污染场地土壤调查评价及修复方案探析

陈旭波

摘  要：污染场地是指因堆积、储存、处置等方式，承载了有害物质，对人体健康和环境具有潜在风险的空间区域。该文针对广州一块土地，其原是一家公司生产厂，在“三旧”改造计划中莫名发生火灾，为明确场地内主要污染物及类型，查明起火原因，该文对广州某地块土壤及地下水开展了调查和采样工作。土壤检测结果表明，该场地土壤质量符合标准要求，土壤及地下水检测结果表明，部分指标含量已超过背景值或限定值，并建议对场地中磷含量过高的区块采用化学修复法进行修复，达到无害化处理的目的。该研究为场地风险评估及土壤污染治理修复提供科学依据。

关键词：污染场地  土壤调查  评价  修复

中图分类号：X53                            文献标识码：A文章编号：1672-3791（2021）03（c）-0082-03

Investigation， Evaluation and Remediation of Contaminated Soil

CHEN Xubo

（Guangdong Living Environment Harmless Treatment Center Co.， Ltd.， Guangzhou， Guangdong Province， 510405  China）

Abstract： Contaminated site is a kind of space area which has potential risks to human health and environment because of the accumulation， storage and disposal of harmful substances. This article is aimed at a piece of land in Guangzhou， which was originally a company's production plant， and a fire broke out inexplicably during the "Three Olds" renovation plan. In order to identify the main pollutants and types in the site and find out the cause of the fire， the soil and groundwater in a plot of Guangzhou were investigated and sampled. The soil test results showed that the soil quality of the site met the requirements of the standard. The soil and groundwater test results showed that the content of some indicators had exceeded the background value or limit value. It was suggested that the area with high phosphorus content should be mined In order to achieve the goal of harmless treatment， chemical repair method was used. The study provides a scientific basis for site risk assessment and soil pollution remediation.

Key Words： Contaminated site; Soil investigation; Evaluation; Remediation

城市土壤作为地球土壤圈的一部分，具有一定的生态、环境和经济功能，关系到城市生态环境的质量和人类健康。

污染场所是指由于积聚、存储和处置而携带有害物质并对人类健康和环境造成潜在风险的空间区域。具体来说，该空间区域中的有害物质载体包括场地土壤、场地地下水、场地地表水、场地环境空气、残留的场地污染物，例如生产设备和建筑物[1]。

在广州的一块土地，其原本是一家公司的生产厂，在“三旧”的改造计划将其作为商业办公中心，而在施工过程中，地面莫名其妙地发生火灾，并发生了烟雾事故。为了弄清现场的主要污染物和类型，并找出起火的原因，该研究对地块上的土壤和地下水进行了调查和采样，为场地风险评估和土壤污染控制修复提供了科学的依据。

1  研究区概况

研究区域位于广东省广州市海珠区商业地段的西南部，这里是亚热带、温暖多雨的季风气候地区，全年温度较高，年平均气温为22.1 ℃，多年平均降雨量为1 801 mm。研究区域位于珠江水系的广州河网段，河网密集。

该地块是一家农药工厂 ，建于1975年，并于1980年投入生产，代设有红磷车间、黄磷电炉、磷矿罐、磷矿粉罐和产品车间，主要位于研究区的西部。在1995年11月，农药厂与化工公司共同建立了烟酰胺生产线，该烟酰胺生产线于1998年正式投产，主要生产维生素酰胺，年产3 400 t。在“三旧”改造的转型时期，生产被暂停和搬迁[2]。

2  调查方法及采样

2.1 調查方法

该研究主要参照《场地环境监测技术导则》（HJ 25.1-2014），《土壤环境监测技术规范》（HJ1T 166-2004）以及《广州市污染场地调查、评估、修复工作技术指引》（2013）的相关要求进行调查及采样[3]。

2.2 分析检测项目

分析检测项目包括无机污染物、半挥发性有机物、农药/多氯联苯及其他。

2.3 采样及测试

按照规范要求进行采样，共采集土壤样18个，地下水样1组，采取样品由珠江流域水环境监测中心和上海通标标准技术服务有限公司（SGS）检测（见图1）。

3  土壤和地下水环境质量评价

3.1 土壤检测结果评价

3.1.1 评价方法与依据

主要评价标准是《展览会用地土壤环境质量标准（暂行）》（HJ/T 350-2007）。参考标准为《土壤环境质量标准》（GB 15618-1995）。该标准规定了pH、镉、汞、砷、铜、铬、锌、镍、六六六和滴滴涕，主要适用于农业和林地[4]。

对于该研究关注的磷指标，目前尚无质量评估标准可依，因此该研究主要基于国家公共参考材料中磷的背景值。除上述标准外，对现场重金属的评估还将以广东省《中国土壤元素背景值》的物质背景为基础，作为评估现场土壤污染程度的参考[5]。

3.1.2 土壤样品检测结果分析

该研究仅比较从明显达到或超过标准的样品中收集的数据。现场采样点的pH值范围为6.8～10.8，平均值为8.2。采样点L3、L6、L9、L10和L11均大于9，这显然是碱性的，怀疑使用氨作为生产原料会导致沉淀。

将磷作为这项研究的主要指标，与珠江三角洲中部的磷本底值《珠江三角洲多目标区域地球化学生态环境评价》进行了比较（经济发达的珠江三角洲为425 mg/L[6]，但L13、L14、L15、L17和L18采样点的磷含量与背景值略有不同外，其他采样点的磷含量明显超过背景值达82倍。根据调查，原始农药工厂的红磷车间、黄磷电炉、磷矿石矿床、磷矿石粉尘矿床和成品车间主要位于研究区域的西部。与该次采样和测试的结果一致，即西部的磷含量超过了背景值。据推测，在该农药厂和黄磷电炉的磷仓中的含磷土壤（主要是黄磷）在1996年进行分级时并未完全清除或填满。这导致了自燃和燃烧，开挖后含磷（主要为黄磷）的土壤冒烟现象。

根据不同海拔高度磷含量的统计分布，研究区域磷含量的分布有两个规律：一是磷含量随海拔高度的降低（深度增加）而近似降低;二是磷含量随海拔高度的降低（深度增加）而降低。其次是最大磷含量一般出现在6.0～7.0 m（约2 m的埋深）高度，该标准的高水平应是恢复和处理的关键水平。

3.2 地下水檢测结果评价

3.2.1 评估方法和依据

采用《地下水质量标准》（GB 14848-93）推荐的评价方法，并采用综合评价方法对研究区域的地下水水质进行评价。由于该研究中地下水中的有机物含量低于检出限，因此将不进行具体评估。

3.2.2 地下水测试结果分析

阴离子主要为Cl-，其次为SO42-。pH值为7.7，为弱碱性水。总溶解固体含量为579 mg/L，属于淡水;总硬度为62.9 mg/L，属于软水;氟含量较高，为1.66 mg/L，符合IV级水标准。

尽管已检测到总放射性和总放射性，但含量相对较低且符合I类水标准汞和钼处于未检出状态尽管已检测出铜、锌、钴、硒、镉、砷、镍等，其含量相对较低，达到I类水标准;锰和铍含量相对较高，达到IV类水标准。

3.2.3 地下水水质评价结果

综合评估：研究区域的地下水受到氯化物、氟化物、氨氮、锰和铍的影响，水质较差。单元素评估：地下水阴离子表面活性剂镉、铅和铁属于II类，总溶解固体属于III类，氯化物、氟化物、氨氮、锰和铍属于IV类，其他指标均符合I类水标准。有机污染物的含量低于检出限，表明地下水没有被有机污染物污染。

4  修复方案

4.1 化学修复原理

污染土壤的化学修复原理是根据污染土壤的性质选择合适的化学修复剂添加到土壤中，使污染物与修复剂之间发生一定的化学反应，以达到降解或排毒的技术。

研究区域的主要污染物是磷，因此根据易氧化的磷的性质，使用强氧化剂进行处理。其原理是：在中性或碱性条件下加入适量的次氯酸盐、过氧化氢等，使其充分反应生成磷酸盐，所生成的钙盐起磷酸盐结合的作用，可以有效地防止磷酸的产生，达到了无害化处理的目的。

4.2 化学反应方程式

根据污染场地的土壤性质，污染层多位于填土层和粉质粘土层中，采用强氧化剂灌注法，结合翻土搅拌加快化学反应进程。强氧化剂优先选择次氯酸钙（漂白粉），其来源广泛、成本低、操作方便。处理难点在于反应控制点的掌握和化学药剂过量后续处理问题。

（1）单质磷氧化反应：2P+5ClO-+3H2O=2PO43-+5Cl-+6H+;2PO43-+3Ca2+=Ca2（PO4）3;H++OH-=H2O。对于过量氧化剂，可以投加适量焦亚硫酸钠消除。

（2）焦亚硫酸钠的反应式如下：H2O+（S2O5）2-+2ClO-=2Cl-+SO42-+Ca2+=CaSO4。

4.3 含磷土壤无害化处理步骤

（1）通过设备（泵、气雾剂）将10%～20%浓度的次氯酸钙溶液倒入含磷的土壤中，溶液会向下渗透并与土壤中的磷反应。根据受污染部位的磷含量选择相对浓度的次氯酸钙溶液，以节省成本并避免过量。采用分批喷雾法，以防止次氯酸钙溶液溢出污染区域。

（2）次氯酸钙溶液与土壤中的磷之间的氧化反应迅速而放热。反应结束后12 h，应将土壤层分层，并在分层翻土过程中局部自燃时直接喷洒次氯酸钙溶液。当发生大面积自燃时，应立即停止翻土操作以及喷涂和浇注次氯化钙溶液。如果土壤中的磷已基本被氧化，则在翻土过程中将不会自燃或冒烟。在测试土壤样品以确定无磷后，应去除土壤以进行清洁或更换。

（3）在去污过程中，根据次氯酸钙的气味判断是否有过量的次氯酸钙。如果有异味，请分批喷洒浓度为10%的焦亚硫酸钠溶液在地面移土上。当焦亚硫酸钠喷涂过量时，喷涂浓度为2%～5%的次氯酸钙溶液进行氧化处理。

5  结语

（1）土壤测试结果表明，该地点的土壤质量在《展览会用地土壤环境质量评价标准》A-B级之间，可用于II类土地使用（包括场馆用地、绿地、商业用地、市政土地等）。因此，场地土壤质量符合标准要求。

（2）土壤和地下水测试结果表明，某些指标的含量超过了背景值或极限值，对环境质量产生了一定的影响。必须认真对待并加以处理以防止污染。

（3）目前没有将《土壤环境质量标准（修订）征求意见稿》（GB 15618-2008）、《土壤环境质量标准》（GB 15618-1995）、《展览会用地土壤环境质量评价标准》（（暂行）HJ/T 350-2007）列为污染指标。但是，如果土壤中的磷含量过高，则在土壤平整翻土的过程中会发生自燃或冒烟（土壤的自燃会产生大量有毒烟雾，例如五氧化二磷），对周围环境有不利影响。建议采用化学修复的方法现场修复磷含量过高的地块，以达到无害化处理的目的。

参考文献

[1] 孙宁，张岩坤，丁贞玉，等.建设用地土壤污染第一阶段调查方法辨析[J].环境保护科学，2020，46（6）：

149-154.

[2] 林晖.探讨污染场地土壤调查布点及采样[J].环境与发展，2020，32（11）：48-49.

[3] 喻珊.湖北某矿业城市某区土壤重金属污染状况调查及形态分析研究[D].中南民族大学，2019.

[4] 刘欢.西安污灌区土壤的调查与修复[D].西北大学，2017.

[5] 王波.某工业场地土壤环境污染调查及再利用风险评估研究[D].合肥工业大学，2018.

[6] 韩丰磊，李婷，孙慧，等.废弃石化用地土壤和地下水污染调查与评估[J].土壤通报，2020，51（5）：1238-1245.