某多氯聯(lián)苯污染地塊土壤修復(fù)技術(shù)篩選與工程應(yīng)用研究

龔成云

（安徽尊科時代環(huán)境科技有限公司，安徽 合肥 230088）

1 前言

多氯聯(lián)苯（PCBs）具有難降解性、生物毒性（致癌性、生殖毒性、神經(jīng)毒性、干擾內(nèi)分泌系統(tǒng)）、生物蓄積性、遠距離遷移性等危害特性，是首批被列入《關(guān)于持久性有機物的斯德哥爾摩公約》（“POPs公約”）控制的12種持久性有機污染物之一[1]。我國自1965年開始生產(chǎn)多氯聯(lián)苯（PCBs），主要在西安、桂林、蘇州等地生產(chǎn)，其中三氯聯(lián)苯主要用于電力電容器浸漬劑，五氯聯(lián)苯用于油漆添加劑等。另外，我國引進的電力設(shè)備中還帶進約6 000噸多氯聯(lián)苯（PCBs），因此在我國境內(nèi)使用的多氯聯(lián)苯（PCBs）總量約為16 000噸，這構(gòu)成我國多氯聯(lián)苯（PCBs）的主要污染源。

目前，在政府的大力推動和企業(yè)的積極配合下，地面以上封存的含PCBs電力設(shè)備已基本處置完畢，但是由于歷史原因，一部分含PCBs電力設(shè)備尚埋藏于地面以下，這些電力設(shè)備一般埋藏時間較長，存在較大的泄露風(fēng)險，必須及時回收清理并進行無害化處置[2]。

本項目采用現(xiàn)場調(diào)查、物探定位調(diào)查、鉆探驗證、鉆孔取樣分析、水文地質(zhì)調(diào)查和土壤污染范圍調(diào)查等措施[3]，確定了封存點的大致方位，采集了周圍的土壤樣品進行實驗室分析，并對封存點區(qū)域的PCBs污染狀況開展詳細的調(diào)查評估，從而明確了土壤污染的范圍與程度。

2 地塊污染特征

多氯聯(lián)苯含量超過50 mg/kg的土壤為重污染土壤；含量低于50 mg/kg，且具有多氯聯(lián)苯浸出毒性的土壤為輕污染土壤，含量低于50 mg/kg，大于0.1 mg/kg，但不具備多氯聯(lián)苯浸出毒性的土壤為其他污染土壤。

2.1 重污染土壤量估算

重污染土壤清挖量約為18 m3，土壤密度按照1.5 t/m3估算，重量為27噸。重污染土壤清挖范圍和深度如圖1和圖2所示。

圖1 重污染土壤清理范圍平面示意圖

圖2 重污染土壤清理范圍剖面示意圖

2.2 輕污染土壤量估算

這部分土壤主要是多氯聯(lián)苯含量低于50 mg/kg，大于0.1 mg/kg，且具備多氯聯(lián)苯浸出毒性的污染土壤，輕污染土壤清挖量為80 m3，約為120噸。輕污染土壤清挖范圍和深度如圖3和圖4所示。

圖3 輕污染土壤清挖區(qū)域平面示意圖

圖4 輕污染土壤清挖區(qū)域深度示意圖

2.3 其他污染土壤量估算

這部分土壤主要是多氯聯(lián)苯 含量低于50 mg/kg，大于0.1 mg/kg，但不具備多氯聯(lián)苯浸出毒性的污染土壤。其他污染土壤清挖量為50 m3，約為75噸。其他污染土壤清挖深度如圖5所示。

圖5 其他污染土壤清挖區(qū)域深度示意圖

3 土壤修復(fù)技術(shù)路線

參照《含多氯聯(lián)苯廢物污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 13015-2017）[4]中“適用范圍”內(nèi)容“多氯聯(lián)苯含量小于50 mg/kg的廢物按照一般工業(yè)固體廢物進行無害化管理”。因此，將本項目中多氯聯(lián)苯含量小于50 mg/kg的污染土壤參照《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16889-2008）[5]中一般工業(yè)固體廢物，將其送入生活垃圾填埋場進行處理后，填入生活垃圾填埋場處理；因《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16889-2008）[5]中對入場廢物無PCBs濃度要求，故本項目中多氯聯(lián)苯含量小于50 mg/kg的污染土壤可直接填入生活垃圾填埋場。

考慮到部分土壤中的多氯聯(lián)苯具有浸出性，為避免可能的潛在環(huán)境風(fēng)險和管理風(fēng)險，本項目對需處理的多氯聯(lián)苯含量小于50 mg/kg的污染土壤進行精細化管理，結(jié)合調(diào)查階段采樣檢測結(jié)果，將多氯聯(lián)苯含量小于50 mg/kg的污染土壤劃分為有浸出和無浸出兩類，并在現(xiàn)場施工過程中，將以上兩類土壤分別按不同濃度進行堆放，便于施工和管理。

針對以上兩類土壤，對于無浸出的多氯聯(lián)苯污染土壤可直接填入生活垃圾填埋場；對有多氯聯(lián)苯浸出的污染土壤，處理至浸出達標(biāo)后再填入生活垃圾填埋場[6]。在進行安全填埋時，要求多氯聯(lián)苯含量小于50 mg/kg 的土壤經(jīng)治理修復(fù)工藝處理后，檢測結(jié)果需滿足進入生活垃圾填埋場的要求，即按照《固體廢物 浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》（HJ/T 299-2007）[7]，制備的浸出液中多氯聯(lián)苯質(zhì)量濃度低于檢出限0.5 μg/L，含水率小于30%，方可進入生活垃圾填埋場，與生活垃圾分區(qū)填埋處理。

4 土壤修復(fù)技術(shù)比選

根據(jù)前期調(diào)查監(jiān)測結(jié)果，本次清理的土壤全部為低濃度多氯聯(lián)苯污染土壤（濃度＜50 mg/kg），本項目根據(jù)現(xiàn)有成熟的處理處置措施，并結(jié)合各方因素，篩選出切實可行的無害化處置技術(shù)，總體上分為以下幾大類：（1）物理修復(fù)技術(shù)：如封存法、填埋法、?；ā⑽胶洼腿》ǖ?；（2）化學(xué)修復(fù)技術(shù)：如氫化法、化學(xué)氧化法、化學(xué)還原法、熱脫附法、固化穩(wěn)定化法等；（3）生物修復(fù)技術(shù)：如好氧生物降解、厭氧生物還原脫氯、連續(xù)厭氧-好氧生物降解等[6]。

每種修復(fù)技術(shù)都存在優(yōu)點和局限性，本項目結(jié)合本次處理的污染土壤中的污染物濃度、場地特征等信息進行綜合考慮，針對本項目中PCBs濃度小于50 mg/kg的污染土壤，篩選所列的修復(fù)技術(shù)：（1）?；樾陆l(fā)展的治理技術(shù)，其治理效果有待評估，且受土壤組分影響大，因此不建議采用；（2）吸附萃取法僅適用于水體，因此不采用；（3）化學(xué)氧化法中的氯解法雖對藥劑混勻度有一定要求，但技術(shù)成熟且已經(jīng)工業(yè)化，因此建議采用；（4）阻隔填埋法適用于低濃度PCBs污染土壤的處置，經(jīng)濟、技術(shù)、管理規(guī)范均符合要求，建議采用；（5）熱脫附法處理低濃度污染土壤效果不佳，采用該方法處理低濃度且量少的PCBs污染土壤成本過高，缺乏經(jīng)濟性，因此不建議采用；（6）微生物法技術(shù)不成熟，不建議采用；（7）因找不到接收污染物的水泥窯，因此不建議采用水泥窯處理方式；（8）固化/穩(wěn)定化處理技術(shù)雖然在處理高污染土壤時存在一定缺陷，但可用于低濃度污染土壤的處理，且處理后的土壤可進行資源化利用，因此建議采用。

5 土壤修復(fù)方案設(shè)計

本項目根據(jù)修復(fù)方案比選結(jié)果，針對多氯聯(lián)苯總量為50 mg/kg以下，且有浸出毒性的污染土壤采用“化學(xué)氧化+固化穩(wěn)定化+阻隔填埋”的組合修復(fù)技術(shù)路線；針對PCBs總量為50 mg/kg以下且無浸出毒性的土壤采用“固化穩(wěn)定化+阻隔填埋”的組合修復(fù)技術(shù)路線。

5.1 化 學(xué)氧化法

本項目由于修復(fù)土方量小、土壤污染濃度低，并遵循安全、無二次污染的治理原則，所以采用H2O2、微納鐵和過硫酸鈉試劑作為本項目的修復(fù)藥劑。首先，使用H2O2降低土壤中的有機質(zhì)含量，減少土壤有機質(zhì)對過硫酸鈉產(chǎn)生的羥基自由基的消耗，從而增強過硫酸鈉的處理效果；同時使用微納鐵活化過硫酸鈉，提升過硫酸鈉生成羥基自由基的速度和數(shù)量，提高過硫酸鈉對多氯聯(lián)苯污染物的處理效率。

5.2 固化/穩(wěn)定化

采用固化/穩(wěn)定化處置設(shè)備進行處置，處置后的土放置在堆放場進行養(yǎng)護。實施固化/穩(wěn)定化工序后采樣檢測驗收。

5.3 阻隔填埋法

待通過驗收后，在某生活垃圾填埋場進行安全填埋。

6 修復(fù)工程實施過程

6.1 化學(xué)氧化作業(yè)

本項目采用的化學(xué)氧化藥劑為過硫酸鹽，通過小試試驗，確定過硫酸鹽質(zhì)量添加比為1.6%，多氯聯(lián)苯含量低于50 mg/kg，且有多氯聯(lián)苯浸出土壤為80 m3，土壤密度按1.5 噸/m3計算，添加過硫酸鹽2噸。過硫酸鹽的添加使用ALLU斗進行，添加過硫酸鹽后的污染土壤添加水至土壤含水率飽和，在潮濕環(huán)境中使藥劑和土壤進行反應(yīng)。

6.2 固化/穩(wěn)定化作業(yè)

污染土壤的固化/穩(wěn)定化流程為污染土壤與固化藥劑混合→加水養(yǎng)護→裝袋成型。固化/穩(wěn)定化藥劑為水泥，添加比為35%，水泥總用量為70噸。水泥與污染土壤使用ALLU設(shè)備進行混合，混合體通過人工添加水，并使用挖機進行攪拌，攪拌混勻后的土壤裝入噸袋。裝入噸袋的固化土壤堆放于修復(fù)施工作業(yè)區(qū)，上部采用雨布進行遮蓋。

6.3 固化土壤暫存

為避免固化后土壤受到雨水沖淋等造成二次污染，將固化后的土壤暫存于平房和新建的活動板房內(nèi)。

7 結(jié)語

本項目依據(jù)《含多氯聯(lián)苯廢物污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 13015-2017）[4]、《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16889-2008）[5]的相關(guān)要求，將生活垃圾填埋場作為含量小于50 mg/kg的多氯聯(lián)苯污染土壤的最終處置去向。

本項目為避免可能的潛在環(huán)境風(fēng)險和管理風(fēng)險，對修復(fù)工程進行精細化管理，將含量小于50 mg/kg的多氯聯(lián)苯污染土壤劃分為有浸出和無浸出兩部分，結(jié)合修復(fù)技術(shù)篩選，以上兩類土壤處理處置措施如下：（1）對多氯聯(lián)苯無浸出的污染土壤，經(jīng)固化/穩(wěn)定化處理后填入生活垃圾填埋場；（2）對多氯聯(lián)苯有浸出的污染土壤，經(jīng)化學(xué)氧化和固化/穩(wěn)定化處理至浸出達標(biāo)后，填入生活垃圾填埋場。