某药业公司苯系物污染土壤修复工程药剂筛选研究

2021-07-16褚小刚崔文娟孙杭炬

科学技术创新 2021年19期

褚小刚崔文娟* 孙杭炬

（1、杭州市生态环境局富阳分局，浙江杭州 311400 2、圣清环保股份有限公司，云南昆明 650000 3、浙江金伯士药业有限公司，浙江杭州 311400）

1 某药业公司土壤污染情况

某药业公司位于富春江南岸，距离富春江约50m，成立于2000 年，于2018 年关停。企业主要产品为10t/a 尼可刹米。尼可刹米生产工艺流程见图1。主要工艺包括加热反应、降温回收、加碱分离、脱色、过滤蒸馏。主要原辅材料为甲苯、二乙胺、三氯氧磷和烟酸。生产过程中产生的主要污染物为酸雾、含甲苯废水。由于该公司生产年限较长，生产过程中曾发生过废水收集管道破损，导致生产废水泄露，生产废水中的污染物下渗进入土壤中，可能导致土壤污染。

图1 尼可刹米生产工艺流程

经过调查，该公司土壤样品PID 最高达到15000ppm，土壤有较重异味，土壤样品中甲苯的浓度范围为488～503 mg/kg；苯的浓度范围为2.11～3.28 mg/kg；乙苯的浓度范围为16.6～22.7 mg/kg；地下水中甲苯、苯和乙苯超出《地下水质量标准》（GB/T14848-2018） Ⅲ类水质标准，甲苯的浓度范围为0.362～0.82 mg/L，超标率50%；苯的浓度范围为0.346 ～0.481 mg/L，超标率100%；乙苯的浓度范围为0.242～0.488 mg/L，超标率为80%。厂区土壤样品中甲苯、苯和乙苯指标异常偏高，而厂区围墙外对照点土壤样品各指标均低于第一类用地风险筛选值，地下水样品各指标均达到地下水Ⅲ类标准，说明该公司在生产过程中对土壤和地下水存在污染。

目前，国内外有机物污染修复技术主要有原位和异位修复技术，考虑到该公司土壤异味较重，避免有机物挥发造成二次污染，拟采用原位修复技术。原位修复技术应用比较成熟的为热脱附技术和氧化技术，热脱附技术需要配套热脱附装置，费用较高，经济上不具有可行性，且热脱附技术不适宜用于地下水位较浅、土壤含水量较高的场地，因此，拟选用原位氧化技术，针对具体的污染指标筛选修复药剂。

该公司所在地块规划用途为工业企业用地，执行建设用地第二类用地标准，考虑到污染土壤异味较重，药剂筛选标准为：（1）异味基本去除；（2）处理后污染土过滤出的水中甲苯、苯和乙苯低于地下水Ⅲ类水质标准，土壤中甲苯、苯和乙苯降低率≥50%。

2 修复药剂筛选

2.1 试验材料

试验药剂为芬顿试剂（FeSO4和H2SO4）、双氧水（30%）、次氯酸钠（Cl＞5.2%）和过硫酸钠。

污染土：考虑到该公司紧邻富春江，地下水位约1.0m，且地下水超标，原位处理同时考虑土壤和地下水的处理效果，将土壤和地下水混合，混合比例为2:1，制成污染土。在异味较重、苯系物指标浓度较高的点位钻孔采样，取深度4～7m 的采样衬管，衬管开口用塑料布密封，同时取地下水10L，送小试实验室配置污染土，配制好的污染土取样送检土壤苯系物指标。

2.2 试验器材

PID（VOCs 快速检测仪）、250mL 三角瓶、500mL 烧杯、2L 烧杯、10L 塑料桶、磁力搅拌器、量杯、玻璃棒、塑料膜、取样瓶若干。

3 试验方法

3.1 取150g 配制好的污染土，用稀硫酸调pH 至表1 要求的反应pH，然后加入修复药剂，搅拌混匀后，用塑料膜密封，静置反应18h，观察并记录异味降低情况。

表1 氧化剂投机比例

3.2 选取异味降低明显的药剂进行扩大试验，扩大试验按3.1 中的比例扩大10 倍，待异味明显降低后至基本无异味后取样送第三方实验室进行检测。

4 结果分析

4.1 异味去除效果

本次试验共计13 组筛选试验，各组试验异味去除情况见表2。

表2 小试试验异味去除记录表

表2 显示，芬顿试剂和双氧水（酸性条件下）对异味去除效果明显，根据异味降低的情况，选取编号2、3、8 和9 四组做10倍扩大试验，污染土处理至异味基本去除后，取样送第三方实验室检测甲苯、苯和乙苯的浓度。

4.2 扩大试验检测结果

根据表3 和表4 显示的药剂筛选试验检测结果，2、3 和9号三组样品经处理后，水质指标苯、甲苯、乙苯均达到地下水Ⅲ类水质标准，2、3、8 和9 号四组样品经处理后，土壤指标苯、甲苯、乙苯降低率均大于50%，达到处理要求。结合药剂成本和原位药剂注入的复杂程度，9 号样品使用的芬顿试剂对异味去除效果不彻底，且为组合药剂，受组合药剂反应时间和成本限制，3 号样品使用的双氧水对异味去除效果好、污染物去除效率较高，药剂成本可控。因此，选择双氧水（酸性条件下）作为修复药剂，双氧水用量为：在pH3～4 的条件下，双氧水（30%）用量为2.5%。