化工污染场地土壤污染特征及修复方案分析

翟美静，叶雅丽(中科检测技术服务(广州)股份有限公司，广东 广州 510650)

0 引言

对于城市工业环境问题，我国以往只偏重于对废水、废气、废渣等污染物的排放和治理问题，对工业场地土壤污染特征及修复则较少涉及。与欧美发达国家相比，我国对化工污染场地问题关注比较晚，污染场地修复还属新兴领域。我国在工业污染场地现状调查、特征分析、修复技术和实际工程综合修复方案应用等方面上与发达国家相比还存在较大的差距。本文将结合典型化工厂场地土壤污染实例，分析其土壤污染现状，在分析国内外污染土壤修复技术应用基础上，提出适合该污染场地治理与修复的多种联合修复技术方案，为类似土壤污染评估及修复提供案例参考。

1 化工场地土壤污染特征

污染场地指因堆积、储存、转运、处理、处置等过程中而承载一定的污染有害物质，成为威胁环境和人类健康、或是存在潜在风险的空间区域。以污染物类型进行划分，污染场地主要为有机污染(石油类、多环芳烃(PAHs)、有机氯农药、多氯联苯、二噁英、无机污染(Pb、Cd、Hg、As等重金属元素)及二者均存在的复合污染。

目前随着“退二进三”的产业结构调整，我国逐渐推进华南、东北等地区的污染场地调查与修复工作，这些地区也会随着调整而成为新的热点区域，本文主要结合华南地区的大型化工类污染场地进行调查分析。与一般的污染场地相比，化工污染场地有着自身特殊的特点[1]：(1)隐蔽性和滞后性。化工污染场地从产生污染到发现危害需要很长的时间，其场地污染物的发现需要借助相关的检查技术进行采样检测和分析，甚至有些还涉及到对人畜健康影响进行分析研究才可以得出分析结果。(2)累积性。化工污染场地的污染物与大气污染不同，污染物在土壤中迁移扩散难，一般都会随着时间在土壤中不断累积。(3)不均匀性。化工污染物受到污染场地原生产布局影响较大，不同区域污染物类型和浓度存在较大差异，同时污染物在土壤中迁移较慢，导致污染物在污染场地呈不均匀分布。(4)难可逆性。大部分的化工污染场地中含有重金属污染物和持久性有机污染物，金属存在难降解的特点，而有机污染物降解时间也相对较长，因此化工场地污染大体上是一个不可完全逆转的过程。(5)艰巨性。出现污染的化工场地在修复过程中，不能单纯依靠切断污染源来实现修复目标，需要进行一系列调查、评估和修复，具有成本高、周期长、难度大的特点。目前华南地区比较典型大型化工类污染场地部分案例，如广州油制气厂污染土壤修复项目，占地32.00万平方米，修复土方量26.90万立方米，主要污染物种类为苯系物、多环芳烃、总石油烃，在这个工程中主要采用异位热脱附、原位化学氧化修复技术进行修复[2]。

2 化工污染场地土壤修复技术

化工污染场地修复技术的选择不仅受化工场地污染特征的影响，还受到当地经济、社会环境等影响。虽然目前化工污染场地修复技术较多，但由于大多数化工污染土壤含有多种污染物，需要组合利用多种修复技术对土壤中的污染物进行去除，从而避免部分单一技术修复周期长、稳定性低、二次风险大和对土壤结构破坏大等限制，获得更高的处理效率和更好的技术经济效益。下面对常见且比较适宜化工污染场地修复的技术进行分类分析如表1所示。

表1 常见化工污染土壤修复技术对比

3 化工污染场地土壤监测特征与修复实例分析

结合以上化工污染场地污染特征和修复技术的基础上，下面对通过针对典型化工厂场地土壤污染概况，探讨土壤多种修复技术联合使用的安全、经济、技术可行性。

3.1 工程概况

本次主要研究对象为曾经生产复配制剂农药、农药原药六六六、氧乐果、敌敌畏和氯碱的大型精细化工厂，该化工厂已有50多年生产历史，在生产期间厂区按照相关规范要求和当时环保要求配备废气、废水相关治理设施，同时设置固体废弃物堆存场地，但与目前的环保标准要求还是存在一定的差距。目前该工程已搬迁，会转化为商业和居住用地，需要对土壤污染特征进行调查分析，并制定科学合理的修复方案。

3.2 场地土壤特征调查分析

结合本化工厂生产特征，场地土壤监测针对性选择六六六、滴滴涕、镉、铬、铅、汞、砷、镍和pH作为土壤监测因子，同时根据本化工厂的平面布置和当地主导风向进行土壤监测点位的布置，具体设置8个监测点位和分取表层样、中层样、深层样3个土样。确保最终修复后满足GB 36600—2018 《土壤环境质量标准》的(适用于旱地)二级标准[3]。经过调查监测数据显示：本化工污染场地重污染区域有5个，轻污染区域3个，化工场地土壤不同监测点和不同土样的农药和重金属含量存在一定的差异。在复配农药和六六六生产车间及附近区域、储罐区及污水处理站3个土样的六六六和滴滴涕超标严重，而固废堆场3个土样的金属汞、砷超标。其中六六六超标最大值高达128倍、滴滴涕超标高达5 000多倍、固废堆汞超标高达14倍、砷超标高达1.5倍。这些超标数据表明该化工厂的土壤已被农药和重金属严重污染，需要进行土壤修复后方可进行二次开发利用。

3.3 化工污染场地修复方案制定

结合相应土地利用类型的要求，综合场地污染物特征、所在区域环境特征和场地特征和修复目标值(DDT、六六六和汞含量均小于0.5 mg/kg，砷含量小于30 mg/kg)等考虑，需要采用多种修复技术联合使用方案。

(1)第一步采用了“开挖清理+异地处理处置方式”。针对污染严重的区域4个区域(其中一个重污染区污水处理站暂时用于废水处理)的土壤挖掘至1米深度，对于挖掘出的这些污染土壤本项目考虑安全填埋或者通过焚烧炉焚烧两个方案进行处理，采用安全填埋费用低，但对场地要求严格且所需面积较大；而焚烧炉焚烧方案通过采用天然气为燃烧材料，占地面积小，但同时焚烧炉需要配有防止二氧化硫污染、二噁英和烟尘等设备，且要求专业熟练技术人员进行焚烧操作，费用相对安全填埋高，经过综合衡量，本项目在重污染土壤修复中最终选择水泥窑焚烧处置。对于1 m以下区域的土壤，需要进行取样监测分析后，结合监测结果进行修复方案调整。

(2)第二步针对3个轻污染区域，在进行现场调查和大量资料的收集基础上，确定淋洗法的可行性，同时选择合适的淋洗剂进行清洗，过程严格控制防止污染物向未污染区域扩散。处理后淋洗废液和废水选择物化加生化的工艺进行治理，确保达标后方可排入市政管网。

(3)第三步进行生物修复，首先选择20 m×20 m的轻污染区进行试验，通过选择黑麦草等植物对污染场地进行稳定性修复，修复后对土壤进行监测分析，分析数据显示镉为0.07～0.10 mg/kg、汞为0.13～0.4 mg/kg、铅为19.6～106 mg/kg、镍为12.2～13.1 mg/kg、砷为3.3～4.3 mg/kg、铬为9.18～16.1 mg/kg、 六六六为0.15～0.26 mg/kg、滴滴涕为0.18～0.25 mg/kg,满足修复目标值。

目前该项目在轻污染区土壤修复治理中进展较为顺利，5个重污染区由于焚烧固废的水泥窑合作工作还需要进一步沟通落实，重污染区域的修复进展还需要继续推进和不断调整。

4 结语

目前在我国城居环境的改善过程，城市布局的优化和产业结构的升级推动产业转移步伐的加快，一些工业污染企业需要搬离城镇中心，遗留在城镇区域的工业污染场地，严重威胁周边居民的健康安全，对人体和周边环境产生风险，也成为土地资源安全再利用的限制因素，需要进行土壤修复才能满足二次开发利用的要求。以上工程实例采取多种修复技术联合使用的修复方案厂是可行的，但后续还是需要结合阶段性修复结果进行修复方案的优化调整，最终实现可持续绿色修复。