隨晉(上海桃浦智創(chuàng)城開(kāi)發(fā)建設(shè)有限公司，上海 200060)

1 項(xiàng)目介紹

本項(xiàng)目位于上海市郊區(qū)，歷史用地為工業(yè)企業(yè)用地，修復(fù)面積約900m2，污染土方量共1800m3，主要污染物為半揮發(fā)性有機(jī)物苯并(a)芘，分布在0.5～1.5m 層的雜填土土壤。該地塊后續(xù)用地類(lèi)型為科研用地，人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估分析計(jì)算土壤風(fēng)險(xiǎn)控制值得出的苯并(a)芘的修復(fù)目標(biāo)值(1)清挖后場(chǎng)地基坑及側(cè)壁土壤中苯并(a)芘含量低于1.86mg/kg；(2)經(jīng)異位高級(jí)氧化處理后的污染土壤， 苯并(a)芘含量低于1.86mg/kg。

2 活化過(guò)硫酸鈉高級(jí)氧化原理

過(guò)硫酸鹽是一種常見(jiàn)氧化劑，也是環(huán)境污染治理的常用藥劑，過(guò)硫酸鹽活化的高級(jí)氧化技術(shù)能夠有效用于地下水土環(huán)境的修復(fù)[1]。其在水中能產(chǎn)生過(guò)硫酸根離子，，其過(guò)氧基O—O 使其具有較高的氧化性。在常溫下反應(yīng)速率較慢，但在光、熱、過(guò)渡金屬離子(如：Fe2+、Ag+、Ce2+等)、pH[2]等條件下被活化，產(chǎn)生，氧化性大大提高，接近羥基自由基OH·，可降解大部分有機(jī)物。

高煥方等[3]利用亞鐵活化過(guò)硫酸鈉(Na2S2O8)嘗試修復(fù)模擬機(jī)油污染的土壤，發(fā)現(xiàn)在還原鐵粉和活性炭的強(qiáng)化下，土壤中總石油烴的去除率為42.99%；潘小蓮等[4]以氧化鈣(CaO)活化Na2S2O8對(duì)六六六污染的土壤進(jìn)行修復(fù)，表明當(dāng)添加4% CaO，2.5% Na2S2O8對(duì)其中單一異構(gòu)體的降解率能達(dá)到91.76%，整體降解率隨Na2S2O8的投加量分布在50.10%～90.31%，修復(fù)效果顯著；張永明等[5]也利用活化Na2S2O8的高級(jí)氧化對(duì)焦化企業(yè)造成的多環(huán)芳烴污染土壤進(jìn)行修復(fù)，能顯著提高修復(fù)效率。這些案例證明，活化的過(guò)硫酸鹽高級(jí)氧化技術(shù)能夠有效修復(fù)有機(jī)污染的土壤，以此為基礎(chǔ)，本項(xiàng)目也嘗試?yán)肅aO 活化Na2S2O8對(duì)苯并(a)芘的半揮發(fā)性有機(jī)污染物的土壤進(jìn)行修復(fù)，補(bǔ)充并指導(dǎo)以活化過(guò)硫酸鹽為基礎(chǔ)的高級(jí)氧化技術(shù)對(duì)半揮發(fā)性有機(jī)污染土壤的工程實(shí)踐。

3 項(xiàng)目修復(fù)案例實(shí)施

3.1 實(shí)驗(yàn)室小試

為驗(yàn)證異位高級(jí)氧化技術(shù)對(duì)本場(chǎng)地污染土壤修復(fù)效果，本項(xiàng)目針對(duì)苯并(a)芘污染土壤開(kāi)展了實(shí)驗(yàn)小試。本實(shí)驗(yàn)氧化劑選用過(guò)Na2S2O8，激活劑選用CaO。

根據(jù)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，設(shè)置激活劑投加量比例為2%，實(shí)驗(yàn)分組如表1 所示。其中，①組為空白對(duì)照，不投加任何藥劑；②組不添加氧化劑，只添加激活劑；③④⑤⑦⑧組按照0.5%、1%、2%、3%和4%的梯度添加氧化藥劑，激活劑投加量均為2%，⑥組添加2%的氧化藥劑，不添加激活劑。

對(duì)采集的土壤進(jìn)行預(yù)處理，包括破碎、混勻、篩分，用四分法稱(chēng)取定量土壤。將激活劑加入燒杯中，與土壤攪拌均勻。向燒杯中以干粉形式投加氧化劑，并攪拌均勻，在燒杯中加入20mL純水，充分?jǐn)嚢韬螅帽ｕr膜密封，在室溫下養(yǎng)護(hù)反應(yīng)3 天后檢測(cè)苯并(a)芘濃度、pH 值，結(jié)果如表2 所示。

根據(jù)小試實(shí)驗(yàn)結(jié)果，采用1%及以上的Na2S2O8并在CaO激活的條件下能達(dá)到修復(fù)目標(biāo)，當(dāng)投入2%的Na2S2O8和2%的CaO 后，污染物的去除率達(dá)到最高為87.4%。為避免過(guò)度修復(fù)，結(jié)合考慮實(shí)際施工過(guò)程中的損耗因素，小試階段Na2S2O8投加比暫定為1%，CaO 投加比暫定為2%。

表1 小試實(shí)驗(yàn)分組及藥劑投加情況表

表2 小試實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果

3.2 現(xiàn)場(chǎng)中試

修復(fù)施工前，開(kāi)展了現(xiàn)場(chǎng)中試實(shí)驗(yàn)。選取20m3污染土壤樣品，用Allu 斗篩分均勻混合后取土壤樣品1 個(gè)，送實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)，測(cè)定污染土初始濃度。向土壤中添加2%的CaO，同時(shí)將污染土壤進(jìn)行破碎篩分，篩除污染土壤中的較大顆粒。

將預(yù)處理后的污染土壤隨機(jī)分堆，每堆分別添加不同比例的Na2S2O8(如表3)，用Allu 斗篩分2 次，將污染土壤與藥劑混合均勻，養(yǎng)護(hù)3 天后取樣測(cè)定污染物濃度。結(jié)果顯示，隨藥劑添加比例增大，污染物去除率不斷增高，當(dāng)Na2S2O8添加量在1%時(shí)，目標(biāo)污染物均降低至修復(fù)目標(biāo)值以下，最終氧化劑用量控制在1～2%的范圍。

表3 現(xiàn)場(chǎng)中試實(shí)驗(yàn)分組及藥劑投加情況

3.3 工程實(shí)施

本項(xiàng)目污染土壤修復(fù)主要分為以下5 個(gè)工序：

(1)清理場(chǎng)地污染區(qū)域內(nèi)的建筑垃圾，統(tǒng)一收集、堆放。地塊中的建筑垃圾是污染土壤存在的主要部分，進(jìn)行土壤污染修復(fù)前，需對(duì)修復(fù)范圍內(nèi)建筑垃圾進(jìn)行統(tǒng)一收集與沖洗處置。

(2)在場(chǎng)地內(nèi)進(jìn)行異位修復(fù)區(qū)域建設(shè)。場(chǎng)地中建設(shè)C20 商品混凝土地面澆搗的土壤修復(fù)作業(yè)區(qū)域和土壤養(yǎng)護(hù)區(qū)，厚度為15cm，在場(chǎng)地四周堆砌擋土墻，高度50cm，并且在堆放場(chǎng)地低洼一側(cè)設(shè)置引導(dǎo)溝。

(3)污染土壤開(kāi)挖與修復(fù)。本項(xiàng)目采取一級(jí)放坡開(kāi)挖，放坡系數(shù)為1:1，靠近圍墻處采用模板斜支撐支護(hù)，然后將污染土壤清挖至土壤修復(fù)作業(yè)區(qū)域，并及時(shí)進(jìn)行基坑和側(cè)壁自檢工作，以免少挖和超挖。開(kāi)挖后污染土壤采用土壤破碎篩分設(shè)備Allu斗對(duì)污染土壤進(jìn)行破碎和篩分，將石塊和雜物等篩出。在修復(fù)過(guò)程中藥劑投加比為1%。加藥后的土壤轉(zhuǎn)移至養(yǎng)護(hù)區(qū)域進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理，養(yǎng)護(hù)周期3 天，養(yǎng)護(hù)后進(jìn)行土壤自檢。

(4)修復(fù)后效果評(píng)估與驗(yàn)收檢測(cè)。修復(fù)完成后的土壤由效果評(píng)估單位進(jìn)行驗(yàn)收采樣。經(jīng)檢測(cè)，污染土壤經(jīng)修復(fù)后達(dá)到修復(fù)目標(biāo)值。

(5)修復(fù)完成回填并對(duì)地塊進(jìn)行平整和恢復(fù)。本地塊污染土壤均采用異位處理方式修復(fù)，全部為原地異位高級(jí)氧化修復(fù)。根據(jù)建設(shè)單位要求，修復(fù)達(dá)標(biāo)后的土壤回填至基坑并進(jìn)行平整及壓實(shí)，防止水土流失?；靥钔瓿珊髨?chǎng)地表面覆蓋防塵網(wǎng)，減少因揚(yáng)塵產(chǎn)生的二次污染。

4 結(jié)語(yǔ)

本項(xiàng)目針對(duì)場(chǎng)地土壤中半揮發(fā)性有機(jī)污染物苯并(a)芘，采用活化Na2S2O8的異位高級(jí)氧化技術(shù)，實(shí)驗(yàn)證明在2% CaO的激活條件下，1～2%Na2S2O8能夠?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)污染物的有效去除，在工程中以1%Na2S2O8與2% CaO 修復(fù)全部污染土方并通過(guò)驗(yàn)收。處理后的土壤采用原位回填的方式進(jìn)行處置。該案例補(bǔ)充了活化Na2S2O8的高級(jí)氧化技術(shù)對(duì)半揮發(fā)性有機(jī)污染土壤的修復(fù)，對(duì)多環(huán)芳烴污染土壤的修復(fù)具有實(shí)踐指導(dǎo)意義。