前 言

土壤的有機(jī)污染問題是全世界范圍內(nèi)廣泛關(guān)注的環(huán)境問題之一。土壤中有機(jī)污染物的來源包括工業(yè)泄露和溢出，石油庫和化學(xué)品庫泄露，農(nóng)藥濫用，清潔劑、油、防凍液隨意處置，生活垃圾不當(dāng)處置，垃圾填埋場(chǎng)和垃圾堆場(chǎng)等[1]。每年有大量的有機(jī)物釋放到土壤環(huán)境中，包括芳香化合物[2]、多氯代有機(jī)物[3]、農(nóng)藥、石油[4]等，其中大部分的污染物是難溶的、有毒的、致突變的，甚至是致癌的，對(duì)人類健康和生態(tài)系統(tǒng)有著巨大的危害。近年來，我國(guó)開始逐漸關(guān)注有機(jī)污染物造成的土壤污染問題，并進(jìn)行有機(jī)污染土壤修復(fù)技術(shù)的研究[5,6,7]。但由于污染場(chǎng)地的復(fù)雜性，不同地質(zhì)地理環(huán)境對(duì)修復(fù)方法的選擇性不同，傳統(tǒng)的理論研究與實(shí)際應(yīng)用存在一定的不匹配性，修復(fù)方法選擇上的失誤可能導(dǎo)致難以估量的損失。因此，對(duì)于不同污染場(chǎng)地進(jìn)行全面的場(chǎng)前調(diào)查，充分考慮其各方面的因素，選擇合適的修復(fù)方法至關(guān)重要。本文介紹了目前有機(jī)物污染土壤修復(fù)的常用技術(shù)以及有機(jī)污染土壤修復(fù)的三個(gè)典型案例，為我國(guó)有機(jī)污染土壤修復(fù)工作提供借鑒。

01有機(jī)污染土壤修復(fù)技術(shù)

有機(jī)污染土壤修復(fù)技術(shù)種類較多，表1中總結(jié)了國(guó)內(nèi)外常用的幾種修復(fù)技術(shù)。目前，異位熱脫附和原位化學(xué)氧化技術(shù)是應(yīng)用最廣泛的有機(jī)土壤修復(fù)技術(shù)[9,10]，其處理效果、成本和周期都符合城市對(duì)土壤修復(fù)的要求。其中熱脫附技術(shù)對(duì)于處理鹵代有機(jī)物、非鹵代的半揮發(fā)性有機(jī)物、多氯聯(lián)苯、以及高濃度的疏水性液體等污染物有優(yōu)勢(shì)，但這項(xiàng)技術(shù)會(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu)和生物系統(tǒng)。土壤淋洗有濃縮污染物的能力，因此可以作為其他技術(shù)的預(yù)處理，減少待處理的土壤體積，降低總費(fèi)用[11]。微生物修復(fù)技術(shù)最常用于降解土壤中的石油烴[12,13]，這項(xiàng)技術(shù)是環(huán)境友好的，但是修復(fù)周期過長(zhǎng)。此外，在選擇具體的土壤修復(fù)技術(shù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)污染物和土壤性質(zhì)、處理時(shí)間、成本等因素進(jìn)行全面比較。

02有機(jī)污染土壤修復(fù)案例

2.1 原地異位熱脫附修復(fù)技術(shù)—梅鋁地塊污染修復(fù)工程

廣州市天河區(qū)牛利崗北街168號(hào)梅花鋁材廠地塊(以下簡(jiǎn)稱“梅鋁地塊”)土地權(quán)為寶武集團(tuán)廣東韶關(guān)鋼鐵有限公司，其先后被用作為半導(dǎo)體材料廠和有色金屬加工廠主要生產(chǎn)、加工鋁合金材料以及鋁合金型材和半導(dǎo)體材料。2019年3月，廣東省環(huán)境科學(xué)研究院根據(jù)初步調(diào)查和詳細(xì)調(diào)查結(jié)果，開展場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作。根據(jù)調(diào)查評(píng)估結(jié)果，該場(chǎng)地存在一定的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，土壤中主要污染物為萘、苯并(a)蒽、苯并(b)熒蒽、苯并(a)芘、二苯并(a,h)蒽。場(chǎng)地在模具車間、擠壓車間及氧化車間存在多環(huán)芳烴的超篩選值，其中模具車間和擠壓車間需要使用大量潤(rùn)滑油，且需要柴油、重油等提供動(dòng)力，因此生產(chǎn)過程中跑冒滴漏及原輔材料的溢灑可能是導(dǎo)致生產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)車間土壤污染的主要原因。

該項(xiàng)目選定方案為：污染土壤從污染區(qū)域開挖后，運(yùn)輸至修復(fù)車間的預(yù)處理車間，進(jìn)行篩分破碎處理，篩分下來的大粒徑渣塊(大于50mm的粗顆粒)，集中收集至沖洗系統(tǒng)進(jìn)行清洗，以去除附著在渣塊上的各類污染物。清洗干凈的渣塊在檢測(cè)合格后資源化利用或進(jìn)行基坑回填。小于50mm的細(xì)顆粒污染土壤進(jìn)行熱脫附處理有機(jī)物污染，驗(yàn)收合格后回填至本場(chǎng)地內(nèi)。沖洗后產(chǎn)生的污水進(jìn)入污水處理站進(jìn)行處理后，循環(huán)利用。污水處理站產(chǎn)生的污泥經(jīng)過脫水后作為污染土壤運(yùn)至修復(fù)單元進(jìn)行處理。具體流程如圖1。

項(xiàng)目總處理土方量約為4370.36m3，歷時(shí)92天。處理后各目標(biāo)污染物均小于或等于目標(biāo)值，分別為萘5.5mg/kg、苯并(a)蒽25 mg/kg，苯并(b)熒蒽5.5 mg/kg，苯并(a)芘0.55 mg/kg、二苯并(a,h)蒽0.55mg/kg。

2.2 原位化學(xué)氧化-異位固化/穩(wěn)定化技術(shù)—廣東四明燕塘乳業(yè)公司地塊污染修復(fù)工程

廣東四明燕塘乳業(yè)公司地塊位于天河區(qū)沙太南路以北的燕塘工業(yè)園內(nèi)，占地面積為1.99hm2。其北側(cè)為廣東燕塘獸藥有限公司，南側(cè)為廣東大日生物化學(xué)制藥有限公司，東側(cè)為石油大學(xué)，西側(cè)為怡新花園。受制藥公司和石油大學(xué)的影響，2017年在土地性質(zhì)變更時(shí)，通過相關(guān)單位對(duì)其進(jìn)行場(chǎng)地環(huán)境調(diào)查及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)該地塊的鉛和總石油烴的含量嚴(yán)重超標(biāo)，污染深度最深埋深達(dá)16.5m。

該項(xiàng)目選定方案為原位化學(xué)氧化與異位固化/穩(wěn)定化技術(shù)相結(jié)合的方法。單受石油烴污染的土壤，采用原位化學(xué)氧化技術(shù)進(jìn)行修復(fù)，工藝為化學(xué)氧化注入井在原位進(jìn)行固化穩(wěn)定化。單重金屬鉛污染的土壤，采用異位固化/穩(wěn)定化技術(shù)進(jìn)行修復(fù)：首先，對(duì)污染土壤進(jìn)行清挖，運(yùn)輸至固化/穩(wěn)定化修復(fù)區(qū)，將其篩分破碎處理后，進(jìn)行固化/穩(wěn)定化處理，對(duì)于修復(fù)后檢測(cè)合格的土壤，進(jìn)行場(chǎng)內(nèi)阻隔填埋。對(duì)于復(fù)合(重金屬鉛和有機(jī)物石油烴)污染土壤，先采用原位化學(xué)氧化技術(shù)進(jìn)行修復(fù)，達(dá)標(biāo)后再采用異位固化/穩(wěn)定化技術(shù)進(jìn)行修復(fù)。具體流程如圖2。

該項(xiàng)目總工期歷時(shí)214日，污染土壤修復(fù)方量共計(jì)4468m3。經(jīng)修復(fù)后檢測(cè)土壤合格。

2.3 原地異位熱脫附-固定/穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)—廣船地塊污染修復(fù)工程

廣船一期地塊位于廣州市荔灣區(qū)芳村大道南40號(hào)，占地面積約12.38萬平方米。1993年以來，年造船能力超過20萬載重噸。2015年，廣州市土委會(huì)議定廣船舊廠房改造地塊由市城市更新局納入“三舊”改造年度實(shí)施計(jì)劃，擬將規(guī)劃用地調(diào)整為商業(yè)居住等綜合用地性質(zhì)。受該行業(yè)影響，相關(guān)單位進(jìn)行場(chǎng)地環(huán)境調(diào)查和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作后發(fā)現(xiàn)，砷、汞、鎳、鉛、苯并(a)芘及二苯并(a, h)蒽嚴(yán)重超標(biāo)。污染土壤分為重金屬污染土壤、多環(huán)芳烴污染土壤、以及重金屬和多環(huán)芳烴復(fù)合污染土壤三種。

項(xiàng)目修復(fù)方案選定為：?jiǎn)问芏喹h(huán)芳烴污染的土壤，經(jīng)熱脫附處置后合格進(jìn)行原場(chǎng)地回填。單受重金屬污染的土壤，經(jīng)固化/穩(wěn)定化處置后合格進(jìn)行原場(chǎng)地阻隔回填。重金屬與多環(huán)芳烴復(fù)合污染土壤，首先采用異位熱脫附修復(fù)工藝進(jìn)行加熱處理，去除其中的多環(huán)芳烴污染物，再運(yùn)用固化/穩(wěn)定化修復(fù)工藝，對(duì)污染土壤中剩余的重金屬污染物進(jìn)行固定化及穩(wěn)定化處理，對(duì)于修復(fù)后檢測(cè)合格的土壤，進(jìn)行場(chǎng)內(nèi)阻隔填埋處理。其修復(fù)技術(shù)路線如圖3所示。

該項(xiàng)目總工期歷時(shí)120日，污染土壤修復(fù)方量共計(jì)20349.78m3。經(jīng)修復(fù)后檢測(cè)土壤合格。

03討 論

3.1 修復(fù)技術(shù)不同

三個(gè)項(xiàng)目盡管都有有機(jī)物污染，但根據(jù)污染物的不同以及現(xiàn)場(chǎng)周邊環(huán)境、項(xiàng)目要求選擇了三種不同的修復(fù)技術(shù)，具有重要的現(xiàn)實(shí)參考意義。梅花鋁材場(chǎng)地塊污染物只有有機(jī)物多環(huán)芳烴，適用于該有機(jī)物污染土壤的修復(fù)處理技術(shù)有熱脫附技術(shù)、化學(xué)氧化處理技術(shù)、水泥窯協(xié)同處置技術(shù)等。其中廣州市兩家水泥廠均不具備污染土直接從高溫段進(jìn)入水泥窯焚燒的技術(shù)，本項(xiàng)目主要為有機(jī)物多環(huán)芳烴污染，若污染土壤不用能直接從高溫段進(jìn)入，會(huì)產(chǎn)生尾氣二次污染，不符合環(huán)保要求，因此不適于水泥窯協(xié)同處置技術(shù)的應(yīng)用。此外，因原位修復(fù)的時(shí)間長(zhǎng)，特別是考慮到半揮發(fā)類物質(zhì)揮發(fā)的速度比較慢，因此所需要的時(shí)間通常比揮發(fā)性污染物要更長(zhǎng)。且在原位修復(fù)的過程中，污染物在一定程度上依然存在于場(chǎng)地內(nèi)，在修復(fù)達(dá)到要求之前，該部分場(chǎng)地依然對(duì)周邊人群產(chǎn)生不可接受的風(fēng)險(xiǎn)，而且土壤中的污染物還會(huì)持續(xù)通過遷移擴(kuò)散進(jìn)入地下水，因此選擇異位修復(fù)。此外，考慮到該地塊相鄰場(chǎng)地現(xiàn)以工業(yè)用地和住宅用地為主，為避免對(duì)周邊人群產(chǎn)生影響，選擇經(jīng)濟(jì)高效、修復(fù)周期短，且修復(fù)效率高、技術(shù)成熟的原地異位熱脫附修復(fù)技術(shù)。

廣東四明燕塘乳業(yè)公司地塊污染修復(fù)工程，依據(jù)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)采樣監(jiān)測(cè)結(jié)果，主要污染物為鉛和總石油烴，且污染較嚴(yán)重。若采用熱脫附修復(fù)技術(shù)能耗高，費(fèi)用高，因此選用適宜高濃度污染且相對(duì)成本較低的原位化學(xué)氧化技術(shù)。并將其精準(zhǔn)分為三類：對(duì)于4.5m~16.5m的石油烴污染土壤，采用原位化學(xué)氧化技術(shù)進(jìn)行修復(fù);對(duì)于7.5m~12.5m(不含石油烴污染)重金屬鉛污染土壤，采用異位固化/穩(wěn)定化技術(shù)進(jìn)行修復(fù);對(duì)于7.5m~12.5m復(fù)合(重金屬鉛和有機(jī)物石油烴)污染土壤，先采用原位化學(xué)氧化技術(shù)進(jìn)行修復(fù)，達(dá)標(biāo)后再采用異位固化/穩(wěn)定化技術(shù)進(jìn)行修復(fù)。最后，對(duì)于修復(fù)后檢測(cè)合格的土壤，進(jìn)行場(chǎng)內(nèi)阻隔填埋處理。該修復(fù)技術(shù)充分體現(xiàn)了“精準(zhǔn)修復(fù)”、“綠色修復(fù)”的環(huán)保理念。

廣船地塊污染修復(fù)工程，依據(jù)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)采樣監(jiān)測(cè)結(jié)果，砷、汞、鎳、鉛、苯并(a)芘及二苯并(a, h)蒽嚴(yán)重超標(biāo)，且時(shí)間緊迫，若選用原位化學(xué)氧化技術(shù)則耗時(shí)較長(zhǎng)。而異位修復(fù)可以在比較短的時(shí)間內(nèi)將污染土壤從場(chǎng)地中清除出去，使場(chǎng)地的健康風(fēng)險(xiǎn)在比較短的時(shí)間內(nèi)降低到可以接受的程度，從大眾心理承受力方面考慮，也比較容易被接受。另外可以確保場(chǎng)地開發(fā)利用的時(shí)間進(jìn)程，提高當(dāng)?shù)氐耐恋乩眯?。因此選用了處理效率高，過程易控制，適用于較難處理的重污染土壤的異位熱脫附修復(fù)技術(shù)。污染土壤分為重金屬污染土壤、多環(huán)芳烴污染土壤、以及重金屬和多環(huán)芳烴復(fù)合污染土壤三種。篩選修復(fù)技術(shù)過程中充分考慮了本場(chǎng)地的實(shí)際情況，因地制宜，將其精準(zhǔn)分為三類：對(duì)于0~6m的重金屬污染土壤，采用異位固化/穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行修復(fù)處理;對(duì)于0~3m的多環(huán)芳烴污染土壤，采用異位熱脫附修復(fù)工藝對(duì)其進(jìn)行修復(fù)處理;對(duì)于0~0.5m和1~3m的重金屬與多環(huán)芳烴復(fù)合污染土壤，首先采用異位熱脫附修復(fù)工藝進(jìn)行加熱處理，去除其中的多環(huán)芳烴污染物，再運(yùn)用固化/穩(wěn)定化修復(fù)工藝，對(duì)污染土壤中剩余的重金屬污染物進(jìn)行固定化及穩(wěn)定化處理，對(duì)于修復(fù)后檢測(cè)合格的土壤，進(jìn)行場(chǎng)內(nèi)阻隔填埋處理。該修復(fù)技術(shù)遵循了安全性、技術(shù)有效性、經(jīng)濟(jì)合理性、施工可行性的原則。

以上三個(gè)修復(fù)工程在篩選修復(fù)方案上均充分體現(xiàn)了因地制宜，精準(zhǔn)修復(fù)和經(jīng)濟(jì)合理，綠色環(huán)保的原則。不同的是，對(duì)于不同的復(fù)合污染情況和污染物種類，充分考慮到周邊地區(qū)的環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)及土壤的地質(zhì)環(huán)境，選擇了截然不同的修復(fù)技術(shù)，是非常典型的三個(gè)有機(jī)污染土壤修復(fù)的成功案例。

3.2 二次污染防治重點(diǎn)不同

三個(gè)項(xiàng)目污染物、周邊敏感點(diǎn)、采用的修復(fù)技術(shù)不同決定了修復(fù)過程中的二次污染防治重點(diǎn)不同。梅花鋁材廠周邊的環(huán)境敏感保護(hù)目標(biāo)位于場(chǎng)地的四周，包括牛利崗社區(qū)、怡新花園等居民區(qū)，廣東工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院、成龍中學(xué)、四海小學(xué)、京溪小學(xué)(怡新校區(qū))、銀利幼兒園、怡新幼兒園等各階段的學(xué)校。因此該項(xiàng)目周邊以學(xué)校居民生活區(qū)為主，施工過程中的二次污染防治重點(diǎn)在居民敏感的噪音、大氣為重點(diǎn)。另外本項(xiàng)目基坑深度最深處僅為3.8m，不涉及深基坑作業(yè)，對(duì)地下水影響較小。本項(xiàng)目為了更好地防治熱脫附設(shè)備運(yùn)行噪聲對(duì)周邊居民區(qū)產(chǎn)生影響，在場(chǎng)地?zé)崦摳絽^(qū)域外1m處對(duì)敏感點(diǎn)方向搭建高2m的圍擋，阻隔噪聲源直接對(duì)敏感點(diǎn)造成影響。大氣污染防治采用在開挖過程中，盡量控制開挖面，對(duì)已經(jīng)開挖完成區(qū)域進(jìn)行苫蓋，開挖過程中及時(shí)監(jiān)控，對(duì)重污染區(qū)域噴灑氣味抑制劑防止可能產(chǎn)生的污染氣體擴(kuò)散，場(chǎng)內(nèi)道路進(jìn)行硬化處理，安排專人隨時(shí)清掃路面，防止揚(yáng)塵，作業(yè)期間，每隔2—4小時(shí)進(jìn)行灑水降塵,污染土壤全部置于密閉設(shè)備內(nèi)進(jìn)行修復(fù),委托有資質(zhì)的第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)場(chǎng)地及周邊大氣檢測(cè)，確保周邊環(huán)境安全等措施。

廣東四明燕塘乳業(yè)地塊西側(cè)為怡新花園小區(qū)，北側(cè)為燕塘獸藥廠，東側(cè)為石油大學(xué)，南側(cè)為廣東大日生物化學(xué)制藥有限公司。經(jīng)調(diào)查，項(xiàng)目地塊范圍內(nèi)無名木名樹、歷史文物等需要特殊保護(hù)的目標(biāo)，地塊周圍主要環(huán)境敏感點(diǎn)目標(biāo)見下圖。本項(xiàng)目不同于梅花鋁材廠地塊，周邊有大日生物制藥修復(fù)場(chǎng)地和燕塘獸藥廠建筑工地，且該項(xiàng)目涉及深基坑開挖，深度達(dá)12.5m和原位化學(xué)氧化，因此該項(xiàng)目二次污染的防治重點(diǎn)在地下水。本項(xiàng)目對(duì)污染土壤治理修復(fù)過程中可能產(chǎn)生的各種環(huán)境污染，制定了全面的環(huán)境監(jiān)測(cè)方案，除大氣、噪音、廢水監(jiān)測(cè)外，對(duì)在場(chǎng)地周邊地下水上游區(qū)設(shè)置1個(gè)采樣點(diǎn)，修復(fù)區(qū)域內(nèi)設(shè)置1個(gè)采樣點(diǎn)，下游場(chǎng)外設(shè)置1個(gè)采樣點(diǎn)，共設(shè)置3個(gè)點(diǎn)。施工前，地下水采樣監(jiān)測(cè)1次;施工過程中，結(jié)合施工進(jìn)度，每月監(jiān)測(cè)1次;施工完成后，地下水采樣監(jiān)測(cè)1次。監(jiān)控治理修復(fù)過程中對(duì)地下水的影響。

廣船地塊范圍內(nèi)除車歪炮臺(tái)一處市級(jí)文物保護(hù)單位外，無名木古樹等需要特殊保護(hù)的目標(biāo)。地塊內(nèi)涉及生態(tài)環(huán)境、社會(huì)關(guān)注目標(biāo)等方面的主要環(huán)境敏感目標(biāo)見下表、圖六。本項(xiàng)目周邊以居民區(qū)和學(xué)校為主，且清挖深度達(dá)到6m，臨江，多環(huán)芳烴污染修復(fù)采用熱脫附工藝，所以該項(xiàng)目的二次污染防治重點(diǎn)在大氣、地下水、噪音。本項(xiàng)目的大氣污染防治從多環(huán)芳烴污染土壤清挖、運(yùn)輸、暫存、修復(fù)、修復(fù)后暫存環(huán)節(jié)采用覆蓋HDPE膜、密閉運(yùn)輸車、密閉進(jìn)料大棚、尾氣處理設(shè)備等措施，噪音污染防治在修復(fù)過程中，將會(huì)用到一些高噪聲的械設(shè)備，采用的技術(shù)裝備包括低噪聲機(jī)械、隔聲裝置、消聲器、檢修機(jī)械、潤(rùn)滑劑、噪聲自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀等。

04結(jié) 束 語

目前，我國(guó)有機(jī)污染土壤修復(fù)技術(shù)還處于初期，有待進(jìn)一步的研究和發(fā)展。本文列舉了三個(gè)目前有機(jī)污染土壤修復(fù)的成功案例，這些案例因地制宜，靈活地將傳統(tǒng)的單一治理方法有機(jī)結(jié)合于一體，并分析了不同項(xiàng)目的二次污染防治將對(duì)我國(guó)有機(jī)污染土壤修復(fù)工作具有重要的參考價(jià)值。