工業(yè)污染場地土壤修復(fù)技術(shù)研究

潘尚躍

（上海建工環(huán)境科技有限公司 上海 200063）

引言

新時代背景下，我國土壤污染的情況日益嚴重，大多數(shù)土壤污染是因工業(yè)污染而形成。由于工業(yè)化的快速發(fā)展，部分企業(yè)過于注重經(jīng)濟利益，工廠廢料處理得不合標準，使污染物進入土壤造成污染。而土壤污染嚴重危害人類的健康，并且影響國家與社會的發(fā)展。鑒于此，我國針對工業(yè)污染場地中的土壤修復(fù)問題展開深入研究，并推廣有效的修復(fù)技術(shù)，以改善土壤污染問題。

1 工業(yè)場地污染簡述

工業(yè)場地污染的形成，通常是由于在化工領(lǐng)域、石化領(lǐng)域、煉焦領(lǐng)域、機械加工領(lǐng)域中，危險化學(xué)品的生產(chǎn)、存儲、應(yīng)用等相關(guān)工業(yè)生產(chǎn)廢水排放不達標，突發(fā)事故，各種產(chǎn)品、原材料等存儲中出現(xiàn)滲漏而導(dǎo)致的。污染場地主要是通過地下水及大氣等各種途徑，對土地使用功能造成嚴重影響，甚至危害人體健康。

2002 年，伴隨城市發(fā)展過程中“退二進三”、“退城進園”、“產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移”等各種發(fā)展策略的不斷實施，我國的工業(yè)污染場地出現(xiàn)大量遺留問題。這種污染場地通常集中在人口稠密區(qū)域，暴露途徑十分明顯，對人類的居住環(huán)境造成嚴重風(fēng)險。其中的污染物通常是以重金屬、有機物（多氯聯(lián)苯類、多環(huán)芳徑類等）復(fù)合型污染為主，具有污染歷史長遠、污染物成本較為復(fù)雜、污染水平較高的特征。2016 年國務(wù)院印發(fā)《土壤污染防治行動計劃》（“土十條”），對土壤治理提出了標準要求。2017 年被業(yè)內(nèi)稱為“土壤修復(fù)環(huán)境政策爆發(fā)年”，繼國家發(fā)布“土十條”之后，全國多個省份相繼發(fā)布了地區(qū)的“土十條”。此后各種政策陸續(xù)發(fā)布。“十三五”時期，土壤修復(fù)項目數(shù)量和市場規(guī)模的增長速度明顯加快。但業(yè)內(nèi)專家分析認為，我國的土壤修復(fù)產(chǎn)業(yè)目前仍在起步階段，未來市場規(guī)模還將保持長期增長態(tài)勢。2021 年作為“十四五”時期深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)的開局之年，在實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”目標的重要支撐下，土壤修復(fù)行業(yè)仍將處于重要的發(fā)展機遇期。中科院南京土壤研究所所長、研究員沈仁芳曾指出“我國土壤資源家底不清、狀況不明，嚴重制約我國工業(yè)場地污染的治理”。我國應(yīng)全面開展土壤的“摸家底”行動，尤其是工業(yè)場地污染情況，明確掌握工業(yè)污染場地的實際污染情況及其對周邊環(huán)境的危害。嚴格遵照“土十條”的根本要求：土壤環(huán)境質(zhì)量從2020 年的“初期遏制加重趨勢”至2030 年扭轉(zhuǎn)成“穩(wěn)中向好”。充分考慮我國先進發(fā)展觀念，到2035 年基本實現(xiàn)美麗中國建設(shè)等目標，土壤修復(fù)工業(yè)預(yù)計到“十四五”時期將邁入全面發(fā)展重要階段[1]。

2 我國城市工業(yè)污染場地的修復(fù)研究現(xiàn)狀

我國土壤污染修復(fù)技術(shù)的研究在各種項目的支持下穩(wěn)步向前，“十五” 是起步階段，“十一五” 是進步時期，“十二五”是高速發(fā)展時期，“十三五”是跨越時期。長期的發(fā)展，推動了土壤修復(fù)技術(shù)的運用，使綠色修復(fù)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，在修復(fù)技術(shù)、裝備、規(guī)劃應(yīng)用方面，我國和世界先進水平的差距逐漸縮短。隨著技術(shù)不斷提高，初步創(chuàng)建了場地土壤修復(fù)技術(shù)體系，土壤修復(fù)技術(shù)快速與原位技術(shù)結(jié)合，并良好運用。從技術(shù)裝備的角度來講，不斷研發(fā)出支持快速土壤修復(fù)的各種裝備；從技術(shù)產(chǎn)業(yè)的角度來講，研發(fā)的技術(shù)支持了規(guī)?；倪\用和產(chǎn)業(yè)化運作。特別是重金屬污染修復(fù)，國內(nèi)外的共同熱點在于植物修復(fù)技術(shù)、淋洗技術(shù)，電動修復(fù)電極材料的研發(fā)等。有機污染修復(fù)等各個方面的研究要比重金屬更少，我國的很多工作集中于有機污染物的熱脫附設(shè)備和微生物修復(fù)藥劑的深入研發(fā)。熱脫附和相關(guān)技術(shù)在國際上已邁入產(chǎn)業(yè)化時期，在我國，異位與原位熱脫附技術(shù)在難以降解或者持久有機物污染場地土壤的修復(fù)之中獲得廣泛運用。

當(dāng)前階段，城市工業(yè)污染場地修復(fù)技術(shù)涉及眾多類型，按照修復(fù)處理工程位置的差異性，可明確劃分成原位修復(fù)技術(shù)與異位修復(fù)技術(shù)。原位修復(fù)通常指的是對場地污染物開展就地處理處置，可實現(xiàn)深層污染與地下水的有效修復(fù)；異位修復(fù)通常指的是挖出土壤以后開展的地上處理技術(shù)，環(huán)境風(fēng)險較低且容易控制。城市工業(yè)污染場地修復(fù)的最終目標就在于場地的開發(fā)再利用，在城市土地經(jīng)濟價值的驅(qū)動之中，場地修復(fù)技術(shù)具有修復(fù)周期短、二次污染風(fēng)險小、穩(wěn)定性高、給土壤結(jié)構(gòu)造成的擾動小等特征，對工業(yè)污染場地而言，其修復(fù)具有重要意義[2]。

在借鑒國外相關(guān)工程實例的基礎(chǔ)上，我國開展了一些工業(yè)污染場地修復(fù)的試點與示范項目，具體如表1 所示。通過反復(fù)研究而研發(fā)出較成熟的場地修復(fù)技術(shù)，這些技術(shù)主要是以挖掘后異位處理處置為主，包括挖掘填埋處理、高溫焚燒、水泥窯協(xié)同處置等。實際工業(yè)污染場地多表現(xiàn)為混合污染，污染物種類很多，需要靈活運用選擇真正適用于工業(yè)污染場地修復(fù)的技術(shù)，具體介紹見表2。

表1 我國已開展的城市工業(yè)污染場地修復(fù)工程實例

表2 國際上廣泛應(yīng)用的城市工業(yè)污染場地修復(fù)技術(shù)

3 工業(yè)污染場地土壤修復(fù)技術(shù)要點

20 世紀末期，世界各國對工業(yè)污染場地土壤修復(fù)技術(shù)進行了廣泛研究，取得較大的進展和突破，從表2可知已經(jīng)開發(fā)應(yīng)用了一系列的污染土壤修復(fù)技術(shù)，而當(dāng)前國內(nèi)應(yīng)用比較廣泛且效果顯著的修復(fù)技術(shù)包含如下幾種。

3.1 土壤淋洗技術(shù)

土壤淋洗技術(shù)（Soil Flushing/Washing）是采用物理/化學(xué)方法將重金屬從土壤中分離出來的一種方法，分為物理與化學(xué)兩種作業(yè)類型。物理方法一般是將污染物富集在土壤中占少量的細小顆粒上，并通過水力或重力的方法將土壤中占大部分的大顆粒分離出來；化學(xué)方法則是利用試劑與土壤固相中的重金屬作用形成溶解性的重金屬離子或金屬絡(luò)合物，從而將土壤中的污染物轉(zhuǎn)移至溶液中。從工藝操作上講，一般可分為原位淋洗和異位淋洗兩種，異位土壤淋洗技術(shù)指把污染土壤挖出來，利用篩分技術(shù)將土壤按粒徑分離，對細顆粒土壤再用淋洗劑來清洗、去除污染物，最后處理含有污染物的淋出液，并將潔凈的土壤回填或運到其它地點填埋處置。異位土壤淋洗技術(shù)適用于砂性土壤，相對于原位淋洗技術(shù)，其操作更為簡單可控，不受當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)條件的約束?？蓽p少淋洗液本身對當(dāng)?shù)丨h(huán)境特別是地下水的影響[3]。

土壤淋洗技術(shù)需要選擇合適場地污染特性的淋洗劑，為了避免淋洗液遷移至地下水，在實際應(yīng)用中通常選用異位土壤淋洗工藝，該工藝包括破碎、篩分、混合攪拌、脫水、水處理等步驟單元，需要一整套設(shè)備來實現(xiàn)，固定投資和運營成本均較高。

3.2 異位熱脫附技術(shù)

異位熱脫附（Ex-situ Thermal Desorption）適用于修復(fù)受揮發(fā)性有機物、半揮發(fā)性有機物或汞污染的土壤。本修復(fù)技術(shù)通過直接或間接的方式加熱，將污染土壤溫度加熱至目標污染物的沸點以上，通過系統(tǒng)溫度和物料停留時間的控制來選擇性地讓污染物進行氣化揮發(fā)，實現(xiàn)目標污染物與土壤顆粒的分離和消除。熱脫附技術(shù)具備污染物處理范圍寬、設(shè)備可移動、修復(fù)之后土壤可實現(xiàn)再利用等優(yōu)勢；尤其是對于含氯有機物的處理，其非氧化燃燒的處理模式有助于顯著降低二噁英的生成[4]。

3.3 固化-穩(wěn)定技術(shù)要點

固化-穩(wěn)定修復(fù)技術(shù)有助于固定污染介質(zhì)中的污染物，為污染物保持相對穩(wěn)定狀態(tài)提供保障，其注重將固化穩(wěn)定劑和污染土壤互相融合，再采用化學(xué)、物理方式開展污染物的降解。這項修復(fù)技術(shù)一般分為兩種方式，即原位和異位，原位固化-穩(wěn)定技術(shù)對有機物污染和重金屬污染土壤修復(fù)的應(yīng)用具有良好效果，異位固化-穩(wěn)定化技術(shù)通常應(yīng)用在無機污染物質(zhì)的處理方面。固化-穩(wěn)定技術(shù)有助于實現(xiàn)各種復(fù)雜金屬廢棄物的處理，處理費用相對低廉，產(chǎn)生的物質(zhì)毒性較低，因此，可以在最短的時間內(nèi)進行污染土壤中重金屬污染量的高效控制。而污染土壤中的污染物埋藏深度、土壤pH 值、有機污染物含量對本技術(shù)的應(yīng)用效果具有限制作用[5]。

3.4 化學(xué)氧化/還原技術(shù)

化學(xué)氧化/還原技術(shù)（Chemical Oxidation/Reduction）可用于修復(fù)土壤或者地下水，通過化學(xué)氧化可處理石油烴、揮發(fā)性有機物、半揮發(fā)性有機物、氯代揮發(fā)性有機物等大部分有機物；化學(xué)還原技術(shù)可實現(xiàn)重金屬類（如六價鉻）和氯代有機物等的處理。應(yīng)用化學(xué)氧化/還原技術(shù)時可向污染土壤或者地下水中添加氧化劑或還原劑，氧化或還原作用的發(fā)揮使污染介質(zhì)中污染物轉(zhuǎn)換成無毒或毒性較小的物質(zhì)。

本技術(shù)可以進行原位或異位實施。異位實施即將污染土壤（地下水）挖出（抽出）后與氧化劑或還原劑攪拌混合，將修復(fù)達標的土壤（地下水）回填（回灌）或轉(zhuǎn)運至其它地方，本工藝適合處理淺層土壤（地下水），且污染量不大的情況。原位實施可通過藥劑注入井向土壤或地下水的污染區(qū)域注入氧化劑或還原劑，在不需要開挖（抽?。┩寥溃ǖ叵滤┑那闆r下即可完成污染區(qū)域的修復(fù)，該種工藝在處理深層土壤（地下水）的修復(fù)，且污染量較大的情況時，仍能取得較好的效果，且修復(fù)成本相對較低[6]。化學(xué)氧化/還原工藝的示意圖見圖3所示。

圖3 化學(xué)氧化/還原工藝的示意圖

4 土壤污染治理與環(huán)境保護的有效措施

4.1 健全法律制度，強化土壤治理的監(jiān)督

為了高效解決工業(yè)污染場地的修復(fù)問題，推進社會經(jīng)濟的健康穩(wěn)定發(fā)展，應(yīng)當(dāng)增強不同地區(qū)土壤污染的綜合分析及有關(guān)制度體系的完善，嚴格監(jiān)控污染情況。對于工業(yè)場地而言，應(yīng)結(jié)合污染情況，建立完善治理體系，保障污染治理的落實。相關(guān)治理工作中需對土壤治理問題提高重視，應(yīng)詳細調(diào)查管轄區(qū)域的土壤污染情況，采集各類數(shù)據(jù)信息，應(yīng)展開詳細分析，精準掌握土壤中包含的污染物類型，應(yīng)明確預(yù)測可能發(fā)生的污染范圍。當(dāng)?shù)卣枧浜现卫聿块T進行環(huán)境污染治理工作，為技術(shù)落后的企業(yè)和沒有配備相應(yīng)設(shè)備的企業(yè)提供最佳支持，有效提升其設(shè)備更新的速度，有效減少企業(yè)生產(chǎn)中污染物的排放量。如果企業(yè)存在嚴重違規(guī)行為，應(yīng)以完善的法律法規(guī)作為指導(dǎo)，對其實施法律制裁。為了確保各個行業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展，相關(guān)部門需對各個企業(yè)開展詳細的調(diào)查，應(yīng)進行嚴格的管理控制，確保各個企業(yè)的污染物排放量被控制在合規(guī)的范圍之內(nèi)[7]。

4.2 土壤污染修復(fù)的綠色、可持續(xù)理念

污染土壤修復(fù)工作的展開是一項生態(tài)環(huán)境的治理工程。通過對污染土壤的修復(fù)以便其后續(xù)用于住宅建設(shè)和商業(yè)服務(wù)，促進當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展。土壤污染修復(fù)的開展既可改善生態(tài)環(huán)境，還可提高當(dāng)?shù)亟?jīng)濟的綜合效益。而對污染土壤的修復(fù)，是一個長期的過程，任重道遠。鑒于此，該項工作需增強各種因素的協(xié)調(diào)，創(chuàng)造滿足土壤修復(fù)的大環(huán)境，帶動土壤修復(fù)視角下的區(qū)域經(jīng)濟效益提升。

4.3 加強生態(tài)保護理念的廣泛宣傳

當(dāng)前，我國已制定了多項法律法規(guī)為土壤環(huán)境保護的開展提供支持。這些法律法規(guī)均提出土壤環(huán)境保護的重要性與必要性，但實際工作當(dāng)中還是不可避免地出現(xiàn)了許多問題。鑒于此，我國應(yīng)更加注重相關(guān)管理工作的優(yōu)化完善，增強企業(yè)或個人對土壤環(huán)境保護的認識，使他們充分了解土壤環(huán)境破壞造成的惡劣后果。此外，還要提高民眾認識水平，應(yīng)加強相關(guān)的宣傳教育，確保每個民眾都可積極參與到土壤環(huán)境保護的隊伍之中?，F(xiàn)代化條件下，信息技術(shù)飛速發(fā)展并在各個行業(yè)中廣泛應(yīng)用，在生態(tài)環(huán)保觀念的廣泛宣傳中，應(yīng)加強信息技術(shù)的良好運用，實現(xiàn)多媒體渠道的拓展，增強大眾的環(huán)保意識[8]。

4.4 增強環(huán)境信息平臺建設(shè)

創(chuàng)建集“環(huán)境管理標準化、排污監(jiān)管網(wǎng)格化、環(huán)境預(yù)警時效化、環(huán)境信息自動化”為一體的“智慧環(huán)?！逼脚_，有利于提升環(huán)境保護管理的能力水平，為環(huán)境質(zhì)量的改善提供高效支撐。

通過互聯(lián)網(wǎng)的運用，創(chuàng)建完善環(huán)境信息的公開共享機制和網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)，提高環(huán)境信息公開公示制度，激發(fā)社會公眾的積極參與和嚴格監(jiān)督。環(huán)保部門需定期在信息平臺發(fā)布轄區(qū)內(nèi)相關(guān)環(huán)境質(zhì)量與企業(yè)環(huán)境監(jiān)督管理信息，及時改善環(huán)境信息的不徹底、不全面公開等問題；持續(xù)強化環(huán)境信息公開的問責(zé)制度，了解環(huán)境信息公開責(zé)任主體，加強公民取得司法救濟途徑的明確性，加強公民知情權(quán)的明確落實。鼓勵企業(yè)利用發(fā)布環(huán)境責(zé)任報告等相關(guān)形式進行環(huán)境信息的公開，利用信息的公開透明提高和政府、公眾、企業(yè)之間的互信，解決因信息不完全與不對稱給公眾心理與政府決策帶來不良影響的問題，為受影響區(qū)域公眾知情權(quán)與表達權(quán)的明確落實提供保障[9]。

結(jié)語

隨著工業(yè)化發(fā)展進程持續(xù)加快，土壤污染程度不斷加深，因此我國應(yīng)廣泛研究工業(yè)污染場地土壤修復(fù)技術(shù)，不斷積累經(jīng)驗，促進修復(fù)技術(shù)的日益成熟以及相關(guān)政策的不斷完善，為工業(yè)場地污染的有效治理提供有力保障。