某典型化工污染場地土壤修復(fù)方案探究

胡 燕

（招商局生態(tài)環(huán)?？萍加邢薰?，重慶 404100）

近幾年，隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，工業(yè)化進(jìn)程也不斷加快，化工企業(yè)化工企業(yè)面臨巨大的環(huán)境污染問題，這嚴(yán)重制約了可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的有效推行。化工企業(yè)污染場地對于當(dāng)?shù)匕傩蘸突て髽I(yè)的工作人員帶來很大的安全隱患，因此對被污染的土壤進(jìn)行修復(fù)是一項(xiàng)具有普遍現(xiàn)實(shí)意義的工作[1]。本文通過相應(yīng)的化學(xué)方法以及實(shí)驗(yàn)室模擬操作，在建立相關(guān)體系的基礎(chǔ)上，對化工土地污染修復(fù)方案進(jìn)行具體確定，試驗(yàn)成果顯著。

1 資料與方法

1.1 污染土地狀況

該典型化工企業(yè)的土壤污染深度達(dá)1 m深，達(dá)到了嚴(yán)重污染的程度，經(jīng)過現(xiàn)場評估和確定，造成土壤污染的物質(zhì)為Cd以及苯。試驗(yàn)所采集的土壤樣品為輕度酸性，土壤中含有既定量的有機(jī)質(zhì)以及氮。樣品當(dāng)中兩種污染物的含量分別為87.2 mg/kg、55.32 mg/kg。

1.2 修復(fù)方案的制定步驟

本研究主要采用層次分析結(jié)構(gòu)模型，通過實(shí)地考察以及相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)評估，使得污染物得到確定。本評估體系包括經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、環(huán)境指標(biāo)、技術(shù)指標(biāo)以及社會認(rèn)可情況，每項(xiàng)指標(biāo)包含的內(nèi)容如表1所示。

表1 層次分析結(jié)構(gòu)模型

1.3 修復(fù)技術(shù)的篩選

1.3.1 Topsis法

這種方法具有綜合、全面、準(zhǔn)確的特點(diǎn)，經(jīng)過逐級評估，它能夠?qū)崿F(xiàn)對多個(gè)指標(biāo)的逐級排序，將各個(gè)指標(biāo)的優(yōu)劣情況進(jìn)行清晰反映[2]。當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護(hù)所、環(huán)境監(jiān)測中心以及土壤修復(fù)企業(yè)對本試驗(yàn)所發(fā)放的咨詢表進(jìn)行填寫并進(jìn)行反饋，試驗(yàn)人員及時(shí)對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，分析出結(jié)果。

1.3.2 實(shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)設(shè)計(jì)

該步驟主要是對修復(fù)方法以及技術(shù)的可行性進(jìn)行全方位的評估，并及時(shí)引進(jìn)曲面法，實(shí)現(xiàn)修復(fù)技術(shù)的優(yōu)化。

2 結(jié)果

2.1 修復(fù)技術(shù)的篩選

2.1.1 初步篩選

Cd具有比其他金屬更大的破壞性，因此對人體健康造成的威脅和傷害就更大。而自然條件下，苯具有難降解性，經(jīng)過逐漸積累就會形成對土壤的嚴(yán)重污染。一旦兩者同時(shí)存在于同一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，就會對環(huán)境造成更加嚴(yán)重的破壞[3]。目前，常見的修復(fù)技術(shù)包括微生物修復(fù)、原位化學(xué)淋洗、氧化還原以及異位化學(xué)淋洗四種。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)以及相關(guān)專家的評定，對四種方式在各個(gè)指標(biāo)中發(fā)揮的作用進(jìn)行評分，得出的結(jié)論如表2所示。

2.1.2 技術(shù)評定

經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室以及專家的確定，再加上一些數(shù)學(xué)方法的計(jì)算，結(jié)果顯示，四種修復(fù)方法與最佳以及最差技術(shù)之間的差距、相對接近度情況如表3所示。

表2 污染土壤修復(fù)技術(shù)評分

表3 土壤修復(fù)技術(shù)分析結(jié)果

表2和表3的數(shù)據(jù)表明，異位化學(xué)淋洗方法為土壤修復(fù)的最佳方法，因此在實(shí)踐生活中，可以積極引進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)。

2.2 室內(nèi)模擬試驗(yàn)

2.2.1 異位化學(xué)淋洗劑濃度的確定

在選取化學(xué)淋洗劑時(shí)，應(yīng)該保證洗劑的類型對土壤造成的傷害盡可能小而且具有較強(qiáng)的去污染能力。另外，這種試劑應(yīng)該可以實(shí)現(xiàn)二次回收利用，淋洗劑的價(jià)格不會出現(xiàn)一般化工企業(yè)擔(dān)負(fù)不起的狀況。只有這些因素都能夠得到保障，人們才能將該試劑投入被污染土壤的修復(fù)中。經(jīng)過相關(guān)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)確定，EDTA-2Na、EDTA、β-環(huán)糊精以及檸檬酸都有很好的去污染效果，其中以檸檬酸的98%為最高，而且檸檬酸比較廉價(jià)，應(yīng)用起來比較容易。而前面兩種試劑具有不易降解的特性，經(jīng)過長時(shí)間的使用，可能會對土壤產(chǎn)生不同程度的二次污染。因此，經(jīng)過層層試驗(yàn)，最終確定β-環(huán)糊精以及檸檬酸為化學(xué)淋洗劑的主要原料。試驗(yàn)之后，土壤樣品當(dāng)中的有害物質(zhì)Cd與苯的含量分別下降為18.14 mg/kg和17.51 mg/kg，去除率達(dá)80.14%和70.50%。

2.2.2 化學(xué)淋洗條件的確定

化學(xué)反應(yīng)受溫度、酸堿性以及時(shí)間的影響較大，因此試劑只有在特定的條件下才能發(fā)揮出最大的作用。通過利用相關(guān)軟件對可能影響淋洗效果的因素進(jìn)行回歸分析，結(jié)果顯示，淋洗劑的p H值、攪拌強(qiáng)度、淋洗時(shí)間、次數(shù)以及溫度都會對效果產(chǎn)生不同程度的影響，且上述影響因素的影響效果依次降低。在這樣的條件下，筆者又進(jìn)行了交互項(xiàng)的交叉分析，最終確定最佳的淋洗條件為：pH=4.5，溫度為35℃，攪拌強(qiáng)度為320 r/min，淋洗3.5 h，淋洗4次。

3 結(jié)論

對某典型化工污染地土壤進(jìn)行修復(fù)方案選擇時(shí)，首先應(yīng)該確定技術(shù)篩選體系，然后進(jìn)行最佳接近度的確定。淋洗試驗(yàn)表明，用檸檬酸以及β-環(huán)糊精作為淋洗劑效果最好，對Cd和苯的去除效果分別達(dá)到80.14%和70.50%。相關(guān)回歸分析表明，化學(xué)淋洗試驗(yàn)進(jìn)行的最佳條件為：pH=4.5，溫度為35℃，攪拌強(qiáng)度為320 r/min，淋洗3.5 h，淋洗4次。將上述試驗(yàn)室確定的最佳淋洗方案應(yīng)用到某典型化工企業(yè)，然后對淋洗后的土壤進(jìn)行抽樣檢測，發(fā)現(xiàn)Cd和苯的去除量分別為69.88 mg/kg和38.20 mg/kg，去除率高達(dá)80.14%和70.50%，接近預(yù)期目標(biāo)，說明該項(xiàng)淋洗技術(shù)值得在被污染化工企業(yè)的土壤修復(fù)中進(jìn)行運(yùn)用和推廣。

參考文獻(xiàn)

1 杜芳芳，楊 毅，劉 敏，等.上海市表層土壤中多環(huán)芳烴的分布特征與源解析[J].中國環(huán)境科學(xué)，2014，34（4）：989-995.

2 劉 霞，王建濤，張 萌，等.螯合劑和生物表面活性劑對Cu、Pb污染塿土的淋洗修復(fù)[J].環(huán)境科學(xué)，2013，（4）：1590-1597.

3 李 可，潘 澄，滕 應(yīng)，等.紫花苜蓿、海州香薷及伴礦景天對多氯聯(lián)苯與重金屬復(fù)合污染土壤的修復(fù)作用[J].土壤學(xué)報(bào)，2015，49（5）：1062-1067.