异位土壤淋洗技术解析

李亚飞

（上海麟祥环保股份有限公司，上海 200023）

近年来，随着《土壤污染防治法》的出台与实施，对于重金属污染与有机化学污染场地，土壤淋洗技术无疑是最佳技术方法。然而对于异位土壤淋洗技术的应用，一直存在争议，因异位淋洗技术存在着破碎筛分不充分、搅拌不均匀以及存放地二次污染等诸多问题。但是，在上海闵行区吴泾镇101地块污染场地修复项目的实施中，施工单位对异位土壤淋洗技术的应用堪称完美。本文就以此项目为例，详细解析异位土壤淋洗技术在实际应用中的问题与方法。

1 淋洗技术简介

现阶段，土壤修复行业利用化学原理对污染土壤进行修复已经是一种常见的修复手段。土壤淋洗技术与土壤水洗技术不同。水洗技术是用洁净的水冲洗被污染的土壤，把附着在土壤颗粒表面的有机污染物、无机污染物转移到水溶液中。而淋洗技术是利用化学助剂或淋洗溶液，通过化学作用使污染物从土壤中溶解、分离。淋洗技术按照土壤的处理位置可分为原位淋洗与异位淋洗两种。

原位土壤淋洗是将淋洗剂注入注射井中，使之向下渗透到土壤中与污染物结合，通过解吸、溶解等作用形成可迁移态化合物。然后，通过提取井等方式将含有污染物的溶液收集、存储起来，通过进一步处理，再次用于处理污染土壤。原位土壤淋洗技术在实施时需在原地搭建清洗液投加设施、土壤下层淋出液收集设施和淋出液处理设施等现场修复设施。同时，要利用物理屏障、分割技术等将污染区域封闭。原位淋洗技术在具有低辛烷水分配系数的有机化合物、羟基类化合物、低分子量醇类和羟基酸类和存在多孔隙、均质、易渗透的土壤中的重金属等污染物有较高的分离去除率。

异位淋洗[1]是指将受污染的土壤挖掘出来，通过预先筛分处理，去除超大的组份，将土壤按规格分为粗、细两种材料，利用淋洗剂进行清洁、去除污染物。该方法能轻易去除土壤颗粒大于9.5 mm的砾石和颗粒。异位淋洗技术通常用于污染土壤的预处理，以减少土壤方量，在实际工作中，还与其他修复技术结合使用。该技术应用在污染土壤中砂砾含量超过50%时效果最显著。该技术对于粘粒、粉粒含量在30%～50%以上或腐殖质含量较高的污染土壤时，分离、去除效果较差。异位土壤淋洗修复技术流程如下：

（1）挖掘土壤。污染土壤经过挖掘后送至土壤暂存处，添加预处理药剂/激活剂并混合后，利用专业设备对土壤进行筛分、破碎等预处理，再对土壤颗粒进行筛分，剔除垃圾杂物等，移除粒径过大的砾石；

（2）利用机械和人工结合方式布撒已设计好比例的氧化剂，将淋洗液与污染土壤按一定比例进行混合、搅拌。待两者发生反应作用，静置一段时间后，进行固液分离；

（3）将混合完毕的土壤养护5～7天，确保污染物与药剂充分接触反应；

（4）淋洗废液经处理后可再次用于淋洗，废气经处理达标后再进行排放；

（5）对养护完毕的土壤进行采样检测和效果评估；

（6）将修复后符合控制标准的土壤进行回填或安全使用；

（7）对于修复过程中产生的污泥经脱水后，再次淋洗或送至处置场进行处理。

2 修复工艺的具体实施办法

2.1 异位修复区域建设的要求

先要去除修复区域空地上的杂物，便于污染土壤的堆放和处理，再做好底部防渗。防渗是在修复区域平整地面铺设1.5 mm厚的HDPE防渗膜，其规格需符合《土工合成材料-聚乙烯土工膜》（GB/T 17643-2011）中关于环保用高密度聚乙烯膜的相关要求；最后根据实际情况，在HDPE膜下铺设厚度为1.5 mm的土工布作为缓冲，同时，准备好防雨布，其作用是在土壤修复过程防止扬尘、雨水渗入。修复区域还需满足异位淋洗系统的设备、平台和运行的设计负载要求，所以有必要进行地基垫层或基础结构强化处理。

2.2 药剂暂存区建设的要求

底部防渗层上要建设覆盖层，其应选用阻燃材料；场内不同类型的药剂要相互隔开，同时放置消防设施，竖立警示标牌。污染土壤清理施工时基坑如需降水，暂存池均需进行平整处理，必要时铺设垫层，并针对管道连接处等设施做好防渗保护层。

2.3 设计土方开挖施工方案

应严格按照实际设计确定的污染土壤开挖范围进行开挖。要利用专业挖掘机械进行土壤开挖，并将挖出的土壤装入土方运输车辆运至地块内相应的修复区域。土方开挖后可能会形成地下积水，并影响施工操作，因此，在基坑清理过程中需要考虑基坑降水与排水。

2.4 预处理阶段

可投加一定量的石灰进行调节，使土壤含水率降至25%以下，利用筛分设备将污染土壤中尺寸大于10 mm的石块和杂物等筛分出来[2]，然后再利用破碎设备对土壤进行破碎。对于污染土壤清理过程中的建筑垃圾，筛分后收集在建筑垃圾清洗区域进行清洗，堆放晾干后可选择回填。建筑垃圾清洗废水临时收集后回用于土壤养护过程或淋洗制浆过程。

2.5 异位化学淋洗修复

在异位化学淋洗修复施工过程中，污染土壤经过干湿初筛、破碎制浆后，形成分散均匀的泥浆，在机械搅拌作用下与淋洗剂充分接触发生淋洗反应，因此比较容易保证淋洗效果，需要注意的是土壤颗粒的破碎制浆效果。

2.6 异位化学氧化修复中使用的淋洗剂种类

在异位化学氧化修复施工过程中，采用专业设备将药剂与污染土壤进行搅拌，以保证药剂与污染物充分接触。在日常土壤修复作业中使用的淋洗剂包括：

2.6.1 无机淋洗剂

常用的无机淋洗剂包括水、无机酸和无机盐，其作用方式与选择类别有关。水是最简单的淋洗剂，主要清除土壤中可溶性的重金属盐。无机酸水解产物是通过与吸附在土壤颗粒上的重金属进行离子交换使其进行解吸；另一方面，酸性溶液也能分解金属氧化物，从而清除土壤中的重金属。热的酸溶液有利于提高重金属的去除率。无机盐可以与重金属形成可溶性整合物，促进重金属的溶解。

2.6.2 络合剂

络合剂主要分为人工络合剂和天然有机络合剂两种，其原理是利用络合作用将土壤表面金属离子解络，利用自身性质与重金属、放射性核素相结合，产生新的络合体，达到将重金属或放射性核素从土壤中分离出来的目的。

2.6.3 表面活性剂

表面活性剂是指少量加入就能显著降低溶剂表（界）面张力，并具有亲水、亲油和特殊吸附等特性的物质。日常土壤修复中用于重金属污染处理时，常用到的主要是阳离子、阴离子型表面活性剂两种。其中，阳离子表面活性剂是通过改变土壤表面性质，促进金属阳离子进行离子交换，由固相转移到液相。

3 结论

本文详细解析了异位淋洗技术在实际应用中的实施方案与难点，也研究了此项技术的优缺点，可作为重金属污染与有机污染土壤运用淋洗技术的参考与借鉴依据。但在实际修复过程中，只利用单一的修复技术，并不能满足实际需求[3]。淋洗修复技术是治理的第一步，在特殊环境下，如核污染、重金属浓度过大、不利于生物处理时，需要利用淋洗技术进行预先处理，可大大增强生物处理的效果。现阶段化学助剂的回收与利用手段是制约土壤淋洗技术推广的主要问题。研究新型环保的化学助剂、降低淋洗技术的成本，实现土壤淋洗技术与其他修复技术的最佳结合，是未来土壤修复的方向。因此，土壤淋洗技术在未来土壤修复中，具有广阔的应用前景。