基于聯(lián)合修復(fù)技術(shù)在污染場地治理中的效果分析

文_馬嬋華 四川金核礦業(yè)有限公司

1 污染場地修復(fù)常用技術(shù)方法

污染場地修復(fù)治理包括污染源去除、控制和減少降解三個方面的綜合過程，最終目的是確保被污染土壤達(dá)到使用功能標(biāo)準(zhǔn)。污染場地往往不止一種重金屬污染，而是伴存著多種復(fù)合污染，對周圍環(huán)境造成嚴(yán)重影響。

目前，被廣泛應(yīng)用修復(fù)技術(shù)有：植物修復(fù)、微生物修復(fù)、鈍化修復(fù)、淋洗修復(fù)、氧化還原修復(fù)和電動修復(fù)。

植物修復(fù)是運用植物根系組織對目標(biāo)重金屬的吸附，以達(dá)到去除的效果?？稍谝欢ǔ潭壬辖档褪芪廴就寥乐心繕?biāo)污染物含量，但因植物其吸收量較少，很難較大成效地降低土壤中目標(biāo)污染物的含量。富集植物只能把重金屬吸收，而后轉(zhuǎn)移到自體中，下一步如何處理這類富含重金屬的植物也是一個難題。

微生物修復(fù)是運用土壤中微生物群落來降低目標(biāo)污染物，針對目標(biāo)污染物產(chǎn)生沉淀、吸收、氧化和還原等方式。微生物修復(fù)在單一污染上有較好的效果，當(dāng)土壤存在多種重金屬復(fù)合污染時，影響修復(fù)效果。

鈍化修復(fù)是運用物理或者化學(xué)手段將目標(biāo)污染物轉(zhuǎn)變成化學(xué)性質(zhì)不活潑的形態(tài)，或者將其固定起來，以便降低目標(biāo)污染物的毒害。鈍化修復(fù)比較成熟，處理重金屬種類較全。

淋洗修復(fù)是將水、酸、堿、金屬絡(luò)合劑或者其他化學(xué)溶劑添加到需修復(fù)治理的土壤中，利用溶劑攜帶去除目標(biāo)污染物。該方法效果良好，處理后的土壤達(dá)到可重新再生產(chǎn)和利用的標(biāo)準(zhǔn)。但其存在成本較高、溶劑添加不當(dāng)易造成二次污染。

氧化還原修復(fù)是通過添加氧化劑或還原劑在受污染土壤中產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)，改變重金屬的化學(xué)形態(tài)，但其仍留存在土壤中，無法根除或提取出，存在二次污染的風(fēng)險。

電動修復(fù)是將電極插入受污染區(qū)域中，電流在土壤中形成電場以及磁場，通過其吸附土壤中的目標(biāo)污染物。該技術(shù)很難有效去除受污染區(qū)域中的所有目標(biāo)污染物。

通過對比分析幾種技術(shù)方法，任何單一技術(shù)都存在一定局限性。本次研究探討“鈍化+垂直隔離+生態(tài)封閉”聯(lián)合治理方法，并將此方法在實地生產(chǎn)實踐。

2 聯(lián)合修復(fù)技術(shù)闡述

鑒于污染場地普遍存在分布范圍廣、污染深度不同、污染程度不一的特點，本次研究選擇受污染土壤較集中的重點區(qū)域，將其隔離出來，以便現(xiàn)場進(jìn)行修復(fù)操作，有效控制污染源。

垂直隔離墻面采用HDPE膜或其他低透水性材料，在防滲墻底部也提前放置防滲層，將頂部與水平隔離層連接在一起，形成一個相對封閉的獨立空間。確保受污染場地目標(biāo)污染物受控后，在其頂部設(shè)置綠化生態(tài)將其封閉，形成生態(tài)公園。此次研究的“鈍化+垂直隔離+生態(tài)封閉”聯(lián)合技術(shù)是融合了多種治理方法，對工業(yè)污染場地具有很強的適應(yīng)性。

3 實際案例

3.1 項目概況

首先對某冶煉廠污染場地進(jìn)行調(diào)查與評估，根據(jù)其初步現(xiàn)場調(diào)查和風(fēng)險評估分析，該場地主要受重金屬銅、鎘和砷的污染。銅最高濃度為40500mg/kg，是標(biāo)準(zhǔn)的135倍。鎘最高濃度為161.7mg/kg，是標(biāo)準(zhǔn)的23.1倍。土壤深度越深其受污染程度越低，部分區(qū)域深度可達(dá)15m，面積約有40萬m2。

3.2 修復(fù)目標(biāo)

恢復(fù)后，目標(biāo)場地將作為綠化景觀用地。現(xiàn)場內(nèi)不允許農(nóng)業(yè)種植活動或者類似房地產(chǎn)開發(fā)等項目。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查料了解和評估情況，目標(biāo)區(qū)域土壤治理恢復(fù)目標(biāo)值詳見表1。

表1 土壤修復(fù)目標(biāo)值

3.3 治理規(guī)模及技術(shù)

根據(jù)該項目目標(biāo)污染物程度等，針對受污染土壤、廢渣進(jìn)行區(qū)分處理。見表2。

表2 場地治理規(guī)模及處理工藝

3.4 工程技術(shù)方案

①垂直隔墻：設(shè)置60cm厚的塑性混凝土防滲墻作為隔墻。制作材料質(zhì)量比是水泥：砂：石：粘土：膨潤土：水（140∶640∶915∶115∶100∶280）。密度需達(dá)到20t/m3以上，彈性模量達(dá)到500～1000MPa，使其具備良好的變形適應(yīng)性，28d抗壓強度值應(yīng)大于2～3Mpa，凝固后，垂直隔墻的滲透系數(shù)需達(dá)到1×10-7cm/s，允許滲透梯度大于60，設(shè)置相對不透水層需大于1.5m。

②鈍化∶采用某公司生產(chǎn)的目標(biāo)重金屬（銅）鈍化劑。先進(jìn)行小型和中型試驗，以確定目標(biāo)污染物的原始理化性質(zhì)、鈍化劑的配比、工藝標(biāo)準(zhǔn)化、準(zhǔn)入達(dá)標(biāo)指標(biāo)、長期穩(wěn)定性測試、增容率等關(guān)鍵因素。根據(jù)試驗分析，含銅量大于30000mg/kg的重污染區(qū)域鈍化劑的添加值為3%～5%，含銅量為12000～30000mg/kg的重污染區(qū)域鈍化劑的添加值為1%～3%。穩(wěn)定劑按比例單獨計量，在混合料斗中與待處理的污染土充分混合，完成鈍化處理。每批鈍化處理土的浸出液達(dá)到表1中目標(biāo)值后才能放入隔離區(qū)。

③水平隔離：為防止頂部其他物質(zhì)侵入隔離區(qū)，在垂直防滲墻頂部預(yù)埋水平隔離層（400g土工布/1.5mmHDPE膜/400g土工布）。

④生態(tài)封閉：水平隔離后，在其上覆蓋壓實土，厚度應(yīng)達(dá)到60cm，用于綠化和封閉。主要種植草本、灌木植物，加以園林植物，建設(shè)成為生態(tài)環(huán)境公園。

⑤抽排水井：隔離墻內(nèi)側(cè)應(yīng)設(shè)置地下水位觀測井（抽排水井），具體選定其下游的最低位置，數(shù)量為兩口，井內(nèi)徑1m左右。井身主要采用水石籠、反濾料、UPVC管等材料，保證垂直隔墻內(nèi)水位與井內(nèi)水位保持連通，做到適時抽排。

⑥周邊排水：在隔離區(qū)域外圍設(shè)置截洪溝，為倒梯形斷面，用于預(yù)防上游及周邊雨水沖刷。

⑦隔離區(qū)外土方開挖：在開挖面上每400m2均勻采集9個土樣，制成混合樣。經(jīng)檢測，各項污染物指標(biāo)低于表1中目標(biāo)值，土方開挖要求為合格。

3.5 修復(fù)效果檢測

本次研究樣品采集布設(shè)在污染場地隔離區(qū)域，數(shù)量197個土樣，對其進(jìn)行土壤清挖效果測驗，8.94萬m3重污染土穩(wěn)定，180個穩(wěn)定土樣進(jìn)行淋溶試驗，其結(jié)果達(dá)到表1規(guī)定的指標(biāo)后視為合格。表3和表4中為典型樣品分析數(shù)據(jù)。結(jié)果表明：通過上述聯(lián)合治理技術(shù)的實施開展，本次研究目標(biāo)污染土壤鈍化后的浸出液濃度低于表1中目標(biāo)指標(biāo)；土壤開挖面取樣其試驗值也低于表1目標(biāo)值，取得了預(yù)期的治理效果。

表3 典型清挖面樣品檢測結(jié)果 單位：mg/kg

表4 典型鈍化后樣品檢測結(jié)果 單位：mg/L

4 結(jié)語

對于重金屬污染防治，第一步要做到消除或控制其目標(biāo)污染物，下一步才是將其恢復(fù)至土地使用標(biāo)準(zhǔn)。影響修復(fù)治理方案的關(guān)鍵因素也較多且復(fù)雜，比如污染物的類型、組成、濃度和分布以及周圍環(huán)境、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)和地形地貌情況等等。所以，在初期進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查、風(fēng)險評估以及后期修復(fù)治理方案的選擇與確定均對污染場地修復(fù)效果起到?jīng)Q定性作用。

本次研究的實地驗證開展可知，通過“鈍化穩(wěn)定+安全隔離+生態(tài)封閉”的聯(lián)合技術(shù)在某冶煉廠污染場地的修復(fù)治理，該受污染場地達(dá)到其使用標(biāo)準(zhǔn)，且沒有新的土地被征用，成本合理，修復(fù)后該區(qū)域可建設(shè)為生態(tài)公園。