地表水、場地環(huán)境空氣、殘留的場地污染物，例如生產(chǎn)設(shè)備和建筑物[1]。

在廣州的一塊土地，其原本是一家公司的生產(chǎn)廠，在“三舊”的改造計劃將其作為商業(yè)辦公中心，而在施工過程中，地面莫名其妙地發(fā)生火災(zāi)，并發(fā)生了煙霧事故。為了弄清現(xiàn)場的主要污染物和類型，并找出起火的原因，該研究對地塊上的土壤和地下水進行了調(diào)查和采樣，為場地風(fēng)險評估和土壤污染控制修復(fù)提供了科學(xué)的依據(jù)。

1? 研究區(qū)概況

研究區(qū)域位于廣東省廣州市海珠區(qū)商業(yè)地段的西南部，這里是亞熱帶、溫暖多雨的季風(fēng)氣候地區(qū)，全年溫度較高，年平均氣溫為22.1 ℃，多年平均降雨量為1 801 mm。研究區(qū)域位于珠江水系的廣州河網(wǎng)段，河網(wǎng)密集。

該地塊是一家農(nóng)藥工廠 ，建于1975年，并于1980年投入生產(chǎn)，代設(shè)有紅磷車間、黃磷電爐、磷礦罐、磷礦粉罐和產(chǎn)品車間，主要位于研究區(qū)的西部。在1995年11月，農(nóng)藥廠與化工公司共同建立了煙酰胺生產(chǎn)線，該煙酰胺生產(chǎn)線于1998年正式投產(chǎn)，主要生產(chǎn)維生素酰胺，年產(chǎn)3 400 t。在“三舊”改造的轉(zhuǎn)型時期，生產(chǎn)被暫停和搬遷[2]。

2? 調(diào)查方法及采樣

2.1 調(diào)查方法

該研究主要參照《場地環(huán)境監(jiān)測技術(shù)導(dǎo)則》（HJ 25.1-2014），《土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ1T 166-2004）以及《廣州市污染場地調(diào)查、評估、修復(fù)工作技術(shù)指引》（2013）的相關(guān)要求進行調(diào)查及采樣[3]。

2.2 分析檢測項目

分析檢測項目包括無機污染物、半揮發(fā)性有機物、農(nóng)藥/多氯聯(lián)苯及其他。

2.3 采樣及測試

按照規(guī)范要求進行采樣，共采集土壤樣18個，地下水樣1組，采取樣品由珠江流域水環(huán)境監(jiān)測中心和上海通標標準技術(shù)服務(wù)有限公司（SGS）檢測（見圖1）。

3? 土壤和地下水環(huán)境質(zhì)量評價

3.1 土壤檢測結(jié)果評價

3.1.1 評價方法與依據(jù)

主要評價標準是《展覽會用地土壤環(huán)境質(zhì)量標準（暫行）》（HJ/T 350-2007）。參考標準為《土壤環(huán)境質(zhì)量標準》（GB 15618-1995）。該標準規(guī)定了pH、鎘、汞、砷、銅、鉻、鋅、鎳、六六六和滴滴涕，主要適用于農(nóng)業(yè)和林地[4]。

對于該研究關(guān)注的磷指標，目前尚無質(zhì)量評估標準可依，因此該研究主要基于國家公共參考材料中磷的背景值。除上述標準外，對現(xiàn)場重金屬的評估還將以廣東省《中國土壤元素背景值》的物質(zhì)背景為基礎(chǔ)，作為評估現(xiàn)場土壤污染程度的參考[5]。

3.1.2 土壤樣品檢測結(jié)果分析

該研究僅比較從明顯達到或超過標準的樣品中收集的數(shù)據(jù)。現(xiàn)場采樣點的pH值范圍為6.8～10.8，平均值為8.2。采樣點L3、L6、L9、L10和L11均大于9，這顯然是堿性的，懷疑使用氨作為生產(chǎn)原料會導(dǎo)致沉淀。

將磷作為這項研究的主要指標，與珠江三角洲中部的磷本底值《珠江三角洲多目標區(qū)域地球化學(xué)生態(tài)環(huán)境評價》進行了比較（經(jīng)濟發(fā)達的珠江三角洲為425 mg/L[6]，但L13、L14、L15、L17和L18采樣點的磷含量與背景值略有不同外，其他采樣點的磷含量明顯超過背景值達82倍。根據(jù)調(diào)查，原始農(nóng)藥工廠的紅磷車間、黃磷電爐、磷礦石礦床、磷礦石粉塵礦床和成品車間主要位于研究區(qū)域的西部。與該次采樣和測試的結(jié)果一致，即西部的磷含量超過了背景值。據(jù)推測，在該農(nóng)藥廠和黃磷電爐的磷倉中的含磷土壤（主要是黃磷）在1996年進行分級時并未完全清除或填滿。這導(dǎo)致了自燃和燃燒，開挖后含磷（主要為黃磷）的土壤冒煙現(xiàn)象。

根據(jù)不同海拔高度磷含量的統(tǒng)計分布，研究區(qū)域磷含量的分布有兩個規(guī)律：一是磷含量隨海拔高度的降低（深度增加）而近似降低;二是磷含量隨海拔高度的降低（深度增加）而降低。其次是最大磷含量一般出現(xiàn)在6.0～7.0 m（約2 m的埋深）高度，該標準的高水平應(yīng)是恢復(fù)和處理的關(guān)鍵水平。

3.2 地下水檢測結(jié)果評價

3.2.1 評估方法和依據(jù)

采用《地下水質(zhì)量標準》（GB 14848-93）推薦的評價方法，并采用綜合評價方法對研究區(qū)域的地下水水質(zhì)進行評價。由于該研究中地下水中的有機物含量低于檢出限，因此將不進行具體評估。

3.2.2 地下水測試結(jié)果分析

陰離子主要為Cl-，其次為SO42-。pH值為7.7，為弱堿性水?？?cè)芙夤腆w含量為579 mg/L，屬于淡水;總硬度為62.9 mg/L，屬于軟水;氟含量較高，為1.66 mg/L，符合IV級水標準。

盡管已檢測到總放射性和總放射性，但含量相對較低且符合I類水標準汞和鉬處于未檢出狀態(tài)盡管已檢測出銅、鋅、鈷、硒、鎘、砷、鎳等，其含量相對較低，達到I類水標準;錳和鈹含量相對較高，達到IV類水標準。

3.2.3 地下水水質(zhì)評價結(jié)果

綜合評估：研究區(qū)域的地下水受到氯化物、氟化物、氨氮、錳和鈹?shù)挠绊?，水質(zhì)較差。單元素評估：地下水陰離子表面活性劑鎘、鉛和鐵屬于II類，總?cè)芙夤腆w屬于III類，氯化物、氟化物、氨氮、錳和鈹屬于IV類，其他指標均符合I類水標準。有機污染物的含量低于檢出限，表明地下水沒有被有機污染物污染。

4? 修復(fù)方案

4.1 化學(xué)修復(fù)原理

污染土壤的化學(xué)修復(fù)原理是根據(jù)污染土壤的性質(zhì)選擇合適的化學(xué)修復(fù)劑添加到土壤中，使污染物與修復(fù)劑之間發(fā)生一定的化學(xué)反應(yīng)，以達到降解或排毒的技術(shù)。

研究區(qū)域的主要污染物是磷，因此根據(jù)易氧化的磷的性質(zhì)，使用強氧化劑進行處理。其原理是：在中性或堿性條件下加入適量的次氯酸鹽、過氧化氫等，使其充分反應(yīng)生成磷酸鹽，所生成的鈣鹽起磷酸鹽結(jié)合的作用，可以有效地防止磷酸的產(chǎn)生，達到了無害化處理的目的。

4.2 化學(xué)反應(yīng)方程式

根據(jù)污染場地的土壤性質(zhì)，污染層多位于填土層和粉質(zhì)粘土層中，采用強氧化劑灌注法，結(jié)合翻土攪拌加快化學(xué)反應(yīng)進程。強氧化劑優(yōu)先選擇次氯酸鈣（漂白粉），其來源廣泛、成本低、操作方便。處理難點在于反應(yīng)控制點的掌握和化學(xué)藥劑過量后續(xù)處理問題。

（1）單質(zhì)磷氧化反應(yīng)：2P+5ClO-+3H2O=2PO43-+5Cl-+6H+;2PO43-+3Ca2+=Ca2（PO4）3;H++OH-=H2O。對于過量氧化劑，可以投加適量焦亞硫酸鈉消除。

（2）焦亞硫酸鈉的反應(yīng)式如下：H2O+（S2O5）2-+2ClO-=2Cl-+SO42-+Ca2+=CaSO4。

4.3 含磷土壤無害化處理步驟

（1）通過設(shè)備（泵、氣霧劑）將10%～20%濃度的次氯酸鈣溶液倒入含磷的土壤中，溶液會向下滲透并與土壤中的磷反應(yīng)。根據(jù)受污染部位的磷含量選擇相對濃度的次氯酸鈣溶液，以節(jié)省成本并避免過量。采用分批噴霧法，以防止次氯酸鈣溶液溢出污染區(qū)域。

（2）次氯酸鈣溶液與土壤中的磷之間的氧化反應(yīng)迅速而放熱。反應(yīng)結(jié)束后12 h，應(yīng)將土壤層分層，并在分層翻土過程中局部自燃時直接噴灑次氯酸鈣溶液。當發(fā)生大面積自燃時，應(yīng)立即停止翻土操作以及噴涂和澆注次氯化鈣溶液。如果土壤中的磷已基本被氧化，則在翻土過程中將不會自燃或冒煙。在測試土壤樣品以確定無磷后，應(yīng)去除土壤以進行清潔或更換。

（3）在去污過程中，根據(jù)次氯酸鈣的氣味判斷是否有過量的次氯酸鈣。如果有異味，請分批噴灑濃度為10%的焦亞硫酸鈉溶液在地面移土上。當焦亞硫酸鈉噴涂過量時，噴涂濃度為2%～5%的次氯酸鈣溶液進行氧化處理。

5? 結(jié)語

（1）土壤測試結(jié)果表明，該地點的土壤質(zhì)量在《展覽會用地土壤環(huán)境質(zhì)量評價標準》A-B級之間，可用于II類土地使用（包括場館用地、綠地、商業(yè)用地、市政土地等）。因此，場地土壤質(zhì)量符合標準要求。

（2）土壤和地下水測試結(jié)果表明，某些指標的含量超過了背景值或極限值，對環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生了一定的影響。必須認真對待并加以處理以防止污染。

（3）目前沒有將《土壤環(huán)境質(zhì)量標準（修訂）征求意見稿》（GB 15618-2008）、《土壤環(huán)境質(zhì)量標準》（GB 15618-1995）、《展覽會用地土壤環(huán)境質(zhì)量評價標準》（（暫行）HJ/T 350-2007）列為污染指標。但是，如果土壤中的磷含量過高，則在土壤平整翻土的過程中會發(fā)生自燃或冒煙（土壤的自燃會產(chǎn)生大量有毒煙霧，例如五氧化二磷），對周圍環(huán)境有不利影響。建議采用化學(xué)修復(fù)的方法現(xiàn)場修復(fù)磷含量過高的地塊，以達到無害化處理的目的。

參考文獻

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