徐浩天

（上海清寧環(huán)境規(guī)劃設(shè)計有限公司，上海 200050）

對于受重金屬污染的建設(shè)用地，可采用的修復(fù)技術(shù)包括固化穩(wěn)定化、土壤淋洗、水泥窯協(xié)同處置、阻隔填埋、植物修復(fù)等[1-2]，其中固化穩(wěn)定化與土壤淋洗技術(shù)處理效果好，耗時短，是最常使用的修復(fù)技術(shù)。固化穩(wěn)定化作為一種阻斷傳播途徑的修復(fù)技術(shù)，其原理是將污染土壤轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w或是低溶解度、低遷移性的物質(zhì)[3]。2018年12月，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布了《污染地塊風(fēng)險管控與土壤修復(fù)效果評估技術(shù)導(dǎo)則（試行）》，其中規(guī)定固化穩(wěn)定化作為風(fēng)險管控技術(shù)措施，修復(fù)后的土壤需進(jìn)行后期環(huán)境監(jiān)管，使得固化穩(wěn)定化技術(shù)在修復(fù)周期與經(jīng)濟(jì)成本上均不再具有明顯優(yōu)勢，而土壤淋洗技術(shù)可直接去除污染源，削減土壤中重金屬的含量，其越來越受到土壤修復(fù)行業(yè)從業(yè)者的重視。

本文以某重金屬污染場地為例，介紹異位土壤淋洗技術(shù)在污染地塊修復(fù)方案設(shè)計中的應(yīng)用，以期為今后的行業(yè)研究工作提供參考。

1 場地概況

1.1 污染情況

某地塊在上世紀(jì)40年代開始即為金屬鑄造廠，后續(xù)擬規(guī)劃作為商業(yè)用地使用。經(jīng)前期初步調(diào)查、詳細(xì)調(diào)查及人體健康風(fēng)險評估，場地內(nèi)土壤中超過人體健康風(fēng)險可接受水平的污染因子包括4種重金屬，分別為銻、銅、砷、鉛。污染層為0～2 m的表層與上層土壤，修復(fù)目標(biāo)值結(jié)合風(fēng)險評估結(jié)果最終選用《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》第二類用地篩選值。地塊關(guān)注污染因子檢出濃度及修復(fù)目標(biāo)值如表1所示。

表1 關(guān)注污染因子檢出濃度及修復(fù)目標(biāo)統(tǒng)計（mg/kg）

1.2 土壤性質(zhì)

該地塊表層土壤為雜填土，根據(jù)前期調(diào)查采集樣品的土工試驗分析結(jié)果，地塊0～2 m內(nèi)的表層與上層土壤以砂、礫為主，占全部土壤顆粒的80%以上，粉粒與粘粒所占比例較小。

2 修復(fù)總體思路

2.1 修復(fù)模式確定

按照修復(fù)處置地點的不同，土壤修復(fù)處理模式可分為原位修復(fù)及異位修復(fù)兩類。原位修復(fù)是指在污染土壤存在的現(xiàn)場就地對污染物進(jìn)行處理；異位修復(fù)是將污染土壤從現(xiàn)場移出，再對污染物進(jìn)行處理，最后再將修復(fù)后的土壤放回原處或其他地方的修復(fù)方式。異位修復(fù)根據(jù)對污染土壤的處理地點是否在原場地內(nèi)又可以細(xì)分為原地異位和異地異位。

原位修復(fù)對環(huán)境的擾動較小，空間占用小，但對施工工藝的要求較高，短期修復(fù)效果的可控性較差。異位修復(fù)施工工藝要求較低，工期較短，但對環(huán)境的擾動性較大。

本項目地塊內(nèi)的污染區(qū)域集中分布于地塊北側(cè)，南側(cè)的空地可用于污染土壤開挖后的暫存與修復(fù)，且考慮到項目周期較為緊張、二次污染防控要求較高、規(guī)劃用地類型的敏感性等因素，最終選擇原地異位修復(fù)的模式。

2.2 修復(fù)技術(shù)篩選

該污染地塊的待修復(fù)介質(zhì)是土壤，待修復(fù)的目標(biāo)污染物為重金屬。針對重金屬污染的修復(fù)技術(shù)主要包括物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)、植物修復(fù)等[4]，其中如電動、電熱等物理修復(fù)技術(shù)以及植物修復(fù)技術(shù)的修復(fù)周期較長，修復(fù)效果難以把控，因此不適用于該地塊。經(jīng)過初步篩選，較適用于該地塊的修復(fù)技術(shù)包括異位固化/穩(wěn)定化技術(shù)、異位土壤淋洗技術(shù)及水泥窯協(xié)同處置技術(shù)。

從技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境和安全性等方面對修復(fù)技術(shù)進(jìn)行評價和比選，以上3種修復(fù)技術(shù)均能實現(xiàn)本場地污染土壤的修復(fù)，進(jìn)一步分析后得出以下結(jié)論：

（1）選用固化穩(wěn)定化技術(shù)修復(fù)后需進(jìn)行場地環(huán)境后期監(jiān)管，監(jiān)測周期較長，與用地計劃相矛盾；

（2）污染土壤中重金屬含量較高，采用水泥窯協(xié)同處置可能會造成水泥品質(zhì)下降，且污染土壤長距離運輸易產(chǎn)生二次污染；

（3）污染層土壤中砂礫含量高，淋洗修復(fù)效果較好[5]。因此初步選定異位土壤淋洗技術(shù)作為本地塊的修復(fù)技術(shù)。

3 技術(shù)可行性評估

通過小試實驗對選定技術(shù)的可行性進(jìn)行評估，同時獲取關(guān)鍵工藝參數(shù)，為后續(xù)修復(fù)施工提供參考依據(jù)。

影響土壤淋洗修復(fù)效果的工藝參數(shù)主要包括淋洗劑種類、淋洗液濃度、淋洗時間、土水比等。土壤淋洗劑主要包括無機(jī)淋洗劑、無機(jī)螯合劑、有機(jī)酸類螯合劑以及表面活性劑[6-7]，其中無機(jī)淋洗劑及螯合劑對重金屬的淋洗效果較好。小試實驗主要征對以上關(guān)鍵工藝參數(shù)進(jìn)行設(shè)計，選擇鹽酸、檸檬酸、琥珀酸、草酸、乙二胺四乙酸二鈉（EDTA-2Na）作為淋洗劑參與效果比選，實驗流程為：

（1）采集污染最為嚴(yán)重的點位樣品，晾曬風(fēng)干后過篩；

（2）配置足量不同藥劑種類、濃度的淋洗液；

（3）按照設(shè)定的土水比添加土壤樣品與淋洗劑，并按設(shè)定的淋洗時間進(jìn)行振蕩，水平振蕩速率設(shè)定為120次/min，翻轉(zhuǎn)振蕩速率設(shè)定為30 r/min；

（4）振蕩后的泥水混合樣品經(jīng)濾紙過濾出土壤并風(fēng)干后，進(jìn)行目標(biāo)污染物濃度的檢測分析。

小試實驗參數(shù)及結(jié)果詳見表2與表3。

表2 小試實驗參數(shù)表

表3 重金屬去除率結(jié)果匯總表

根據(jù)小試實驗結(jié)果分析可知，同樣濃度下無機(jī)酸（鹽酸）的淋洗效果最好，淋洗劑濃度對淋洗效果的影響較大，土水比及淋洗時間相較下對淋洗效果的影響較小。濃鹽酸具有強(qiáng)揮發(fā)性，有爆炸的風(fēng)險，對藥劑管理及使用的要求較高，且其屬于易制毒管制化學(xué)藥劑。因此不選擇鹽酸作為該地塊污染土壤的淋洗劑。高濃度的檸檬酸溶液對目標(biāo)污染物的去除率較高，且檸檬酸常用于食品加工業(yè)，使用的危險性較低，成本較低，因此選擇檸檬酸作為淋洗劑。

4 方案深化設(shè)計

4.1 劃定修復(fù)范圍

項目以地塊規(guī)劃紅線為邊界，考慮實際施工開挖原則（區(qū)域規(guī)整化、截彎取直）、后期測繪的便捷性以及邊界處插值誤差，結(jié)合項目地塊內(nèi)關(guān)注污染物的空間分布特征，以修復(fù)目標(biāo)值劃定各污染層的待修復(fù)范圍，讀取各開挖控制點的角點坐標(biāo)。

4.2 規(guī)劃修復(fù)場地

根據(jù)項目實施工藝對施工場地的平面布置進(jìn)行設(shè)計。平面布置設(shè)計應(yīng)遵循科學(xué)、緊湊、合理的原則，盡量減小施工場地占用面積并利用原有道路等可以再次使用的設(shè)施。

該地塊采用原地異位淋洗的修復(fù)技術(shù)，后續(xù)施工的主要功能區(qū)包括開挖土壤暫存區(qū)、土壤預(yù)處理區(qū)、土壤淋洗區(qū)、修復(fù)后土壤堆存區(qū)、廢水處理區(qū)、藥劑倉庫、辦公生活區(qū)、施工便道以及其他必要的配套設(shè)施。

4.3 環(huán)境管理要求

異位土壤淋洗涉及的主要工序包括基坑排降水、污染土壤的開挖和短駁、土壤預(yù)處理、淋洗修復(fù)、廢液處理與排放等，如果不采取有效的二次污染防止措施，很可能會因為施工產(chǎn)生的異味、揚塵、噪聲、廢水排放等對周邊環(huán)境造成影響，因此須明確施工過程中的二次污染防治措施。項目施工過程中產(chǎn)生的固體廢棄物主要包括施工材料的包裝袋與零星散料、廢棄勞保用品、沉淀池底泥、廢水處理殘渣以及施工人員產(chǎn)生的生活垃圾，產(chǎn)生的大氣污染物為揚塵以及修復(fù)施工設(shè)備與運輸車輛產(chǎn)生的尾氣，可能產(chǎn)生的廢水主要包括基坑積水、淋洗廢液[8]、清洗廢水以及生活污水。通過相應(yīng)的措施減少揚塵、噪聲、廢水、固廢的產(chǎn)生，收集產(chǎn)生的廢水及固廢并進(jìn)行無害化處置，以防修復(fù)工程產(chǎn)生二次污染。

5 結(jié)論

（1）對于土壤受重金屬污染的場地，選用淋洗修復(fù)技術(shù)可直接去除污染源，修復(fù)后土壤可回填至原基坑，實現(xiàn)土壤的資源化再利用。

（2）無機(jī)酸、無機(jī)螯合劑以及有機(jī)酸螯合劑對重金屬均有一定的淋洗效果，其中有機(jī)酸類螯合劑使用方便，成本可控，較適用于作為重金屬污染土壤的淋洗藥劑。

（3）淋洗劑的濃度對淋洗效果的影響較大，可通過提高淋洗劑濃度的方式增強(qiáng)淋洗效果。

（4）異位土壤淋洗工藝對二次污染防控的要求較高，需結(jié)合多種措施降低修復(fù)工程對周邊環(huán)境的影響。