汞污染地塊風(fēng)險(xiǎn)全生命周期管控技術(shù)體系研究

趙 彬,侯德義,張 昊,王劉煒,宗汶靜

汞污染地塊風(fēng)險(xiǎn)全生命周期管控技術(shù)體系研究

趙 彬1,2,侯德義1*,張 昊3,王劉煒1,宗汶靜1

(1.清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院,北京 100084；2.廣東省科學(xué)院生態(tài)環(huán)境與土壤研究所,廣東 廣州 510650；3.生態(tài)環(huán)境部土壤與農(nóng)業(yè)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境監(jiān)管技術(shù)中心,北京 100012)

風(fēng)險(xiǎn)全周期管理是推進(jìn)汞污染地塊風(fēng)險(xiǎn)管控,有效實(shí)現(xiàn)地塊安全可控的重要方式.在《關(guān)于汞的水俁公約》全球履約背景下,為有效提升汞污染地塊的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防與管控能力,該文對(duì)汞污染地塊風(fēng)險(xiǎn)管控技術(shù)體系進(jìn)行了深入研究.在深入分析污染地塊健康風(fēng)險(xiǎn)全生命周期特征的基礎(chǔ)上, 圍繞地塊風(fēng)險(xiǎn)源頭-暴露途徑-環(huán)境受體3個(gè)核心風(fēng)險(xiǎn)要素,并結(jié)合國(guó)內(nèi)外技術(shù)研發(fā)與工程示范經(jīng)驗(yàn),構(gòu)建出適用于此類污染地塊的風(fēng)險(xiǎn)全周期分類管控技術(shù)體系.該體系根據(jù)土壤與地下水風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)地塊污染水平,并結(jié)合地塊敏感目標(biāo)和暴露途徑等暴露情景對(duì)地塊進(jìn)行分類管控決策.通過(guò)對(duì)工程修復(fù)、風(fēng)險(xiǎn)管控、制度控制等進(jìn)行多技術(shù)有機(jī)耦合,可實(shí)現(xiàn)對(duì)汞污染地塊全方位、多角度、系統(tǒng)化的風(fēng)險(xiǎn)管理,即在風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生、風(fēng)險(xiǎn)發(fā)展與風(fēng)險(xiǎn)消褪的各個(gè)環(huán)節(jié),分別施以源頭預(yù)防、過(guò)程控制及長(zhǎng)期管理措施,有效遏制地塊新增風(fēng)險(xiǎn)的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)污染地塊風(fēng)險(xiǎn)的安全可控.該技術(shù)體系存在如下特征:1)基于風(fēng)險(xiǎn)的管理決策可以反映地塊管理的科學(xué)內(nèi)涵;2)分類風(fēng)險(xiǎn)管控策略可以有效節(jié)約成本,實(shí)現(xiàn)最大的管控凈效益;3)以全生命周期管理為基本理念,實(shí)現(xiàn)“源頭-過(guò)程-末端”的全流程風(fēng)險(xiǎn)控制.

汞；污染地塊；風(fēng)險(xiǎn)管控；地塊修復(fù)；管控體系

汞廣泛存在于自然地殼巖石中,是唯一在常溫常壓下呈液態(tài)的金屬元素.由于工業(yè)活動(dòng)、生產(chǎn)生活中廣泛涉及到汞及其化合物,美國(guó)環(huán)境保護(hù)署(EPA)優(yōu)控名錄(NPL)中近一半的地塊存在不同程度的汞污染,且已經(jīng)成為受管控地塊中最為嚴(yán)重的類別之一[1].鑒于汞具有高生物毒性、易遷移性,強(qiáng)富集性等特點(diǎn)[2],美國(guó)毒物與疾病登記署(ATSDR)早已將其列為“優(yōu)先危險(xiǎn)物質(zhì)”[1],世界衛(wèi)生組織(WHO)也將汞列為全球10大重點(diǎn)關(guān)注化學(xué)品之一[3].2017年8月16日,《關(guān)于汞的水俁公約》(以下簡(jiǎn)稱“公約”)在全球128個(gè)簽約國(guó)正式生效,對(duì)汞的供應(yīng)、貿(mào)易、使用、排放等系列環(huán)節(jié)實(shí)施管控措施,旨在應(yīng)對(duì)全球不斷加重的汞污染問(wèn)題.

汞污染地塊風(fēng)險(xiǎn)管控成為公眾健康的重要保障.因具有毒性、環(huán)境遷移性、持久性、生物富集性等特點(diǎn).譬如,毒性較強(qiáng)的甲基汞可對(duì)人體大腦、腎臟、呼吸系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)等造成生理?yè)p傷[4],并形成高達(dá)106～107倍富集效應(yīng)[5-6].地塊內(nèi)的污染物會(huì)對(duì)人體健康,水資源環(huán)境,大氣環(huán)境,野生動(dòng)物,地景觀及社會(huì)穩(wěn)定等諸多方面造成不良影響[7-8].我國(guó)已經(jīng)陸續(xù)出臺(tái)了相關(guān)法律、法規(guī)、技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、導(dǎo)則等,如頒布了《中華人民共和國(guó)土壤污染防治法》、《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》、《污染地塊土壤環(huán)境管理辦法(試行)》等政策文件[9-10],發(fā)布了《建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》(GB 36600—2018)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[11]、HJ 25.1～HJ 25.6技術(shù)導(dǎo)則[12-17].目前仍然缺乏相關(guān)地塊的污染防治技術(shù)體系[18-19],尤其缺乏適用于汞等特定理化性質(zhì)污染物防治的技術(shù)體系[20].因此,針對(duì)汞污染地塊的風(fēng)險(xiǎn)管理,亟需通過(guò)汞污染地塊調(diào)查研究,基于地塊內(nèi)部汞污染特征解析與健康風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別,建立適用于汞污染地塊系統(tǒng)化風(fēng)險(xiǎn)管控體系,推動(dòng)我國(guó)公約履約能力建設(shè).

1 汞污染地塊全周期分類風(fēng)險(xiǎn)管控體系構(gòu)建

1.1 基于地塊汞污染及風(fēng)險(xiǎn)水平的分類決策

圖1 汞污染地塊分類決策原則

土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控值是指,當(dāng)特定土地利用類型條件下土壤污染物含量超過(guò)該值,地塊的人體健康風(fēng)險(xiǎn)通常為不可接受水平,應(yīng)采取風(fēng)險(xiǎn)管控或修復(fù)行動(dòng).該文參照《建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》(GB 36600—2018)[11]及《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 14848—2017)[21]中不同用地類型風(fēng)險(xiǎn)管制值對(duì)污染地塊進(jìn)行分類.如圖1所示的汞污染地塊分類決策原則,將總汞濃度低于對(duì)應(yīng)土地利用類型管制值的地塊歸類為低污染地塊,而總汞高濃度在管制值及其以上的地塊歸類為高污染地塊.不同地塊的暴露情景可通過(guò)地塊調(diào)查獲得.

1.2 分類防控技術(shù)體系的構(gòu)建

汞污染地塊風(fēng)險(xiǎn)管理應(yīng)采取預(yù)防為主、保護(hù)優(yōu)先、分類管控的思路,管控措施應(yīng)覆蓋到地塊風(fēng)險(xiǎn)演化全周期,具體可分為風(fēng)險(xiǎn)前期的預(yù)防、修復(fù)與管控和后期管理3個(gè)階段:1)在風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生前期,應(yīng)結(jié)合公約具體履約要求,減少并逐步禁止原生汞礦的開采與冶煉,指導(dǎo)現(xiàn)有工礦企業(yè)有序淘汰含汞工藝,優(yōu)先選用無(wú)汞工藝生產(chǎn),并加強(qiáng)對(duì)重點(diǎn)企業(yè)汞的排放控制,從污染源頭上避免地塊新增汞污染風(fēng)險(xiǎn);2)經(jīng)過(guò)地塊污染識(shí)別與調(diào)查評(píng)估,已確定存在風(fēng)險(xiǎn)的地塊,需綜合分析地塊污染分布、管控目標(biāo)、地塊利用規(guī)劃、修復(fù)技術(shù)特點(diǎn),篩選適用于特定地塊條件下的風(fēng)險(xiǎn)管控技術(shù)方案;3)修復(fù)/風(fēng)險(xiǎn)管控的地塊需經(jīng)過(guò)效果評(píng)估和長(zhǎng)期環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè),確保地塊風(fēng)險(xiǎn)可控.如圖2所示,基于分類管控的汞污染地塊全周期風(fēng)險(xiǎn)控制體系具體為:

1.2.1 污染源頭防治 原生汞礦開采限制,含汞工藝/產(chǎn)品替代以減少原生汞礦開采與汞的消耗,通過(guò)污染處理設(shè)施控制汞污染排放,危險(xiǎn)廢物安全處置.

1.2.2 地塊污染強(qiáng)化修復(fù) 通過(guò)物理化學(xué)方法減少土壤和地下水中汞的總量,以降低場(chǎng)地健康風(fēng)險(xiǎn),具體可選措施有:高污染土壤強(qiáng)化修復(fù)(挖掘、疏浚+異位熱脫附(ESTD)、淋洗);高污染地下水強(qiáng)化修復(fù)(抽出處理( P&T)+還原/吸附/沉淀/離子交換等).

1.2.3 地塊風(fēng)險(xiǎn)安全管控 通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)管控技術(shù)改變汞的有效性,如:源頭阻隔(表層覆蓋,垂直阻隔,長(zhǎng)期監(jiān)測(cè));低污染地塊風(fēng)險(xiǎn)管控(固化穩(wěn)定化,可滲透反應(yīng)屏障(PRB));含金屬汞污染地塊的汞齊化風(fēng)險(xiǎn)管控.

圖2 汞污染地塊風(fēng)險(xiǎn)全生命周期分類防控體系

地塊管控技術(shù)的篩選應(yīng)結(jié)合污染調(diào)查結(jié)果、地塊規(guī)劃、技術(shù)優(yōu)勢(shì)、局限性、管控目標(biāo)、當(dāng)?shù)丨h(huán)境管理政策制度等因素進(jìn)行綜合考慮,可以選用單一技術(shù),也可以充分發(fā)揮不同技術(shù)間的優(yōu)勢(shì),選用聯(lián)合修復(fù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)最大化的治理效益.

2 地塊汞污染的源頭防治

2.1 優(yōu)先保護(hù)清潔地塊.建議采取針對(duì)地表水、地下水、土壤及空氣的污染控制,優(yōu)先保護(hù)潛在污染源周邊清潔未污染地塊的環(huán)境質(zhì)量,避免新增汞污染地塊或增加現(xiàn)有地塊污染水平與范圍.

2.2 減少并逐步退出汞礦開采與冶煉,減少氧化汞、硫酸汞、硝酸汞等原料的生產(chǎn)、轉(zhuǎn)運(yùn)、供應(yīng)與貿(mào)易.公約要求,自公約實(shí)施后15a以內(nèi),即至2032年8月16日,締約國(guó)在其領(lǐng)土范圍內(nèi)全面禁止原生汞礦開采.

2.3 采用清潔生產(chǎn)工藝或無(wú)汞產(chǎn)品替代的方式,禁止在淘汰日期后生產(chǎn)、進(jìn)口、出口所列目錄的添汞產(chǎn)品.如從2002年到2011年,全球汞法氯堿生產(chǎn)企業(yè)由原來(lái)的90多家逐步縮減為53家.公約限定,在2025年前逐步淘汰汞法生產(chǎn)氯堿,2018年前淘汰使用汞或汞化合物催化劑生產(chǎn)乙醛產(chǎn)業(yè).

2.4 在產(chǎn)企業(yè)污染排放控制措施.對(duì)涉汞的在產(chǎn)行業(yè)企業(yè)進(jìn)行污染調(diào)查,分析并識(shí)別企業(yè)汞污染的污染源及流向,通過(guò)制度制定及污染排放控制設(shè)施對(duì)污水、大氣、土壤、固廢等不同介質(zhì)中的汞污染進(jìn)行控制,如可以增加污水處理、大氣污染防控設(shè)施、垃圾滲濾液監(jiān)控設(shè)備,防范新增污染或污染向更大范圍擴(kuò)散.

2.5 含汞廢物無(wú)害化風(fēng)險(xiǎn)管控.通過(guò)增加污染防滲、固化、儲(chǔ)罐等設(shè)施,減少甚至杜絕含汞污染廢物的溶浸,避免污染轉(zhuǎn)移擴(kuò)散.

在產(chǎn)涉汞企業(yè)的污染排放控制技術(shù)篩選矩陣如表1所示.

研究質(zhì)量、教學(xué)質(zhì)量不僅僅是一個(gè)結(jié)果，而是一個(gè)過(guò)程。著重推動(dòng)跨學(xué)科融合與應(yīng)用型旅游人才的培養(yǎng)，謀劃“大旅游”格局，將旅游與經(jīng)濟(jì)學(xué)、生態(tài)學(xué)、人文地理、信息科學(xué)等學(xué)科交叉融合，形成有機(jī)地課程群體。在“一帶一路”“智慧旅游”背景下，智慧服務(wù)課程、酒店互聯(lián)網(wǎng)課程、本地文化課程等也應(yīng)提升其課程地位，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。如導(dǎo)游方向核心課程設(shè)計(jì)要對(duì)應(yīng)導(dǎo)游實(shí)務(wù)、導(dǎo)游詞講解等，酒店管理方向應(yīng)對(duì)應(yīng)前廳服務(wù)與管理、客房服務(wù)與管理、酒店線上營(yíng)銷等。課程設(shè)置方面不僅要具備酒店管理、導(dǎo)游實(shí)務(wù)等專業(yè)知識(shí)，還要精通一到多門外語(yǔ)。另外，可以配套選修課程，注意結(jié)合區(qū)域旅游發(fā)展需求和旅游發(fā)展最新形式不斷更新優(yōu)化選修課的課程體系。

表1 在產(chǎn)企業(yè)汞污染排放控制技術(shù)篩選矩陣

續(xù)表1

3 污染地塊分類風(fēng)險(xiǎn)管控

3.1 高污染地塊強(qiáng)化修復(fù)

3.1.1 異位熱脫附 根據(jù)美國(guó)EPA工程通告,熱脫附是一種從沉積物、土壤、濾餅、污泥基質(zhì)中分離揮發(fā)性或半揮發(fā)性污染物的物理方法[22].熱脫附技術(shù)不同于普通的灰化,其目的是利用物理方式將污染物從基質(zhì)中揮發(fā)或蒸發(fā),并不會(huì)造成有機(jī)物大量熱解,所有的熱脫附系統(tǒng)都由兩個(gè)部分組成:高溫?zé)峤馓幚砼c尾氣處理,污染土壤熱解一般流程如圖3所示.

圖3 汞污染土壤ESTD工藝基本流程[23-24]

汞污染土壤異位熱脫附的基本原理是,在負(fù)壓條件下,對(duì)污染土壤或沉積物加熱至目標(biāo)污染物沸點(diǎn)以上溫度并保持固定時(shí)間,土壤中的汞污染物以蒸汽形態(tài)脫離污染基質(zhì),隨后的冷凝處理器將蒸汽冷凝并回收液態(tài)汞,并利用活性炭罐或催化氧化設(shè)備對(duì)尾氣中少量汞蒸氣進(jìn)行凈化處理,以防范污染周圍空氣.由于1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的汞沸點(diǎn)為356℃,理論上熱脫附法可以去除土壤的汞污染物[25].20世紀(jì)70年代,熱脫附法已經(jīng)逐步應(yīng)用于國(guó)外地塊修復(fù),已有多個(gè)案例應(yīng)用至美國(guó)超級(jí)基金汞污染土壤修復(fù)項(xiàng)目.根據(jù)進(jìn)樣方式的不同,熱脫附設(shè)備可分為連續(xù)進(jìn)樣和序批進(jìn)樣,根據(jù)熱量的傳遞方式可分為直接加熱(DTD)與間接加熱(ITD).直接加熱的固定投資與運(yùn)行成本高于間接加熱,因?yàn)樾枰罅靠扇細(xì)怏w以及用于含汞氣體處理設(shè)備等.常用的連續(xù)進(jìn)樣設(shè)備如旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)爐,序批進(jìn)樣系統(tǒng),如加熱爐和熱空氣蒸汽萃取(HAVE)[23].土壤中多個(gè)指標(biāo)會(huì)影響脫附效果及運(yùn)行成本,因此熱脫附系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需嚴(yán)格考慮污染介質(zhì)的如下特征:成分(如較大石塊不利于傳送與翻轉(zhuǎn),黏土的成團(tuán)不利于脫附過(guò)程),堆積密度,滲透性,可塑性,含水量,均質(zhì)性,粒徑分布等,如土壤水分含量多將會(huì)導(dǎo)致熱量散失過(guò)快,從而增加能耗成本,降低了汞修復(fù)效果;相比于粉土土質(zhì),沙土土壤中含有更多的孔隙,更有利于加熱過(guò)程汞的脫附;另外還需考慮脫附溫度、時(shí)間、壓強(qiáng)等脫附設(shè)備操作條件,污染物濃度與分布、胡敏酸含量、有機(jī)質(zhì)含量等條件參數(shù)[23,25].

在熱脫附系統(tǒng)中,100oC以內(nèi)溫度僅可以去除土壤中的水溶態(tài)、可交換態(tài)和元素態(tài)汞(Hg0),但對(duì)于有機(jī)態(tài)和硫化汞的去除效果非常有限.根據(jù)已有的實(shí)驗(yàn)表明,雖然土壤中不同形態(tài)汞的脫附約處在150～600oC范圍,但較高的溫度如400～600℃則更有利于土壤汞的脫除[26].Hempel等[27]認(rèn)為,土壤中幾乎所有形態(tài)的汞會(huì)在600℃的條件下?lián)]發(fā).針對(duì)不同含汞物質(zhì)的脫附溫度點(diǎn),從不同類別含汞標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)熱脫附曲線 (圖4)可以看出,不同形態(tài)汞的分解溫度按照如下順序增加:Hg0

圖4 不同形態(tài)汞的熱脫附曲線[28]

表2 不同形態(tài)汞的脫附溫度[26,29]

3.1.2 土壤淋洗 土壤淋洗也是汞污染土壤常用的異位修復(fù)技術(shù)之一.該技術(shù)結(jié)合物理、化學(xué)分離的基本原理,首先通物理方法分離土壤中的大顆粒碎石,進(jìn)而利用高氯酸、硫酸、鹽酸、草酸、EDTA、DTPA、硫代硫酸鹽等人工配制淋洗液對(duì)土壤進(jìn)行清洗,將污染物從固相轉(zhuǎn)移至液相,并進(jìn)一步通過(guò)污水處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)土壤清潔.此方法的優(yōu)勢(shì)是有效降低污染物濃度,且實(shí)現(xiàn)了污染土壤減量化,缺點(diǎn)是產(chǎn)生大量含有高濃度污染物的污泥與淋洗廢水,需要進(jìn)行額外的固廢無(wú)害化或污水處理,因此該技術(shù)必須與填埋、固化穩(wěn)定化或離子交換等修復(fù)技術(shù)結(jié)合使用.

土質(zhì)類型、成分、粒徑分布、均質(zhì)性、陽(yáng)離子交換量(CEC)、污染物類型等因素都會(huì)影響土壤淋洗效果和修復(fù)成本,比如作為代表土壤陽(yáng)離子與淋洗液陽(yáng)離子交換能力的指標(biāo),CEC低于100meq/kg的土壤相比于較高CEC指標(biāo)土壤的淋洗修復(fù)效果更優(yōu).該技術(shù)不適用于粒徑小于0.25mm 黏?；蚍哿］^多的土壤,相反對(duì)于黏土含量少的土壤效果顯著[31].

3.1.3 污染地下水的抽出-處理 抽出-處理是應(yīng)對(duì)地下水處理應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)之一,對(duì)重金屬、工業(yè)有機(jī)溶劑及石油等可溶性污染物處理效果明顯.該技術(shù)通過(guò)抽提井將污染地下水轉(zhuǎn)移至地面儲(chǔ)水罐或直接輸送至地面污水處理系統(tǒng).抽出-處理技術(shù)的處理時(shí)間與多個(gè)因素有關(guān),諸如高污染、大面積污染羽、低地下水流速或復(fù)雜的地下水流場(chǎng)都會(huì)延長(zhǎng)達(dá)到修復(fù)效果所需的時(shí)間.對(duì)于含有不溶于水或不易與水混合非水相流體(NAPL)的地下水,P&T技術(shù)存在一定的局限性,因?yàn)楦街陬w粒上NAPL會(huì)成為持續(xù)的污染源,抽提過(guò)程中過(guò)快流速不能滿足NAPL的液相擴(kuò)散,并不能有效去除此類地下水污染[32].

抽出地下水可通過(guò)不同處理工藝實(shí)現(xiàn)去除.絮凝-沉淀法可通過(guò)將汞污染物轉(zhuǎn)化為不溶性鹽類實(shí)現(xiàn)汞污染物去除目的.常用于汞污染沉淀處理的沉淀劑多為硫化物或堿液,如Na2S,MgS,KOH,Ca(OH)2等.沉淀之后需要添加絮凝劑實(shí)現(xiàn)汞污染物的強(qiáng)化去除,絮凝劑可以選擇無(wú)機(jī)(如FeCl3·6H2O、FeSO4、FeCl2),有機(jī)高分子(PAM).該技術(shù)產(chǎn)生的大量污泥危險(xiǎn)廢物則需進(jìn)一步處理,也容易造成水中高濃度可溶性硫化物.吸附法屬于物理化學(xué)方法,可用于處理更低濃度的含汞污水,吸附劑一般選用多孔、高比表面積的材料,常見的有活性炭、生物炭、納米材料等[33-37].離子交換是利用固體離子交換劑中的離子交換水中同性離子,從而實(shí)現(xiàn)重污水處理和溶液提純目的.對(duì)于污染水中的汞離子處理,該技術(shù)存在工藝簡(jiǎn)單、處理效果好、水質(zhì)緩沖能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),但同時(shí)也存在如產(chǎn)生含鹽廢水,交換容量有限等方面的局限.氧化/還原技術(shù)可以用于含有機(jī)汞和金屬汞較多的含汞廢水中,可將其氧化為離子態(tài).常用的氧化劑為臭氧、次氯酸鹽、二氧化氯、過(guò)氧化氫、氯氣等.還原技術(shù)可通過(guò)還原劑將廢水中的離子態(tài)的汞還原為金屬態(tài),繼而通過(guò)沉淀、離心或過(guò)濾方法實(shí)現(xiàn)去除,常用還原劑有氯化亞錫、硼氫化鈉、零價(jià)鐵、金屬鋁等.還原過(guò)程僅適用于較高濃度汞污染廢水,對(duì)低濃度廢水處理能力有限.

抽出-處理技術(shù)作為效果表現(xiàn)較好的地下水修復(fù)技術(shù)之一,在國(guó)外的地下水處理領(lǐng)域開發(fā)較早且存在多個(gè)地塊成功應(yīng)用案例.如英國(guó)德比市普萊德公園(Derby Pride Park)地塊風(fēng)險(xiǎn)管控案例中,附近的垃圾填埋場(chǎng)與煤氣廠的運(yùn)行造成地下水中存在汞、鉛、鎘、鎳、氰化物等污染,最終修復(fù)方案包括在地塊東半部構(gòu)建一條長(zhǎng)3km,深10m,厚度2mm HDPE膜的膨潤(rùn)土泥漿墻以阻止污染遷移至附近河流,抽出墻體內(nèi)部污染的地下水,并采用Purac-Morrison集團(tuán)設(shè)計(jì)和建造的地面污水處理系統(tǒng)對(duì)抽出的地下水進(jìn)行處理,地面污水處理系統(tǒng)包括“絮凝-澄清-硝化-過(guò)濾”等不同工藝.

3.2 低污染地塊風(fēng)險(xiǎn)管控

3.2.1 地塊風(fēng)險(xiǎn)源頭阻隔 阻隔的目的是將污染物控制在有限的地塊范圍內(nèi),防范污染向外界擴(kuò)散與轉(zhuǎn)移,在降低周邊生態(tài)環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí),也為后續(xù)安全修復(fù)創(chuàng)造了有利條件,有效控制了風(fēng)險(xiǎn),且人力、資源、資金等綜合消耗較低[38].早期開發(fā)的阻隔技術(shù),如鋼板樁圍堰技術(shù),是用于防范建筑工地基坑滲入水或基坑土壤塌陷,現(xiàn)也用于地塊修復(fù)[39].通過(guò)在污染地塊內(nèi)部布設(shè)阻隔層,切斷了污染物向周圍環(huán)境遷移、與人體接觸的途徑,有效保障人體健康與周邊環(huán)境.對(duì)于汞污染地塊中,阻隔技術(shù)可實(shí)現(xiàn)多重目的:1)阻斷人體與污染土壤直接接觸;2)阻斷表層土壤形成的揚(yáng)塵,避免人體通過(guò)呼吸途徑攝入;3)防止污染地下水,并向地下水體下游遷移;4)阻斷深層、淺層土壤或地下水含汞蒸汽向周圍環(huán)境擴(kuò)散.

常用的阻隔技術(shù)可分為垂直阻隔和水平阻隔兩大類,水平阻隔一般選用混凝土、瀝青、彈性膜襯層(FLM)人工材料進(jìn)行水平敷設(shè),也可選用植被、石子、黏土等天然材料覆蓋.FLM是一款人工合成膜,其可選用的制造原料有聚乙烯、聚氯乙烯、高密度聚乙烯等,具備滲透性差、質(zhì)地柔軟、厚度小、化學(xué)兼容的特征.垂直阻隔的建設(shè)可選用挖掘、注射與鋼板樁取代等多種施工技術(shù).如在對(duì)西班牙雷阿爾城省(Ciudad Real,Spain)阿爾馬登(Almadén)朱砂礦區(qū)內(nèi)一處重達(dá)350萬(wàn)t,占地面積10hm2的尾礦尾渣庫(kù)的治理過(guò)程中,施工團(tuán)隊(duì)采用表層阻隔+表面復(fù)植+長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的方式有效控制了生態(tài)及健康風(fēng)險(xiǎn).其中阻隔層可分為五層:土工布、膨潤(rùn)土、高密聚乙烯(PE)、復(fù)合土工合成排水材料、土工格柵.

3.2.2 固化穩(wěn)定化 S/S技術(shù)是迄今為止較為成熟的一種污染地塊修復(fù)技術(shù),其原理是利用修復(fù)藥劑與污染物的化學(xué)結(jié)合,改變土壤中污染物的移動(dòng)性、溶解性,起到鈍化污染物的效果,以降低健康影響并減少向地下水遷移的風(fēng)險(xiǎn)[40].固化是指通過(guò)向土壤中加入穩(wěn)定劑,形成泥漿或者半固體混合物,并經(jīng)一段時(shí)間后形成穩(wěn)定固體技術(shù).

常用的固化穩(wěn)定化修復(fù)藥劑包括:波特蘭水泥(0～80%硅酸鈣,少量MgO,堿性硫酸鹽(Na2SO4, K2SO4)、硫聚合物水泥(SPC)、石灰、水泥窯粉塵、飛灰、生物炭等材料、高嶺土、MgO、FeS2及其它硫化物等[41-43],以及聚硅氧烷、聚酯樹脂等有機(jī)穩(wěn)定劑[44].當(dāng)S/S技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際地塊過(guò)程,既可以選擇原位修復(fù)方法將固化穩(wěn)定化藥劑注入污染土壤,也可以選擇異位修復(fù)方法,依次按照如下步驟處理:挖掘污染土壤-轉(zhuǎn)運(yùn)-預(yù)處理-藥劑混合攪拌-效果評(píng)估-清潔土壤重復(fù)利用或達(dá)標(biāo)安全填埋.典型固化穩(wěn)定化處理工藝布設(shè)見圖5[45].S/S技術(shù)在國(guó)外部分汞污染地塊中已得到應(yīng)用,如表3所示,匯總了國(guó)內(nèi)外典型S/S實(shí)際工程應(yīng)用案例.

3.2.3 地塊汞齊化管控 通常進(jìn)入土壤中的元素汞會(huì)通過(guò)揮發(fā)進(jìn)入大氣或者吸附于有機(jī)質(zhì)上,并參與形態(tài)轉(zhuǎn)化,因此地塊中元素態(tài)汞含量并不多.元素汞存在的地塊多發(fā)于工業(yè)活動(dòng)中汞的儲(chǔ)藏倉(cāng)庫(kù)、含汞工藝及產(chǎn)品生產(chǎn)車間、氯堿等工藝構(gòu)筑物,危險(xiǎn)廢物處置等場(chǎng)所.進(jìn)入土壤后的金屬汞會(huì)以銀白色液珠的形態(tài)分散開來(lái),由于此類污染土壤中汞存濃度在較大的空間分布異質(zhì)性,因此也會(huì)導(dǎo)致極大的濃度分析誤差,稱為“粒金效應(yīng)(Nugget Effect)”.該類型地塊的污染調(diào)查傾向于利用加密布點(diǎn)、大量樣本量及混合樣等途徑,一定程度上抵消誤差.該類型地塊應(yīng)通過(guò)物理方式盡可能的收集土壤中肉眼可見的汞珠,對(duì)于無(wú)法收集的汞珠,則選用銅、鋅、錫、鎳等無(wú)機(jī)材料進(jìn)行汞齊化反應(yīng),形成固態(tài)或半固態(tài)汞齊后可有效固定土壤中元素汞,防止進(jìn)一步揮發(fā)至大氣.該技術(shù)最初用于放射性污染金屬汞廢物的安全處置,以減少?gòu)U物中零價(jià)汞向大氣揮發(fā).美國(guó)EPA已經(jīng)將該技術(shù)列為含汞放射性核素混合廢物的最優(yōu)可行性處理技術(shù)[48].根據(jù)美國(guó)職業(yè)安全與健康管理局發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)(OSHA),汞齊化過(guò)程需保證人員職業(yè)8h暴露低于50μg/m3,且形成的穩(wěn)定固態(tài)廢物需滿足TCLP浸出的汞濃度<0.2mg/L.

圖5 傳統(tǒng)固化穩(wěn)定化處理工藝

表3 國(guó)際典型S/S技術(shù)在涉汞污染地塊的應(yīng)用案例

注:TCLP,廢棄物毒性特征浸出方法.

3.2.4 可滲透反應(yīng)墻 可滲透反應(yīng)墻技術(shù)(PRB)在不改變地下水流場(chǎng)的基礎(chǔ)上,將反應(yīng)介質(zhì)與墻體構(gòu)成的污染處理系統(tǒng)嵌入污染羽下游區(qū)域,可以將高毒性污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)毒物質(zhì),實(shí)現(xiàn)地下水污染風(fēng)險(xiǎn)有效防控目的.20世紀(jì)90年代以來(lái),PRB技術(shù)已得到了大量的科學(xué)研究,也相繼應(yīng)用于歐美發(fā)達(dá)國(guó)家商業(yè)地塊的修復(fù),實(shí)現(xiàn)了高效污染凈化效果.當(dāng)前國(guó)內(nèi)該項(xiàng)技術(shù)仍然處于初期階段,工程應(yīng)用的案例較少.

4 汞污染地塊風(fēng)險(xiǎn)長(zhǎng)期管理

長(zhǎng)期管理指地塊內(nèi)土壤或地下水修復(fù)或風(fēng)險(xiǎn)管控效果評(píng)估后,對(duì)地塊進(jìn)行的跟蹤監(jiān)測(cè)、制度控制等管理措施,以確認(rèn)修復(fù)或風(fēng)險(xiǎn)管控措施中各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)標(biāo)且效果正常.風(fēng)險(xiǎn)的長(zhǎng)期管理是基于污染地塊風(fēng)險(xiǎn)管理重要環(huán)節(jié),是對(duì)污染源-暴露途徑-受體地塊風(fēng)險(xiǎn)形成過(guò)程三個(gè)關(guān)鍵要素的全面管控,是對(duì)污染修復(fù)和風(fēng)險(xiǎn)管控的重要補(bǔ)充,可有效避免部分修復(fù)后的地塊可能存在修復(fù)反彈或污染物超過(guò)無(wú)限制暴露允許值[50-51].污染地塊風(fēng)險(xiǎn)管控與土壤修復(fù)效果評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則(HJ25.5—2018)[16]中明確指出,對(duì)于修復(fù)治理后土壤中汞污染物仍然超過(guò)建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)(GB36600—2018)[11]中第一類用地篩選值8mg/kg或地下水使用功能對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值0.1～2.0 μg/L(GB/T 14848)[21]以及實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)暴露途徑控制的地塊也需進(jìn)行長(zhǎng)期環(huán)境監(jiān)管.

后期環(huán)境監(jiān)管可分為環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)與制度控制兩類,環(huán)境監(jiān)測(cè)包括對(duì)工程措施實(shí)施期內(nèi)及實(shí)施后期的污染地塊土壤和地下水開展定期監(jiān)測(cè).制度控制屬于非工程手段,是對(duì)地塊全周期管理過(guò)程中工程修復(fù)措施的有益補(bǔ)充,在地塊修復(fù)中發(fā)揮著關(guān)鍵的作用,可降低人群和環(huán)境損害風(fēng)險(xiǎn),保障后續(xù)地塊開發(fā)利用活動(dòng)不會(huì)對(duì)工程控制措施的破壞.制度控制可分為是政府控制、所有權(quán)控制、實(shí)施和許可工具、信息策略[52-54].可通過(guò)對(duì)地塊用途、地下水飲用、種植結(jié)構(gòu)與飲食習(xí)慣等進(jìn)行限制,實(shí)現(xiàn)暴露途徑切斷或暴露頻次減少的目的,如設(shè)置重點(diǎn)管控區(qū)圍擋與警示牌,其中警示牌內(nèi)應(yīng)注明地塊名稱、管控意義、具體要求、監(jiān)督與管理聯(lián)系方式等內(nèi)容,以限制周邊人群自由出入,并輔以必要的教育與指導(dǎo);對(duì)于污染農(nóng)用地土壤可設(shè)置禁止農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū);進(jìn)行低富集農(nóng)產(chǎn)品的耕種與飲食建議;地下飲用水取用限制;對(duì)土壤及地下水開展動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),判斷污染物在水平與垂直方向的遷移.

5 建議

實(shí)施汞污染地塊風(fēng)險(xiǎn)的分類管控決策,建議充分考慮如下幾個(gè)問(wèn)題,以保證地塊風(fēng)險(xiǎn)管控的可行性、有效性及可持續(xù)性:考慮所選修復(fù)/風(fēng)險(xiǎn)管控技術(shù)全周期的綠色與可持續(xù)性,可結(jié)合《污染地塊綠色可持續(xù)修復(fù)通則》(T/CAEPI 26—2020)[55]技術(shù)要求,提升污染地塊全生命周期管理綜合凈效益[56];結(jié)合地塊現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,靈活選用管控標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)導(dǎo)則與指南,避免重現(xiàn)西方發(fā)達(dá)國(guó)家曾經(jīng)出現(xiàn)的“過(guò)度修復(fù)”或者“修復(fù)不足”的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn);可整合多項(xiàng)技術(shù)間的優(yōu)勢(shì),進(jìn)行多修復(fù)技術(shù)/管控策略的集合創(chuàng)新和技術(shù)聯(lián)動(dòng),實(shí)現(xiàn)地塊風(fēng)險(xiǎn)管控最大化效益;4)強(qiáng)化制度控制,避免重“修復(fù)”輕“管控”的誤區(qū),尤其需推進(jìn)信息公開與公眾參與機(jī)制,履行公眾知情權(quán)與管理決策參與權(quán),充分保障地塊利益相關(guān)方的各項(xiàng)權(quán)益[57].

6 結(jié)語(yǔ)

利用地塊風(fēng)險(xiǎn)分段分類管控的思路,構(gòu)建基于源頭防治-過(guò)程控制-長(zhǎng)期管理模式的全周期分類風(fēng)險(xiǎn)管控技術(shù)體系;充分考慮污染源-風(fēng)險(xiǎn)源-暴露途徑-風(fēng)險(xiǎn)受體、風(fēng)險(xiǎn)演化各階段、地塊污染水平等多項(xiàng)因素;通過(guò)實(shí)施前期風(fēng)險(xiǎn)有效防范-中期風(fēng)險(xiǎn)控制-后期科學(xué)管理的基本對(duì)策,可以控制地塊風(fēng)險(xiǎn)至可接受水平.

[1] Essa M H, Mu'azu N D, Lukman S, et al. Application of Box-Behnken design to hybrid electrokinetic-adsorption removal of mercury from contaminated saline-sodic clay soil [J]. Soil & Sediment Contamination, 2015,24(1):30-48.

[2] 姜 林,彭 超,鐘茂生,等.基于污染場(chǎng)地土壤中重金屬人體可給性的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) [J]. 環(huán)境科學(xué)研究, 2014,(4):406-414.

Jiang L, Peng C, Zhong M S, et al. Health risk assessment based on bioaccessibility of heavy metals in contaminated sites [J]. Research of Environmental Sciences, 2014,(4):406-414.

[3] WHO. Ten chemicals of major health concern [J]. World Health Organization, 2017.

[4] Carolin C F, Kumar P S, Saravanan A, et al. Efficient techniques for the removal of toxic heavy metals from aquatic environment: A review [J]. Journal of Environmental Chemical Engineering, 2017,5(3):2782- 2799.

[5] 鄧小紅.環(huán)境中汞的形態(tài)分析 [J]. 渝西學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2003,2(3):42-45.

Deng X H. The mercury species in environment [J]. Journal of Western Chongqing University (Nature Sciences Edition), 2003,2(3): 42-45.

[6] Zhang H, Feng X, Thor. Bioaccumulation of Methylmercury versus inorganic mercury in rice (L.) Grain [J]. Evironmental Science and Technology, 2010,44:4499-4504.

[7] Zhang Y, Song Z, Huang S, et al. Global health effects of future atmospheric mercury emissions [J]. Nat. Commun., 2021,12(1):3035.

[8] 雷國(guó)龍,付全凱,姜 林,等.基于土壤汞形態(tài)歸趨的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法 [J]. 環(huán)境科學(xué)研究, 2020,33(3):728-735.

Lei G L, Fu Q K, Jiang L, et al. Health risk assessment method based on mercury fate and transport in soil [J]. Research of Environmental Sciences, 2020,33(3):728-735.

[9] 中華人民共和國(guó)國(guó)務(wù)院.土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃 [Z]. 2016.

Instrumentalities of the State Council. Soil pollution prevention and control action plan [Z]. 2016.

[10] 全國(guó)人大常務(wù)委員會(huì).中華人民共和國(guó)土壤污染防治法 [Z]. 2018.

National People's Congress (NPC) Standing Committee. The soil pollution prevention and control law of the people's republic of China [Z]. 2018.

[11] GB 36600-2018 土壤環(huán)境質(zhì)量建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行) [S].

GB 36600-2018 Soil environmental quality risk control strandard for soil contamination of development land [S].

[12] HJ 25.1-2019 建設(shè)用地土壤污染狀況調(diào)查技術(shù)導(dǎo)則 [S].

HJ 25.1-2019 Technical guidelines for investigation on soil contamination of land for construction [S].

[13] HJ 25.2-2019 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控與修復(fù)監(jiān)測(cè)技術(shù)導(dǎo)則 [S].

HJ 25.2-2019 Technical guidelines for monitoring during risk control and remediation of soil contamination of land for construction [S].

[14] HJ 25.3-2019 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則 [S].

HJ 25.3-2019 Technical guidelines for risk assessment of soil contamination of land for construction [S].

[15] HJ 25.4-2019 建設(shè)用地土壤污染修復(fù)技術(shù)導(dǎo)則 [S].

HJ 25.4-2019 Technical guidelines for soil remediation of land for construction [S].

[16] HJ 25.5-2018 污染地塊風(fēng)險(xiǎn)管控與土壤修復(fù)效果評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則 [S].

HJ 25.5-2018 Technical guidelines for verification of risk control and soil remediation of contaminated site [S].

[17] HJ 25.6-2019 污染地塊地下水修復(fù)和風(fēng)險(xiǎn)管控技術(shù)導(dǎo)則 [S].

HJ 25.6-2019 Technical guideline for groundwater remediation and risk control of contaminated sites [S].

[18] 姜 林,樊艷玲,鐘茂生,等.我國(guó)污染場(chǎng)地管理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系探討 [J]. 環(huán)境保護(hù), 2017,45(9):38-43.

Jiang L, Fan Y L, Zhong M S, et al. Environmental technical standards system for contaminated site manangement in China [J]. Environmental Protection, 2017,45(9):38-43.

[19] 周友亞,姜 林,張超艷,等.我國(guó)污染場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估發(fā)展歷程概述 [J]. 環(huán)境保護(hù), 2019,47(8):34-38.

Zhou Y Y, Jiang L, Zhang Y C, et al. Development of risk assessment of contaminated sites in China [J]. Environmental Protection, 2019, 47(8):34-38.

[20] 孫 寧,張巖坤,丁貞玉,等.我國(guó)土壤環(huán)境管理名錄制度實(shí)施中的問(wèn)題分析和對(duì)策 [J]. 環(huán)境工程學(xué)報(bào), 2020,14(10):2589-2594.

Sun N, Zhang Y K, Ding Z Y, et al. Problems and countermeasures in the implementation of soil environmental management directory system [J]. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2020,14 (10):2589-2594.

[21] GB/T 14848-2017 地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) [S].

GB/T 14848-2017 Strandard for groundwater quality [S].

[22] United States Environmental Protection Agency. Engineering bulletin: thermal desorption treatment [R]. Office of Emergency and Remdial Response Washington DC 20460, 1991,EPA/5402/2-91/008.

[23] Battelle and Foster Wheeler Environmental Corporation. Overview of thermal desorption technology [R]. Naval Facilities Engineering Service Center Port Hueneme, California 93043-4370, 1998,CR 98.008-ENV.

[24] Lee W R, Eom Y, Lee T G. Mercury recovery from mercury- containing wastes using a vacuum thermal desorption system [J]. Waste Management, 2017,60:546-551.

[25] He F, Gao J, Pierce E, et al. In situ remediation technologies for mercury-contaminated soil [J]. Environmental Science and Pollution Research, 2015,22(11):8124-8147.

[26] Rumayor M, Gallego J R, Rodriguez-Valdes E, et al. An assessment of the environmental fate of mercury species in highly polluted brownfields by means of thermal desorption [J]. Journal of Hazardous Materials, 2017,325:1-7.

[27] Hempel M, Thoeming J. Mercury contaminated sites: characterization, risk assessment and remediation [M]. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg; 1999:113-130.

[28] Richard J H. Mercury contaminated groundwater: speciation analysis, modeling and remediation [R]. TU Braunschweig, 2016.

[29] He F, Gao J, Pierce E, et al. In situ remediation technologies for mercury-contaminated soil [J]. Environmental Science and Pollution Research, 2015,22(11):8124-8147.

[30] Rumayor M, Diaz-Somoano M, Lopez-Anton M A, et al. Mercury compounds characterization by thermal desorption [J]. Talanta, 2013, 114:318-322.

[31] United States Environmental Protection Agency. Guide for conducting treatability studies under CERCLA [R]. Soil Washing, 1991.

[32] Cheremisinoff N P. Goundwater remediation and treatment technologies [M]. Westwood, NJ: William Andrew Publishing, 1997: 203-258.

[33] Tan G, Sun W, Xu Y, et al. Sorption of mercury (II) and atrazine by biochar, modified biochars and biochar based activated carbon in aqueous solution [J]. Bioresource Technology, 2016,211:727-735.

[34] Nosike E I, Jiang Z, Miao L, et al. A novel hybrid nanoadsorbent for effective Hg2+adsorption based on zeolitic imidazolate framework (ZIF-90) assembled onto poly acrylic acid capped Fe3O4nanoparticles and cysteine [J]. Journal of Hazardous Materials, 2020,392:122288.

[35] Tang J C, Lv H H, Gong Y Y, et al. Preparation and characterization of a novel graphene/biochar composite for aqueous phenanthrene and mercury removal [J]. Bioresource Technology, 2015,196:355-363.

[36] Czarna D, Baran P, Kunecki P, et al. Synthetic zeolites as potential sorbents of mercury from wastewater occurring during wet FGD processes of flue gas [J]. Journal of Cleaner Production, 2018,172: 2636-2645.

[37] Zhang S C, Abdalla M A S, Luo Z J, et al. The wheat straw biochar research on the adsorption/desorption behaviour of mercury in wastewater [J]. Desalination and Water Treatment, 2018,112:147-160.

[38] 鄭 穎,趙 亮,郝硯華,等.膜阻隔技術(shù)在土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控中應(yīng)用的可行性研究 [J]. 環(huán)境生態(tài)學(xué), 2021,3(3):60-64.

Zheng Y, Zhao L, Hao Y H, et al. Study on applicability of technology of the membrane enclosure barrier in soil contamination risk management [J]. Environmental Ecology, 2021,3(3):60-64.

[39] 朱嬌燕,馮曉洲.PRB滲透反應(yīng)墻施工技術(shù)研究 [J]. 低碳世界, 2020,10(3):36-37.

Zhu J Y, Feng X Z. The construction technology of PRB infiltration reaction wall [J]. Low Carbon World, 2020,10(3):36-37.

[40] 馬嬌陽(yáng),田 穩(wěn),王 坤,等.污染場(chǎng)地土壤重金屬的生物可給性及毒性研究 [J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué), 2021,41(10):4885-4893.

Ma J Y, Tian W, Wang K, et al. Bioaccessibility and their toxic effects of heavy metal in field soils from an electronic disassembly plant [J]. China Environmental Science, 2021,41(10):4885-4893.

[41] Bower J, Savage K S, Weinman B, et al. Immobilization of mercury by pyrite (FeS2) [J]. Environmental Pollution, 2008,156(2):504-514.

[42] Zhao B, O'Connor D, Shen Z, et al. Sulfur-modified biochar as a soil amendment to stabilize mercury pollution: An accelerated simulation of long-term aging effects [J]. Environmental Pollution, 2020,264: 114687.

[43] O'Connor D, Peng T, Li G, et al. Sulfur-modified rice husk biochar: A green method for the remediation of mercury contaminated soil [J]. Science of the Total Environment, 2018,621:819-826.

[44] Wang J, Feng X, Anderson C W N, et al. Remediation of mercury contaminated sites – A review [J]. Journal of Hazardous Materials, 2012,221-222:1-18.

[45] Environmental Protection Department, the Government of the Hong Kong. Practice guide for investigation and remediation of contaminated land [R]. 2011.

[46] Regional Activity Centre for Sustainable Consumption and Production of the Mediterranean Action Plan (UNEP/MAP). Guidelines on best environmental practices for the environmental sound management of mercury contaminated sites [R]. 2016.

[47] Network for Industrially Contaminated Land in Europe Technical Meeting. Summary report mercury contaminated sites [R]. Brussels, Belgium, 2012.

[48] United states Environmental Protection Agency. Treatment technologies for mercury in soil, waste, and water [R]. Office of Superfund Remediation and Technology Innovation Washington, 2007.

[49] Randall P, Ilyushchenko M, Lapshin E, et al. Case study: mercury pollution near a chemical plant in Northern Kazakhstan [R]. EM: Air and Waste Management Association's Magazine for Environmental Managers, 2006.

[50] 龍 濤.基于風(fēng)險(xiǎn)管控的污染地塊修復(fù)模式概述 [J]. 環(huán)境保護(hù)科學(xué), 2016,42(4):36-39.

Long T, et al. Introduction of remediation strategies of contaminated sites based on risk management and control [J]. Environmental Protection Science, 2016,42(4):36-39.

[51] 曹 陽(yáng),楊耀棟,應(yīng)耀明.電石渣堆放場(chǎng)重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與成因分析 [J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué), 2021,41(3):1293-1299.

Cao Y, Yang Y D, Ying Y M. Ecological risk assessment and cause analysis of heavy metals in carbide slag dump [J]. China Environmental Science, 2021,41(3):1293-1299.

[52] Greenwood D, Stopczynski A, Sweatt B, et al. The new deal on data: A framework for institutional controls [R]. Privacy, Big Data, and the public good: Frameworks for engagement, 2014,1:192-210.

[53] Coursen D F. Institutional controls at superfund sites[J]. Environmental Law Report News & Analysis, 1993,23:10279.

[54] Pendergrass J. Institutional controls in the states: What is and can be done to protect public health at brownfields [J]. Columbia Law Review, 2002,35:1303.

[55] T/CAEPI 26-2020 污染地塊綠色可持續(xù)修復(fù)通則 [S].

T/CAEPI 26-2020 Priciples for green and sustainable remedaition [S].

[56] 侯德義,李廣賀.污染土壤綠色可持續(xù)修復(fù)的內(nèi)涵與發(fā)展方向分析 [J]. 環(huán)境保護(hù), 2016,44(20):16-19.

Hou, D Y, Li G H. et al. Green and sustainable remediation of contaminated soil in china: core elements and development direction [J]. Environmental Protection, 2016,44(20):16-19.

[57] 劉 鍇,宋易南,侯德義.污染地塊修復(fù)的社會(huì)可持續(xù)性與公眾知情研究 [J]. 環(huán)境保護(hù), 2018,46(9):37-42.

Liu K, Song Y N, Hou D Y. Social sustainability of contaminated site remediation and public awareness [J]. Environmental Protection, 2018,46(9):37-42.

Study on the technical system of life cycle risk management for mercury-contaminated sites.

ZHAO Bin1,2, HOU De-yi1*, ZHANG Hao3, WANG Liu-wei1, ZONG Wen-jing1

(1.School of Environment, Tsinghua University, Beijing 100084, China；2.Institute of Eco-environmental and Soil Sciences, Guangdong Academy of Sciences, Guangzhou 510650, China；3.Technical Centre for Soil, Agriculture and Rural Ecology and Environment, Ministry of Ecology and Environment, Beijing 100012, China)., 2022,42(5)：2423～2432

With the continuous development of global society and economy, environmental mercury (Hg) pollution had increasingly attracted more and more attention due to severely negative impact on both public health and the ecological safety. Life-cycle risk management acted as an important approach to effectively promote the risk management effect of mercury-contaminated sites. In order to effectively improve the capacity of risk prevention and control of mercury contaminated sites, the comprehensive technical system for risk management of Hg contamination was established under the background of the, a global treaty on ecosystem and human health protection. The characteristics of health risk presented in contaminated sites were studied and a life-cycle management system was designed based on the existing technologies and application experiences at home and abroad. Relying on this system, the life-cycle risk management was accomplished through the application of enhancing engineering remediation, risk control, institutional control, etc., which aimed to decrease the negative health effects and ecological damages associated with Hg exposure. The site risks levels were divided into 3stages based on exposure scenarios from site survey and contamination levels evaluated according to risk screening standards. The measures of risk prevention, process control and long-term management were implemented in the stages of risk generation, risk development and risk elimination, respectively. The main features of this system are summarized as follows: 1) The risk-based management decision reflects the scientific connotation of the contaminated site management; 2) Cost is saved through classified risk management, towards to the maximum net benefit from site management; 3) The whole process risk control is realized with the concept of life cycle management.

mercury；contaminated site；risk control；site remediation；management system

X53

A

1000-6923(2022)05-2423-10

趙 彬(1991-),男,河南許昌人,助理研究員,博士,主要從事土壤污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與綠色管控技術(shù)研究.發(fā)表論文16篇.

2021-10-14

國(guó)家自然科學(xué)基金(42077118)

* 責(zé)任作者, 副教授, houdeyi@tsinghua.edu.cn