張姍姍 張 光

（1 山發(fā)海岳環(huán)境科技（山東）股份有限公司 山東煙臺(tái) 264000 2 山東神馳石化有限公司山東東營(yíng) 257000）

引言

石化企業(yè)具有高能耗、高污染、高投入、高產(chǎn)出的基本特點(diǎn)，進(jìn)入新時(shí)代后由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式由原來(lái)的粗放型轉(zhuǎn)型到了集約型，要求此類(lèi)企業(yè)在習(xí)近平生態(tài)文明思想指導(dǎo)下，結(jié)合能源改革和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型等，調(diào)整自身的業(yè)務(wù)與發(fā)展方向。如，近年來(lái)我國(guó)部分石化企業(yè)已經(jīng)逐漸搬離城市中心地帶，轉(zhuǎn)移到了化工園區(qū)，一方面為此類(lèi)企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)提供了配套資源，另一方面促進(jìn)了城市化與工業(yè)化之間的協(xié)調(diào)發(fā)展，并在促進(jìn)二者融合的過(guò)程中，減少了工業(yè)源有機(jī)廢氣等對(duì)城市的污染等。但企業(yè)原址土壤修復(fù)中仍存在一定的廢氣排放，因此為有效提高此類(lèi)土地的利用率，應(yīng)持續(xù)加強(qiáng)相關(guān)治理工作。

1 土壤環(huán)境修復(fù)中的廢氣治理意義

1.1 保障生態(tài)系統(tǒng)安全

生態(tài)系統(tǒng)由土壤環(huán)境、大氣環(huán)境、水環(huán)境共同組成，3 種環(huán)境之間存在相輔相承的關(guān)系，既可以通過(guò)揮發(fā)、滲透、下沉等方式互相影響，也能夠通過(guò)連鎖反應(yīng)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)造成破壞。在以往的土壤環(huán)境修復(fù)過(guò)程中，部分企業(yè)只注重對(duì)土壤中的重金屬污染情況進(jìn)行治理，不太注重從生態(tài)系統(tǒng)角度分析土壤中廢氣治理意義。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，忽略土壤修復(fù)中的廢氣治理后，此類(lèi)廢氣會(huì)通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)循環(huán)，對(duì)大氣環(huán)境、水環(huán)境造成污染[1]。而隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，廢氣又會(huì)通過(guò)雨水下沉、滲透等途徑重新回到土壤之中，造成土壤污染。

1.2 提高土壤利用質(zhì)量

土壤環(huán)境修復(fù)的重點(diǎn)集中對(duì)土壤重金屬污染的治理方面，從以往的治理經(jīng)驗(yàn)看，土壤中的污染物既有重金屬、污水、化肥、農(nóng)藥、固體垃圾，也包括揮發(fā)性有機(jī)物。其中，作為廢氣的揮發(fā)性有機(jī)物，不僅種類(lèi)多，而且含有重金屬、粉塵、氟等，由于此類(lèi)污染物具有降解難度大、垂直遞減分布、有毒有害物質(zhì)向其他物質(zhì)傳遞等特點(diǎn)，危害相對(duì)較大。因此，對(duì)廢氣進(jìn)行治理，能夠減少其含量，降低其危害，從而在整體上提高土壤利用質(zhì)量。

1.3 預(yù)防發(fā)生二次污染

與固態(tài)、液態(tài)的污染物相比，廢氣主要以氣體形式存在，活動(dòng)空間相對(duì)較大。一方面，在生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)循環(huán)中可以對(duì)土壤造成二次污染；另一方面，可以通過(guò)傳導(dǎo)方式給農(nóng)作物、牲畜、人等造成間接危害。因此，在這種前提下，對(duì)廢氣治理時(shí)應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到治理過(guò)程中可能發(fā)生的二次污染問(wèn)題，從而在廢氣收集、存儲(chǔ)、運(yùn)輸、處置、排放等各環(huán)節(jié)做好防范措施。從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)看，在新時(shí)期的土壤修復(fù)過(guò)程中，通常會(huì)結(jié)合土壤中廢氣濃度不同的條件，選擇針對(duì)不同濃度廢氣的治理方法，對(duì)VOCs 污染土壤、含有高濃度與低濃度PAHs 污染土壤中的廢氣進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)化治理，從而達(dá)到預(yù)防廢氣產(chǎn)生二次污染的目的[2]。

2 石化企業(yè)原址土壤修復(fù)中的廢氣治理

2.1 項(xiàng)目概況

以主要從事石油加工的某石化企業(yè)為例，新時(shí)期該企業(yè)所在城市提出了生態(tài)城市建設(shè)目標(biāo)，根據(jù)所在城市的發(fā)展規(guī)劃與企業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)需求，搬遷到了新的化工園區(qū)，既解決老區(qū)資源配置不足的問(wèn)題，也為其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了必要條件。同時(shí)，該企業(yè)所在城市委托第三方機(jī)構(gòu)，對(duì)其搬遷后的原址土壤進(jìn)行了調(diào)查研究與修復(fù)治理，實(shí)現(xiàn)了二次利用。從調(diào)查報(bào)告看，原址在溫暖半濕潤(rùn)大陸季風(fēng)性氣候區(qū)域，春、夏、秋、冬分明，均具有典型性特征；處理之前的地下水修復(fù)面積為15.36hm2；含水層厚度為6.67m；最大勘探深度為21.5m。在勘查范圍以?xún)?nèi)的土層，由上到下依次為人工填土層→粉黏層→粉土層→粉黏層。

2.2 石化企業(yè)原址土壤修復(fù)工藝分析

該項(xiàng)目屬于石化企業(yè)搬遷后的原址土壤修復(fù)工程，接受委托的第三方機(jī)構(gòu)通過(guò)對(duì)勘察報(bào)告和現(xiàn)場(chǎng)采訪(fǎng)資料的分析，認(rèn)為該工程規(guī)模較大、地下水情況復(fù)雜、地質(zhì)分層較多、場(chǎng)地所在區(qū)域的土壤修復(fù)具有一定的難度，且土壤污染源主要來(lái)自油污與設(shè)備運(yùn)行中的介質(zhì)。在這種情況下，不排除廢氣排放后對(duì)所在區(qū)域進(jìn)行二次污染的可能性，因而該機(jī)構(gòu)擬采用環(huán)保性能較好的“原位修復(fù)+異位修復(fù)”方案對(duì)其進(jìn)行處理，同時(shí)根據(jù)實(shí)際工程量，與委托方協(xié)商將合同工期設(shè)置為500d，整個(gè)修復(fù)過(guò)程跨越4 個(gè)季節(jié)。

2.2.1 修復(fù)對(duì)象以粉土層的污染土壤為主

由于污染土壤修復(fù)以粉土層為主，且其中各層之間存在“層狀互層分布”特點(diǎn)，因此經(jīng)討論后，確定原址修復(fù)位置在4～14.5m 范圍之間，計(jì)算后得到的工程量數(shù)據(jù)為5.0×105m3。具體實(shí)施時(shí)，以原位修復(fù)為準(zhǔn)，要求配套開(kāi)展廢氣治理工作。與原位修復(fù)相比，異位修復(fù)重點(diǎn)集中在原址“表層”位置，具體污染土壤范圍在0～4m 范圍之間，計(jì)算后得到的工程量數(shù)據(jù)為4.4×105m3。

2.2.2 采用2 種處理技術(shù)進(jìn)行原位修復(fù)

原位修復(fù)過(guò)程中采用了2 種處理技術(shù)，即多相抽提+曝氣組合技術(shù)與原位化學(xué)氧化技術(shù)。具體操作時(shí)，先應(yīng)用原位化學(xué)氧化技術(shù)向飽和污染區(qū)注入空氣解吸出其中的揮發(fā)性有機(jī)污染物（VOCs）后，再對(duì)其中的廢氣進(jìn)行針對(duì)性治理。但如果環(huán)境影響評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，其污染程度較高時(shí)，則不能使用原位化學(xué)氧化技術(shù)完成處理，需根據(jù)組合法應(yīng)用后的取樣檢測(cè)結(jié)果，選用原位化學(xué)氧化法，通過(guò)補(bǔ)充強(qiáng)氧化劑的辦法增強(qiáng)原曝氣井的應(yīng)用效果，促進(jìn)原位修復(fù)的實(shí)現(xiàn)[3]。

2.2.3 異位修復(fù)以原地異位修復(fù)技術(shù)方案為準(zhǔn)

具體操作中要求先進(jìn)行開(kāi)挖施工，完成分區(qū)開(kāi)挖后將其中的土壤暫存至提前搭建好的膜大棚之內(nèi)，利用暫存與修復(fù)方式對(duì)其進(jìn)行處理。由于在異位修復(fù)范圍內(nèi)的土壤中廢氣種類(lèi)較多，為了保障修復(fù)效果與廢氣治理質(zhì)量，該機(jī)構(gòu)以1.5m 作為分界，將其分成了0～1.5m 和1.5～4.0m 的2 層，然后根據(jù)各層的主要污染物情況，進(jìn)行針對(duì)性處理。異位修復(fù)分層中的主要污染物如表1 所示。

表1 異位修復(fù)分層中的主要污染物

2.3 石化企業(yè)原址土壤修復(fù)中的廢氣治理措施

2.3.1 多樣抽提和曝氣修復(fù)

操作人員做好設(shè)備布置等工作后，以空氣注入井中的“注水功能”和“注氣”功能為主，通過(guò)切換2 種功能的方式將空氣與水注入指定位置。以注氣為例，注入空氣后可以對(duì)揮發(fā)性有機(jī)污染物揮發(fā)的強(qiáng)化并加速其溶解→脫附→揮發(fā)過(guò)程，提高廢氣治理效果。而應(yīng)用多相抽提與曝氣修復(fù)技術(shù)，操作人員在作業(yè)過(guò)程中不僅能較好地規(guī)避VOCs 和總石油烴（TPH）對(duì)自身的危害，同時(shí)也能減少VOCs 和TPH 對(duì)石化企業(yè)原址所在區(qū)域環(huán)境的破壞。但在具體操作時(shí)，為了預(yù)防無(wú)組織排放現(xiàn)象的發(fā)生，一方面應(yīng)按照“不留扇盲區(qū)和死角”的基本原則，對(duì)注入井的半徑范圍進(jìn)行合理控制，盡可能使其全面覆蓋治理區(qū)域的土壤與地下水受污染區(qū)域；另一方面應(yīng)在使用設(shè)備之前，對(duì)其中的管路密閉性進(jìn)行全面檢查，要求落實(shí)到接口密閉性、管路密閉性、井口密閉性方面，保障曝氣與注射管路整體的應(yīng)用效果。同時(shí)，對(duì)分離出的廢氣，根據(jù)組合工藝應(yīng)用要求配套應(yīng)用吸附法，利用活性炭完成吸附處理，并在排放前對(duì)其處理結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)分析，達(dá)標(biāo)后再進(jìn)行排放[4]。

2.3.2 原位化學(xué)氧化修復(fù)

由于該項(xiàng)目中的原址土壤污染區(qū)域面積較大，應(yīng)用多相抽提與曝氣修復(fù)技術(shù)，通常要求操作人員進(jìn)行多次修復(fù)，才能達(dá)到預(yù)期的廢氣治理效果。但如果經(jīng)多次修復(fù)后仍不能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，還需結(jié)合抽提間歇期的實(shí)際情況，配套應(yīng)用原位化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)完成對(duì)污染土壤的修復(fù)及廢氣治理。具體而言，該石化企業(yè)原址土壤修復(fù)應(yīng)用原位化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)時(shí)是以污染土壤作為對(duì)象，選擇適配性較高的氧化劑（如固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)），通過(guò)專(zhuān)業(yè)設(shè)備將其注入土壤；注入污染土壤的氧化劑，以地下水和土壤為載體，經(jīng)過(guò)流動(dòng)、滲透后，可在污染區(qū)域進(jìn)行擴(kuò)展并完成對(duì)該區(qū)域的覆蓋；氧化劑和污染物接觸后發(fā)生氧化反應(yīng)，完成修復(fù)工作。該工程中應(yīng)用的氧化劑共有過(guò)硫酸鹽、臭氧、Fenton 試劑、高錳酸鹽4 類(lèi)，具體應(yīng)用時(shí)需根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。

為了保障原位化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用效果，首先應(yīng)在注入井附近設(shè)置了外圍監(jiān)測(cè)井，一方面利用監(jiān)測(cè)裝置對(duì)污染物分布區(qū)域進(jìn)行了全面監(jiān)測(cè)，另一方面則根據(jù)藥劑運(yùn)移修復(fù)過(guò)程實(shí)施跟蹤監(jiān)測(cè)，對(duì)其應(yīng)用效果開(kāi)展評(píng)估[5]。需要注意的是氧化劑與污染物進(jìn)行接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程中，會(huì)受到注劑流量、注射壓力、注射進(jìn)位等多重因素影響，因此要做好整個(gè)系統(tǒng)的安全管理，確保其能夠在治理廢氣過(guò)程中始終處于穩(wěn)定狀態(tài)，最后使用活性炭吸附裝置完成對(duì)廢氣的收集及處理?？紤]到廢氣治理要求較高，本項(xiàng)目在吸附裝置中配套設(shè)置了高強(qiáng)度尼龍網(wǎng)，可以起到較好的過(guò)濾效果，同時(shí)為了規(guī)避無(wú)組織排放現(xiàn)象，還在出氣口與進(jìn)氣口分別設(shè)置了法蘭連接裝置，預(yù)防設(shè)備密封點(diǎn)出現(xiàn)漏泄問(wèn)題[6]。

2.3.3 石化企業(yè)原址土壤修復(fù)

石油化企業(yè)原址土壤修復(fù)中的廢氣構(gòu)成要素復(fù)雜，治理難度較大。在實(shí)際治理過(guò)程中應(yīng)采取合理的措施，保證治理效果。

2.3.3.1 樹(shù)立廢氣全面治理意識(shí)

治理人員應(yīng)樹(shù)立廢氣全面治理意識(shí)，重視土壤修復(fù)中的廢氣治理，并全面地理解其治理重要性及治理意義。建議在實(shí)踐中通過(guò)“觀(guān)念聯(lián)合構(gòu)建思想體系”的方法，一方面梳理與土壤修復(fù)中的廢氣治理相關(guān)的觀(guān)念，建立包括廢氣治理、土壤修復(fù)、生態(tài)保護(hù)、綜合效益產(chǎn)出等觀(guān)念的廢氣觀(guān)念治理體系；另一方面利用企業(yè)內(nèi)部的宣傳途徑、會(huì)議研討方式，以及人力資源管理中的知識(shí)結(jié)構(gòu)優(yōu)化專(zhuān)題培訓(xùn)等，助力治理人員更為全面的理解廢氣治理內(nèi)涵。

2.3.3.2 細(xì)致審核廢氣治理標(biāo)準(zhǔn)防止二次污染

治理人員應(yīng)結(jié)合石化企業(yè)原址土壤廢氣的特點(diǎn)、性質(zhì)、污染途徑等，細(xì)致審核廢氣治理標(biāo)準(zhǔn)，并要求在應(yīng)用任何一項(xiàng)治理技術(shù)期間，都要對(duì)每一項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用后的廢氣達(dá)標(biāo)情況進(jìn)行檢測(cè)，待達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后再將其排放到大氣之中。如果存在現(xiàn)場(chǎng)不能直接進(jìn)行處理的問(wèn)題，則應(yīng)按“集中收集，專(zhuān)項(xiàng)處理”的基本原則，先通過(guò)收集裝置將其儲(chǔ)存起來(lái)，再運(yùn)輸?shù)綄?zhuān)業(yè)處理場(chǎng)所進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)處理。同時(shí)，在廢氣收集、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、治理全過(guò)程，利用監(jiān)測(cè)裝置對(duì)其實(shí)際情況進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，預(yù)防發(fā)生泄漏導(dǎo)致二次污染[7]。

2.3.3.3 有組織排放作業(yè)區(qū)治理后的廢氣

該項(xiàng)目的治理經(jīng)驗(yàn)表明，石化企業(yè)原址土壤廢氣的治理并不能一蹴而就，做好作業(yè)區(qū)治理后的廢氣有組織排放，困難較大。因此，從該項(xiàng)目的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)看，應(yīng)利用BIM 技術(shù)中常用的Revit軟件與Navisworks 軟件，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)行建模與四維動(dòng)畫(huà)仿真模擬，提前預(yù)測(cè)其中潛在的風(fēng)險(xiǎn)，有利于在實(shí)際施工過(guò)程中通過(guò)優(yōu)化后的方案保障廢氣治理效果。

結(jié)語(yǔ)

結(jié)上所述，某石化企業(yè)搬遷后原址土壤受到一定的污染，同時(shí)排放后的廢氣會(huì)給大氣環(huán)境造成二次污染。修復(fù)項(xiàng)目操作人員結(jié)合原址土壤修復(fù)需求制定了內(nèi)容完整、流程標(biāo)準(zhǔn)的修復(fù)工藝，并從原位與異位2 個(gè)層面出發(fā)，在應(yīng)用相關(guān)修復(fù)技術(shù)過(guò)程中，較好地完成了對(duì)廢氣的治理工作。建議在當(dāng)前階段同類(lèi)工程中，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)施工一體化實(shí)踐模式，加強(qiáng)修復(fù)技術(shù)方案的研發(fā)設(shè)計(jì)，并在修復(fù)過(guò)程中突出廢氣治理的重要性，同時(shí)結(jié)合不同的修復(fù)技術(shù)加強(qiáng)廢氣的治理工作，確保原址土壤修復(fù)后的安全性。