前 言
土壤的有機汙染問題(tí)是(shì)全(quán)世界範圍內廣泛關注的環境問題(tí)之一。土壤(rǎng)中有機汙(wū)染物的來源包括工業泄露和溢出,石油庫(kù)和化學品庫泄露,農藥濫用,清潔劑、油、防凍液隨意處置,生活垃圾不當處置,垃圾填(tián)埋場和垃圾堆場等[1]。每年有大(dà)量的有機(jī)物釋放到土壤環境中,包括芳香化合物[2]、多氯代有機物[3]、農藥、石油[4]等,其中大部分的汙染物是難溶的、有毒的、致突變的,甚至是致癌的,對人類健康和生(shēng)態係統有著巨大的危害。近年來(lái),我國(guó)開始逐漸關(guān)注有機汙染物造(zào)成的土壤汙染(rǎn)問題,並進行有機汙染土壤修複技術的研究[5,6,7]。但由於(yú)汙染場(chǎng)地的複(fù)雜性,不同地質地理環境對修複方法的選擇性(xìng)不同,傳統的理論研究與實際應用存在一定的不匹配(pèi)性(xìng),修複(fù)方法選擇上的失誤可能導致難以估量的損失。因此,對於不同汙染場地(dì)進行全麵的場前調(diào)查(chá),充分考慮其各(gè)方麵的因素,選擇合適的修複方法至關重要。本文介(jiè)紹了目前有(yǒu)機物汙染土壤修複的常用技(jì)術以及有機(jī)汙染土壤修複的三個典型案(àn)例(lì),為我國有機汙染土壤修複工作提供借鑒。
01有機汙染土壤修複(fù)技術
有機汙染土壤修複技術種類較(jiào)多,表1中總結了國內外常用的(de)幾(jǐ)種修複技術。目前,異位熱脫附和原位化學氧化技術是應用最(zuì)廣泛的有機土壤修複技術[9,10],其處理效果、成本和周期都符合城市對土壤修複的要求。其中熱脫附(fù)技(jì)術對於處理鹵代有機物、非鹵代的半(bàn)揮發性有機物、多氯聯苯(běn)、以及高濃度的疏水性液體等汙染物有優勢,但這項技(jì)術會破壞土壤(rǎng)結構和生(shēng)物係統。土壤淋洗有濃縮(suō)汙染物的能力,因此可以作為其他技術的預處理(lǐ),減少待處理(lǐ)的土(tǔ)壤體積,降低總費用[11]。微生(shēng)物修複技術最常用於(yú)降解土(tǔ)壤中的石油烴[12,13],這項技術是環境友好的,但是修複周(zhōu)期過長。此(cǐ)外,在選擇具體的土(tǔ)壤修複技術時,應根據汙染(rǎn)物和土壤性質、處理(lǐ)時間、成本(běn)等因素進行(háng)全麵比較。

02有機(jī)汙染土壤修複案例
2.1 原地異位熱脫附修複技術(shù)—梅鋁地塊汙染修複工(gōng)程
廣州市天河區牛利崗(gǎng)北街168號梅花鋁材廠地塊(以下簡稱“梅鋁地塊(kuài)”)土地權為寶武集團廣東韶關(guān)鋼鐵有(yǒu)限公司,其先(xiān)後被用作為半導體(tǐ)材料廠和有(yǒu)色金屬加工(gōng)廠(chǎng)主要(yào)生產、加工鋁合金材料以及鋁合金型材(cái)和半導體材料。2019年3月,廣東省環境科學研究院(yuàn)根據初步調查和(hé)詳細調查結果,開展場地風險評估工作。根據(jù)調查評估結果,該(gāi)場地存在一定的環境風險(xiǎn),土壤中主要汙染物為萘、苯並(a)蒽、苯並(b)熒蒽(ēn)、苯並(a)芘、二(èr)苯並(a,h)蒽。場地在模具車間、擠壓車間及氧化車間存在多環芳烴的超篩選值,其中(zhōng)模具車間和擠壓車間需要使(shǐ)用大量潤滑油,且需要柴油、重油等提供動力,因此生產過程中跑冒滴漏及原輔(fǔ)材料的溢灑可(kě)能是導致生產區生產車間土壤汙染的主要原因。
該項目選定方(fāng)案(àn)為:汙染(rǎn)土(tǔ)壤從汙染區域開挖後,運輸至修複車間的預處理車間,進行篩分破碎處理,篩分(fèn)下(xià)來的大粒徑渣塊(大於50mm的粗顆粒),集中收(shōu)集至衝洗係(xì)統進行清洗,以去除附著在渣塊上的各類汙染物。清洗幹淨的渣塊在檢測合格後資源化利用或進行基坑回填。小於50mm的細顆粒汙染土壤進行熱脫附處理有機物(wù)汙染,驗收合格後回填至本場地內。衝洗(xǐ)後產生的汙水(shuǐ)進入汙水處理站進行處理(lǐ)後,循環利用。汙水處理站(zhàn)產生的汙泥經過脫水後作為汙染土壤運至修(xiū)複單元進行處(chù)理。具體流程如圖1。

項目總處理土方量約為(wéi)4370.36m3,曆時92天。處理後各目標汙染物均小於或等於目標值,分別為萘5.5mg/kg、苯並(bìng)(a)蒽25 mg/kg,苯並(b)熒蒽5.5 mg/kg,苯並(a)芘0.55 mg/kg、二(èr)苯並(a,h)蒽0.55mg/kg。
2.2 原位化學氧化-異位固化/穩(wěn)定(dìng)化技術—廣東四明燕塘(táng)乳業公司地塊汙染修複工程
廣東四明燕塘乳(rǔ)業公司地塊位於(yú)天河區沙太南路以北(běi)的燕塘工業園內,占地麵積為1.99hm2。其北側為廣東燕塘獸藥有限公司,南側為廣東大日生物化學製藥有限公司,東側為石油(yóu)大學,西側為怡新花園(yuán)。受製藥公司和石油大學的影響,2017年在土地性質變(biàn)更時,通過相(xiàng)關單(dān)位對其進行場地環境調查及風險評價,發現該地塊的鉛和總石油(yóu)烴(tīng)的(de)含量嚴重超標,汙染深度最深(shēn)埋深達16.5m。
該項目選定方案為原位(wèi)化學氧化與異位固化/穩定化技術相結合的方法。單受石油烴汙染的土壤,采用原位化學氧化技術進行修複,工藝為化學氧化注入井在原位進行固化穩定化(huà)。單重金屬(shǔ)鉛汙染的土壤,采用異位固化/穩定化技術(shù)進行修(xiū)複:首(shǒu)先,對汙染土(tǔ)壤進行清挖,運輸至固化/穩定化修複區,將(jiāng)其篩分破碎處理後,進行固(gù)化/穩定化處理,對於修複後檢測合(hé)格(gé)的土壤,進行場內阻隔填埋。對於複(fù)合(重(chóng)金屬鉛和有機物石油烴)汙染土壤,先采用原位化學氧化技術進行修複,達標(biāo)後再采用異位固化/穩(wěn)定化技術進行修複。具體流程如圖2。

該項目總工期曆時214日,汙染(rǎn)土壤修複方量共計4468m3。經修複後檢測土壤合格。
2.3 原地(dì)異位熱脫附-固定/穩定化修複技術(shù)—廣船地塊汙染修複工程
廣船一期地塊位於廣州市荔灣區芳村(cūn)大道南40號,占地麵積約12.38萬平方米。1993年(nián)以來,年(nián)造船能力超過20萬載重(chóng)噸。2015年,廣州市土委會議定廣船舊廠房改造地(dì)塊由市城市更新局納入“三舊”改造年(nián)度實施計劃,擬將規劃(huá)用地調整為商業居住等綜合用地(dì)性質。受該(gāi)行業影響,相關單位進(jìn)行場(chǎng)地環境調查和風險評估工作後發現,砷、汞、鎳、鉛、苯並(a)芘及二苯(běn)並(a, h)蒽嚴(yán)重超標。汙染土壤分為重(chóng)金屬汙染土壤、多環芳烴(tīng)汙染土壤、以及重金屬和多環芳烴複合汙染土壤三種。
項目修複方案(àn)選定為:單受多環芳烴汙染的土壤(rǎng),經熱脫附處置後合格進行原場地回填。單受重金屬汙染的土壤,經固化/穩定化處(chù)置後合格進(jìn)行原場地阻隔回填。重金屬與多環芳烴複合汙染土壤,首先采用(yòng)異位熱脫附修複工藝進行加熱處(chù)理,去除其中的多環芳烴汙染物(wù),再運用固化/穩(wěn)定化修複工藝,對汙染土壤中剩餘的重金屬汙染物(wù)進行固定化及(jí)穩定化處理,對於修複後檢測合格的土壤,進行場內阻隔填埋(mái)處理。其修複技術路線如圖3所示。

該項目總工期曆(lì)時120日(rì),汙染土壤修複方量共計20349.78m3。經修複後檢測土壤合(hé)格。
03討 論
3.1 修複技(jì)術不同
三(sān)個項(xiàng)目盡管都有有(yǒu)機物(wù)汙染,但根據汙染物的不同以(yǐ)及現場周邊環(huán)境、項目要求選擇了三種不同(tóng)的修複技術,具有重要的(de)現實參考意義。梅花鋁材場地塊汙染物隻有有機物多環芳烴,適用於該有機物汙染土壤的修複處理技術(shù)有熱脫附技術、化學氧化處理技術、水泥窯協同處置技(jì)術等。其中廣州市兩家水泥廠均不具備汙染土直接從高溫段(duàn)進入水泥窯焚燒的技術,本項目(mù)主要為有機物多環芳烴汙染,若汙染土壤不用能直接從(cóng)高溫段進入,會產生尾氣二次汙染,不符合環保要求,因此不適於水泥窯協同處置技術(shù)的應用。此外,因原位修(xiū)複的時間長,特別是考慮到半(bàn)揮(huī)發(fā)類物質揮發的速度比較(jiào)慢,因此所需要的時間通常比揮發性(xìng)汙染物要更長(zhǎng)。且在原(yuán)位修複的過程中,汙染物在一定程度上依然存在於場地內,在修複達到要求之前,該部分場地依(yī)然對周邊人群產生不可接(jiē)受的風(fēng)險(xiǎn),而且土壤中的汙染物還會持續通過遷移擴散進入地下水,因此選擇異位修複(fù)。此外(wài),考慮(lǜ)到該地(dì)塊相鄰場地現以工(gōng)業用(yòng)地和住宅用地為(wéi)主,為避免對周邊人群(qún)產生(shēng)影響,選擇經濟高效、修複周期短,且修複效率高、技術成熟的原地異位熱脫附修複技(jì)術(shù)。
廣東四明(míng)燕塘乳(rǔ)業公司地塊汙染修(xiū)複工程,依據(jù)項(xiàng)目現場采(cǎi)樣監測結果,主要(yào)汙染物為鉛和總石油烴,且汙染(rǎn)較嚴重。若采(cǎi)用熱脫(tuō)附修複技術能耗高,費用高,因此選用適宜高濃度汙染且相(xiàng)對成本較低的原位化學氧化技(jì)術。並(bìng)將其精準(zhǔn)分為三類(lèi):對於4.5m~16.5m的石油烴汙染土壤,采用原位化學氧化技術進(jìn)行修複;對於7.5m~12.5m(不含石油(yóu)烴汙染)重金屬鉛汙染土(tǔ)壤,采用異位固化/穩(wěn)定化技術進行修複;對於7.5m~12.5m複合(重金屬鉛和有機物石油烴(tīng))汙染土(tǔ)壤,先采用原位化學氧化技術(shù)進行修複,達標後再采用異位固化/穩定化技(jì)術進行修複。最後,對於修複後檢測合格(gé)的土壤,進行場內阻(zǔ)隔填埋處理。該修複技術充分體現了“精準修複(fù)”、“綠色修複”的環保理念。
廣船地塊汙染修複工程,依據項目(mù)現場(chǎng)采樣監測(cè)結果,砷、汞、鎳、鉛、苯並(bìng)(a)芘及二苯並(a, h)蒽嚴重超標,且時間緊迫,若(ruò)選用原位化學(xué)氧化技術(shù)則耗(hào)時(shí)較長。而異位修複可以在比較(jiào)短的時間內將(jiāng)汙(wū)染土壤(rǎng)從場地中清除出去,使場地的健康風險在比較短的時間內降低(dī)到可以(yǐ)接受的程度,從大眾心理承受力方麵考(kǎo)慮(lǜ),也比較容易被(bèi)接受。另外(wài)可以確保場(chǎng)地開發利用的時間進程,提高當地的土地利用效率。因(yīn)此選用了處理效率高,過程易控製,適用(yòng)於較難處理的重汙染土壤的異位熱脫附(fù)修複(fù)技術。汙染土壤分(fèn)為重金屬汙(wū)染土壤、多環芳烴汙染土壤、以(yǐ)及重金屬和多(duō)環芳烴複合汙染土壤三種。篩選修複技術過程中充分考慮了本場地的實際情況,因地製宜(yí),將其精準分(fèn)為三類:對於0~6m的重金屬汙染土壤,采用異位固化/穩定化(huà)修複技術對其進行修複處(chù)理(lǐ);對於0~3m的多環芳烴汙(wū)染土壤(rǎng),采用異位熱脫附修複工藝對(duì)其(qí)進行修複處理;對於0~0.5m和1~3m的重金屬與多環芳烴複合汙染土壤,首(shǒu)先采用異(yì)位熱脫附修複工藝進行加熱處理,去除其中(zhōng)的多環(huán)芳烴汙染物,再運用固化/穩定化修複工藝,對汙(wū)染土壤中剩餘的重金屬汙染物進行固定化及穩定化處理,對於修複(fù)後檢測合格的土壤,進行場內阻隔填埋處理。該修(xiū)複技術遵循了(le)安全性(xìng)、技(jì)術有效性、經(jīng)濟合理性、施工可行性的原則。
以上三個修複工程在篩選修複方案上均充分(fèn)體現了因地製宜,精準修複和(hé)經濟合理,綠色(sè)環保的原則。不同的是(shì),對於不同的複合汙(wū)染情況(kuàng)和汙染物種類,充分考慮到周邊地區的環保風險及土壤的地質環境,選擇(zé)了截然不同的修複技術,是非常典型的三個有(yǒu)機汙染土壤修複的成(chéng)功案例。
3.2 二次汙染防治重點不同
三個項目汙染物、周邊敏感點、采用(yòng)的修複(fù)技術不同決定(dìng)了修複過程中的二次汙染防(fáng)治(zhì)重點不同。梅花鋁材廠周邊的環境敏感保護目標(biāo)位於場地的四周,包括牛利崗社(shè)區、怡新花園等居民區,廣東工(gōng)貿職業技術學院(yuàn)、成龍中學、四海小學、京溪小學(怡新校區)、銀利幼兒園、怡新幼兒園等各階段的學校。因此該項目周邊(biān)以學(xué)校居(jū)民(mín)生活區為主,施工過程中的二次汙染防治重(chóng)點在居民敏感(gǎn)的噪音、大氣為重點。另外本項目基坑(kēng)深度最深處僅為3.8m,不涉及(jí)深基(jī)坑作(zuò)業(yè),對地下水影響較小。本項目為了更好地防治熱(rè)脫附設備運行(háng)噪聲對周邊居民區產生影響,在場地熱脫附區(qū)域外(wài)1m處對敏感點方向搭(dā)建高2m的圍擋,阻隔噪聲源直接(jiē)對敏感點造成影響。大氣汙染防治采(cǎi)用在開挖過程中,盡量控製開挖麵,對已經開挖完成區域進行苫蓋,開挖過程中(zhōng)及(jí)時監控,對重汙染(rǎn)區(qū)域(yù)噴灑氣味抑製劑防止可能產(chǎn)生的汙染氣體擴散,場內道路(lù)進行硬化處理,安排專人(rén)隨時清掃路(lù)麵(miàn),防止揚塵,作業期間,每隔2—4小(xiǎo)時進行灑水降塵,汙染土壤全部置於密閉設備(bèi)內進行修複,委托有資質的第三方檢(jiǎn)測機構對場地及周邊大氣(qì)檢測,確保周(zhōu)邊環境安全等措施。

廣東四明燕塘乳業地塊西側為怡新花園小(xiǎo)區,北側為燕塘獸藥廠,東側為石油大學,南側為廣東大日生物化學製藥有限公司。經(jīng)調查,項目地塊範(fàn)圍內無名木名樹、曆史文物等需要特殊保護的目標,地塊周圍主要環境敏感點目標見下圖(tú)。本項(xiàng)目不同於梅花鋁材廠地塊(kuài),周邊有(yǒu)大日生物製藥修複場地和燕塘獸藥廠建築工地(dì),且該項目涉及深基坑開挖,深度達12.5m和原位化學氧化,因(yīn)此該項目二次汙染(rǎn)的防治重(chóng)點在地下水。本項目對汙染土壤治理修(xiū)複(fù)過程中可能產生的各種環境(jìng)汙染,製定了全麵的環境監測方案,除大氣(qì)、噪音、廢水監測外(wài),對在場地周(zhōu)邊地下水上遊區設(shè)置1個采樣點,修複區域內設置1個采樣點,下遊場外設置1個采樣點,共設置3個點。施工前,地下水采樣(yàng)監測1次;施工過(guò)程中,結(jié)合施工進度,每月監測1次;施工完成後,地下水采樣監測1次。監控治理修複過程中對地下水的影響。

廣船地(dì)塊範圍內除車歪炮台一處市級文物保護單位外,無名木古樹等(děng)需要(yào)特殊保護的目標(biāo)。地塊內涉及生態環境、社(shè)會關注目標等方麵(miàn)的主要環境敏感目標見(jiàn)下表、圖六。本項目周邊以居民區和學校為主,且清挖深(shēn)度(dù)達(dá)到6m,臨(lín)江,多環(huán)芳烴汙染修複采用熱脫附工藝,所以該項目的(de)二次汙染防治重點在大氣、地下(xià)水、噪音。本項目的(de)大氣汙染防治從多環芳烴汙染土(tǔ)壤清挖、運輸、暫存、修複、修複後暫存環(huán)節采用覆蓋HDPE膜(mó)、密(mì)閉運輸車、密閉(bì)進料(liào)大棚、尾氣處理設備等措施,噪音汙染防治在修複過程中,將會用到一些高噪聲的械設備,采用的技術裝備包括低噪聲機械、隔聲裝置、消聲器、檢修機械、潤滑劑、噪聲(shēng)自動監測儀等。

04結 束 語
目前,我國有機汙染土壤修複技術還處於初期,有待進一步的研究和發展。本文(wén)列舉了三(sān)個目前有機汙染土壤修複的成功案例(lì),這些案例因地製宜,靈活地(dì)將傳統的單一治理(lǐ)方法有機結合於(yú)一體,並分析了不同項目的二次汙染防治(zhì)將對我國有機汙(wū)染土(tǔ)壤修複工作具有重要的參考價值(zhí)。


