前(qián) 言
土壤(rǎng)的有機汙染問題是全(quán)世界範圍內廣泛關注(zhù)的環境問題之一。土壤中(zhōng)有機汙染物的來源包括工業泄露(lù)和溢(yì)出,石油(yóu)庫和化學品庫泄露,農藥濫用,清潔劑、油、防凍液隨意(yì)處置,生活垃圾不當處(chù)置,垃(lā)圾填埋場和垃圾堆場等[1]。每年有大量的有機物釋放到土(tǔ)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(de)、有毒的、致突變的,甚至(zhì)是致癌的,對人類健康和生態係統有著巨大的(de)危害。近年來(lái),我國開始逐漸關注有機汙染物造成的土壤汙染問(wèn)題,並進行(háng)有機(jī)汙染(rǎn)土壤修複技術的研究[5,6,7]。但由於汙染場地的複雜性,不同地質地理(lǐ)環(huán)境對修複方法的選(xuǎn)擇性不同,傳統的理論研究與實際應(yīng)用存在一定的不匹(pǐ)配性,修複(fù)方法選擇上(shàng)的失誤(wù)可能導致(zhì)難以估量的(de)損失。因(yīn)此,對(duì)於不(bú)同汙染場地進行全麵的場前調查,充分考慮其各方麵的因素,選擇合適的修複方法至關重要(yào)。本文介紹了目前有機物汙(wū)染土壤修(xiū)複的常用技術以及有機汙染土壤(rǎng)修複的三個典型(xíng)案例,為我國有(yǒu)機(jī)汙染土壤修(xiū)複工作提(tí)供借鑒。
01有機汙染(rǎn)土壤修複技術
有機汙染(rǎn)土壤修複技術種類(lèi)較多,表1中(zhōng)總結了(le)國(guó)內外常用的幾種修複技(jì)術。目前,異位熱脫附(fù)和原位化學氧化技術是應(yīng)用最廣(guǎng)泛的有機(jī)土壤(rǎng)修複技術(shù)[9,10],其處理效果、成本和周期都符合城(chéng)市對土壤修複的要(yào)求。其中熱脫附技術對於處理鹵代有機物、非(fēi)鹵代(dài)的半揮發性有機物、多氯聯苯、以及(jí)高濃度的疏(shū)水性(xìng)液體等汙染物有優勢,但這(zhè)項技術會破壞土壤結構和生物係(xì)統。土壤(rǎng)淋洗(xǐ)有濃縮汙染物的能力,因此可以作為其他技術的預處理,減少待(dài)處理的土壤體積,降低總費用[11]。微生物修複技術最常用於降解土壤中(zhōng)的石油烴[12,13],這項技術是環境友好的,但是(shì)修複周期過長。此外,在選擇具體的土壤修複(fù)技術時,應根據汙染物和土壤(rǎng)性質、處理時間、成本等因素進行全麵比較。

02有機汙染土壤修複案例
2.1 原地異(yì)位熱脫附修複(fù)技術—梅鋁地塊汙染修複工程
廣州市天河區牛利崗北街168號梅花鋁材廠地塊(以下簡稱“梅鋁地塊”)土(tǔ)地權為寶武集團廣東韶關鋼鐵有限公司,其先後被用作為半導體材料廠和有色金屬加(jiā)工廠主要生產、加工鋁合金材(cái)料以及鋁合金型材和半導(dǎo)體(tǐ)材料(liào)。2019年3月,廣東(dōng)省環境科學研究院(yuàn)根據(jù)初步調查和詳細調查結果,開展(zhǎn)場地風險評估工作。根據調查評估(gū)結果,該場地存在一定(dìng)的環境風險,土壤中(zhōng)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(jù)車間、擠壓車間(jiān)及氧化車間(jiān)存在多環芳烴的超篩選值,其中模具車間和擠壓車間需要使用大量潤滑油,且需要柴(chái)油、重油等提供動力,因此生產過程中跑冒滴漏及原輔材料的(de)溢灑可能是導致生產區生產車間土壤汙染的主要原因(yīn)。
該項目選定方(fāng)案為:汙染土壤(rǎng)從汙染區域開挖後,運輸至修複車間的預處理車(chē)間,進行篩分破碎處理,篩分下來的大(dà)粒徑(jìng)渣塊(大於50mm的粗顆粒),集中收集至衝洗係統(tǒng)進(jìn)行清洗,以去(qù)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(yòng)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汙染,驗收合格後(hòu)回填至本場地內。衝洗後產生的汙水進入汙水處理站進行處(chù)理(lǐ)後,循環利用。汙水處(chù)理站產生(shēng)的汙泥經過脫水後作為汙染土壤運至修複單元進行處理。具體流(liú)程如圖1。

項目總處理土方量約為4370.36m3,曆時92天。處理後各目標汙染物均小於或(huò)等於(yú)目標值,分別為萘5.5mg/kg、苯並(a)蒽25 mg/kg,苯並(bìng)(b)熒蒽(ēn)5.5 mg/kg,苯並(a)芘0.55 mg/kg、二苯(běn)並(a,h)蒽0.55mg/kg。
2.2 原位(wèi)化(huà)學氧化(huà)-異位(wèi)固化/穩定(dìng)化技術—廣(guǎng)東四明燕塘乳業公司(sī)地塊汙染修複工程
廣東四(sì)明燕塘乳業公司地塊位於天河區沙太南(nán)路以北的燕塘工(gōng)業園內,占地麵(miàn)積(jī)為1.99hm2。其北側為(wéi)廣東燕塘獸藥有限公司,南側為廣東大日(rì)生物化學製藥有限公司,東側為石油大學,西側為怡新花園。受(shòu)製藥公(gōng)司和石油大學的影響(xiǎng),2017年在土地性質變更時(shí),通過相關單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烴的含量嚴重超標,汙染深度最深埋深達16.5m。
該項(xiàng)目選定方案(àn)為原位化學氧化(huà)與異位固化/穩定化技術相結(jié)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(jìn)行固化穩(wěn)定化。單重金屬鉛汙染的土壤,采(cǎi)用異位固化/穩(wěn)定化技術進行修複:首先,對(duì)汙染(rǎn)土壤進(jìn)行清(qīng)挖,運輸至固化/穩定化修複區,將其篩(shāi)分破碎處(chù)理後,進行固化/穩定化處理,對於修複後檢測合格(gé)的土壤,進行場內阻隔填埋。對(duì)於複合(重金屬鉛和(hé)有(yǒu)機物(wù)石油烴(tīng))汙染土壤,先采用原位化學氧化技(jì)術進行(háng)修複,達標後再采用異位固化/穩定化技術進行修複。具體流程如圖2。

該項目總工期曆時214日(rì),汙染土壤修複(fù)方量共計4468m3。經修複後(hòu)檢測土壤合格。
2.3 原(yuán)地異位熱脫附-固定/穩定化修複技術—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大道南40號(hào),占地麵積(jī)約12.38萬(wàn)平方(fāng)米(mǐ)。1993年以來,年造船能力超過(guò)20萬載重噸。2015年,廣(guǎng)州市土委會議定廣船舊廠房改造地塊由市城市更新局納入“三舊”改造(zào)年度實施計劃,擬將規劃用(yòng)地調整為商業(yè)居住等綜合用地性質。受該行業影響,相關單位進行場地環境(jìng)調查和風險評估工作後發現(xiàn),砷、汞、鎳、鉛、苯並(a)芘及二苯並(a, h)蒽(ēn)嚴重超標(biāo)。汙染土壤分為重金屬汙染土壤、多環芳烴汙染(rǎn)土壤、以及重金屬和多環芳烴複合汙染(rǎn)土(tǔ)壤(rǎng)三種。
項(xiàng)目修複方案選定為(wéi):單受多(duō)環芳烴汙染的土(tǔ)壤,經熱脫附處置後合格進行原場地回填。單受(shòu)重金屬汙染的土壤,經固化/穩定化處置後合格進行原場地(dì)阻隔回填。重金屬與多環芳烴複合汙(wū)染土壤,首先采用異(yì)位熱(rè)脫附修複工藝進行加(jiā)熱處(chù)理,去除其(qí)中的(de)多環芳烴汙染物,再運(yùn)用固化/穩定化修複工藝,對汙染土壤(rǎng)中剩餘的重金屬汙染物進行固(gù)定化及穩定化處理,對於修複後檢測合格的土壤,進行場內阻隔填埋處理。其(qí)修複技術路線如圖3所示。

該項(xiàng)目總工期曆時120日,汙染土壤修複方量共(gòng)計20349.78m3。經修複後檢測土(tǔ)壤合(hé)格。
03討 論
3.1 修複(fù)技術不同
三個項目盡管(guǎn)都有有機物汙染,但根據汙染物的不同以及現場(chǎng)周邊環境、項目要求選擇了三(sān)種不(bú)同的修複技術,具有重要的現實參考意義。梅花鋁材場地塊汙染物隻有有機(jī)物多(duō)環芳烴(tīng),適用於該有機物汙染土壤(rǎng)的修複處理技(jì)術有熱脫附技術、化學氧化處理技術、水泥窯協同處置技術等。其中(zhōng)廣州市(shì)兩家水泥廠均(jun1)不具備汙染土直(zhí)接從高溫段進入水(shuǐ)泥窯焚燒的技術(shù),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高溫(wēn)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(ní)窯(yáo)協同處置技術的應(yīng)用。此外,因原位修複(fù)的時間長,特別是考慮到半(bàn)揮發類物質揮發的速度比較慢,因此(cǐ)所需(xū)要(yào)的時間通常比(bǐ)揮發性汙染物要更長。且在原位修複的過程(chéng)中,汙染物在一定程度上依然(rán)存在於場地內(nèi),在修複(fù)達到要求之前,該部分(fèn)場(chǎng)地依然對周邊人群產生不(bú)可接受的風險,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(cǐ)選擇異(yì)位修(xiū)複。此外,考慮到該地塊相鄰場地現以工業用地和(hé)住宅用地為主,為避免對周邊(biān)人群產生影響,選(xuǎn)擇經(jīng)濟(jì)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術。
廣東四(sì)明燕塘乳業公司地(dì)塊汙染修複工程,依(yī)據項(xiàng)目現場采樣監測結果,主要汙染物為鉛和總(zǒng)石油烴,且汙染較(jiào)嚴重。若采用熱脫附修複技術能耗高(gāo),費用高,因此選用適宜高濃度汙染(rǎn)且相對成本較低的原位化學氧化(huà)技術。並將其精準分為三類:對於4.5m~16.5m的石油烴汙染土(tǔ)壤,采(cǎi)用原位化學氧化技術進行修複;對於7.5m~12.5m(不(bú)含石油烴(tīng)汙染)重(chóng)金屬鉛汙(wū)染土壤,采(cǎi)用異位固化/穩定化技(jì)術進行修複;對於(yú)7.5m~12.5m複合(重金屬鉛和有機物石油烴)汙(wū)染土壤,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/穩定化技術進行修複。最後(hòu),對於修(xiū)複後(hòu)檢測合格的(de)土壤,進行場內阻隔填埋處理。該修(xiū)複技術充分(fèn)體現了“精準修(xiū)複”、“綠(lǜ)色修複”的環保理念。
廣船地塊汙染修複工程,依據項目現場(chǎng)采樣監測結(jié)果,砷、汞、鎳、鉛、苯並(a)芘及二苯並(a, h)蒽嚴重超(chāo)標(biāo),且時間緊迫,若(ruò)選(xuǎn)用原位化學氧化技(jì)術則耗時較長。而異位修(xiū)複可以在比較短的時間內將汙染土壤(rǎng)從場地中清除出去,使場(chǎng)地的健康風險在比(bǐ)較短的時間內降低(dī)到可以接受的程度(dù),從大眾心理(lǐ)承受力方麵考慮,也比較容易被接受。另外可以確保場地開發利用的時間進程,提高(gāo)當地的(de)土地利用效率。因此選用了處理效率高,過程易控製,適用於較難(nán)處理的重汙(wū)染土壤的(de)異位熱脫附修複技術。汙染(rǎn)土壤分為重金屬汙染土壤、多環芳烴汙染土壤、以及重金屬和多環(huán)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(de)實際情況,因地製宜,將其精準分為三類:對於0~6m的重金屬汙染土壤,采用異位固化(huà)/穩(wěn)定化修複技術對其進行修複(fù)處理(lǐ);對於0~3m的(de)多環芳烴汙染土壤,采用異位熱脫(tuō)附修複工藝對其進行修複(fù)處(chù)理;對於0~0.5m和1~3m的重金屬與多環芳烴複(fù)合汙染土壤,首先采用異位熱脫附修複工藝進行加熱處理,去除其中的多環芳烴汙染物,再運用固化/穩(wěn)定化(huà)修複工藝,對汙染土壤中剩餘的重金屬汙染物進行固定化及穩定化(huà)處理,對於修複後檢測合格的土壤(rǎng),進行場內阻隔填埋處理。該修複技術遵循(xún)了安全性、技術有效(xiào)性(xìng)、經濟合理性、施工可(kě)行性(xìng)的原(yuán)則。
以上三個修複(fù)工程在篩選修複(fù)方案上均充(chōng)分(fèn)體(tǐ)現了因地製宜,精(jīng)準修複和經濟合(hé)理(lǐ),綠色環保的原則。不同的是,對於不同(tóng)的複合汙染情況和汙(wū)染物種類,充分考慮到(dào)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(fù)技術(shù),是非(fēi)常典型的三個有機汙染土(tǔ)壤修複的成功案例。
3.2 二次汙染防治重點不同
三個項目(mù)汙染物(wù)、周邊敏感點、采用的修複技術不同決定了修複過程中的二(èr)次汙染防(fáng)治重點不同。梅花鋁材廠周邊的環境敏(mǐn)感(gǎn)保護目標位於場地的四周,包括牛利崗社區、怡新花園等居民區,廣東工(gōng)貿職業技術學院、成(chéng)龍中學、四海小學、京溪小學(怡新校區)、銀利幼兒園、怡(yí)新幼兒園(yuán)等各階段的(de)學校。因此該項(xiàng)目周邊以學校居民生活區為主,施工過程中的二次汙染防治重點在居(jū)民敏感的噪音、大氣為重點。另外本(běn)項(xiàng)目基坑(kēng)深度最深處僅為3.8m,不涉及深基(jī)坑作業,對地下水影響較小。本項目為了更(gèng)好地(dì)防治熱脫附設備(bèi)運行噪聲對周邊居民區產生影響,在場地(dì)熱脫附區域外1m處對敏感點方向(xiàng)搭建高2m的(de)圍擋(dǎng),阻隔噪聲源直接(jiē)對敏感點造成影響。大氣汙染防治采用在(zài)開挖過程中,盡量控製開挖(wā)麵,對已經開挖完成區域進行苫蓋,開(kāi)挖過程中及時監控(kòng),對重汙染區域噴灑(sǎ)氣味抑製劑防止可能產生的汙染氣體擴散(sàn),場(chǎng)內道路進(jìn)行硬化處理,安排專人隨時清掃路麵,防止揚塵,作業期間,每(měi)隔(gé)2—4小時進行灑水降塵,汙染土壤全部置於密閉設備(bèi)內進行修(xiū)複,委托有資質的第三方檢測機構(gòu)對場(chǎng)地及周邊大氣檢測,確保周邊環境安全等措施。

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(wéi)石油大學,南(nán)側為廣東大日生物化學製藥有(yǒu)限公司。經調查,項目地塊範圍內無名木名樹、曆史(shǐ)文物等需要特殊保護的目標,地塊周圍主要環(huán)境敏感點目標見下圖。本項目不同於梅花鋁材廠地塊,周(zhōu)邊有大日生物製藥修複場地和(hé)燕塘獸藥(yào)廠建築工地,且該項目涉及深(shēn)基坑開挖,深度達12.5m和原位化學氧化,因此該項目二次汙染的防治重點(diǎn)在地下水。本項目對汙染土壤治(zhì)理修複(fù)過程中可能產生的各種環境汙染,製定了全麵的環境監測方案,除大氣、噪音、廢(fèi)水監測外,對在場地周邊地下水上(shàng)遊區設置1個采樣點(diǎn),修(xiū)複(fù)區(qū)域內設置1個采(cǎi)樣點(diǎn),下遊場外(wài)設(shè)置1個采樣點,共設置3個(gè)點。施工前,地下(xià)水采樣監測1次;施工(gōng)過程中,結合施工進度,每月監測1次(cì);施工完成後,地下水采樣監(jiān)測1次。監控治理修複過(guò)程中對地下水的影響。

廣船地塊範圍內除車(chē)歪炮台一處市級文物保護單(dān)位外,無(wú)名木古樹等需要特殊保(bǎo)護的目(mù)標。地塊內涉及生態環境、社會關注目標等方麵的(de)主要環境敏感目標見下表、圖(tú)六。本項目周邊以居民區和學校為主(zhǔ),且清(qīng)挖深度達到6m,臨(lín)江,多環芳烴汙染修複采用熱脫附工藝,所以該項(xiàng)目的二次汙染防治重點在大氣、地下水、噪音。本項目的大氣汙染防治從多環芳烴汙染土壤清挖、運輸、暫存、修複(fù)、修複後(hòu)暫存環節采用覆蓋HDPE膜、密閉運輸車、密閉進料大棚、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(kuò)低噪(zào)聲機(jī)械、隔聲裝置、消聲器、檢修機械、潤滑劑、噪聲自動監測儀等。

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(yán)究和發展。本文列舉了三個目(mù)前有(yǒu)機汙染土壤修複的成功案例,這些案例因地製(zhì)宜,靈活地將傳統的單一治理方法有機結合於一體,並分析了不同(tóng)項目的二次汙(wū)染防治將對我國有機汙染土壤修複工作(zuò)具有重要的參考價值(zhí)。


