我國污染場地土壤修復技術的工程應用與商業(yè)模式分析

摘要：基于我國土壤污染形勢及污染場地的特點，介紹了幾種典型的污染場地土壤修復技術在國內(nèi)的工程應用現(xiàn)狀，包括工程技術適用的范圍、系統(tǒng)構成、主要工程裝備、工程案例、參考成本等。并結合當前我國土壤修復行業(yè)的特點，系統(tǒng)分析了現(xiàn)階段國內(nèi)污染場地土壤修復行業(yè)的商業(yè)模式及其未來的發(fā)展方向。

關鍵詞：土壤污染；場地污染；土壤修復；工程應用；商業(yè)模式

引言

近年來，隨著我國產(chǎn)業(yè)結構的調(diào)整及城市化進程的加快，全國的大中城市都實施了“退二進三”“退城進園”的政策，大批涉及化工、冶金、石油、交通運輸、輕工等行業(yè)的污染企業(yè)先后搬遷或者關閉。大量工業(yè)企業(yè)搬遷遺留場地的污染土壤在再開發(fā)利用過程中，污染物會直接對該區(qū)域的土地上從事生產(chǎn)、生活人員的健康構成威脅。隨著我國土壤污染面積不斷擴大，更是出現(xiàn)了復合型、混合性的高風險污染區(qū)，并呈現(xiàn)出城郊向農(nóng)村延伸、局部向區(qū)域蔓延的趨勢。

2005年4月—2013年12月，國家環(huán)境保護部和國土資源部聯(lián)合對全國土壤污染狀況進行了調(diào)查，調(diào)查點位覆蓋全部耕地，部分林地、草地、未利用地和建設用地。調(diào)查結果表明： 全國土壤環(huán)境狀況總體不容樂觀，部分地區(qū)土壤污染較重，耕地土壤環(huán)境質量堪憂，工礦業(yè)廢棄地土壤環(huán)境問題突出，工礦業(yè)、農(nóng)業(yè)等人為活動以及土壤環(huán)境背景值高是造成土壤污染或超標的主要原因。在有限的土地資源和脆弱的環(huán)境承載能力狀況下，積極開展土壤污染修復治理工作可以為我國實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展提供有力保障。

本文基于我國土壤污染形勢及污染場地的特點，介紹了幾種典型的污染場地土壤修復技術在國內(nèi)的工程應用現(xiàn)狀，包括工程技術適用特點、系統(tǒng)構成、工程裝備、工程案例、參考成本等。并結合當前我國土壤修復行業(yè)的特點，系統(tǒng)分析了現(xiàn)階段國內(nèi)污染場地土壤修復行業(yè)的商業(yè)模式及未來的發(fā)展方向。

1、我國污染場地土壤修復技術的工程應用現(xiàn)狀

1.1解吸脫附技術

1.1.1工程應用

解吸脫附技術可分為常溫解吸和熱解吸，熱解吸又稱為熱脫附技術，可根據(jù)解吸溫度分為低溫熱脫附（土壤加熱溫度低于315℃）及高溫熱脫附（土壤加熱溫度高于315℃）。在國內(nèi)工程應用時，常溫解吸技術通常將污染土壤堆置成條形土垛，通過翻拋設備對土垛進行翻拋作業(yè)，使土壤中的揮發(fā)性污染物經(jīng)揮發(fā)去除。熱解吸技術用到的處理系統(tǒng)及設備相對復雜，如滾筒式熱脫附系統(tǒng)、流化床式熱脫附系統(tǒng)、微波熱脫附系統(tǒng)及紅外線熱脫附系統(tǒng)，國內(nèi)工程主管應用的主要是滾筒式熱脫附系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由進料系統(tǒng)、熱解吸系統(tǒng)和尾氣處理系統(tǒng)組成，加熱方式可以選擇直接加熱或間接加熱。一般情況下，直接加熱處理土壤的溫度為150℃—650℃，間接加熱處理土壤的溫度為120℃—530℃，在國內(nèi)工程應用中，為保證熱脫附的效率和能耗，土壤進料前需進行預處理使其含水率低于25%，最大土壤粒徑不超過50mm。

1.1.2工程案例

某化工廠廢棄后，經(jīng)場地調(diào)查與風險評估發(fā)現(xiàn)，廠區(qū)內(nèi)土壤均受到VOCS和SVOCS為主的復合有機物的污染，主要污染物為BTEX、有機磷農(nóng)藥、多環(huán)芳香烴等，工程規(guī)模約為20萬m2。輕度污染土壤采用常溫解吸技術，重度污染土壤采用滾筒式熱脫附技術將污染土壤均勻加熱到300—550℃，氧化焚燒室污染物去除率大于99.9%，修復后的土壤中污染物濃度達到修復目標，項目實際工程費用約為1000元/m3。

1.2化學氧化、還原技術

目前，國內(nèi)化學氧化、還原技術的應用中，常見的化學氧化、還原劑包括芬頓試劑、錳酸鹽、過硫酸鹽、臭氧、硫化氫、亞硫酸氫鈉、硫酸亞鐵、多硫化鈣和零價鐵等，其中過硫酸鹽和零價鐵是目前國外較為推崇的氧化劑和還原劑。工程應用技術可分為原位處理技術和異位處理技術，異位處理系統(tǒng)主要包括土壤預處理、藥劑混合及防滲系統(tǒng)等。預處理系統(tǒng)是對污染土壤進行破碎、篩分或添加改良劑等，主要設備包括破碎篩分斗、挖掘機等。藥劑混合系統(tǒng)是將污染土壤與藥劑進行混合攪拌，主要設備包括土壤改良機、淺層土壤攪拌機等。防滲系統(tǒng)是具有抗?jié)B能力的反應池，并且能夠防止攪拌設備對其損壞，通常采用抗?jié)B混凝土或防滲膜加保護層。原位處理系統(tǒng)主要由藥劑設備、存儲系統(tǒng)，注入系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)等組成，藥劑通過注射并注入到污染區(qū)，注射井的數(shù)量和深度根據(jù)污染區(qū)的范圍及污染程度進行設計，在注射井的周邊及污染區(qū)域的外圍布置檢測井，以便在修復過程中及修復后對污染區(qū)的污染物，及藥劑的分布和遷移情況進行監(jiān)測。對于滲透性較低的土壤，可以采用土壤混合技術或液壓破裂技術幫助化學藥劑分散到污染區(qū)土壤中。

1.2.2工程案例

某農(nóng)藥生產(chǎn)場地，經(jīng)場地調(diào)查與風險評估發(fā)現(xiàn)其主要污染物為磷甲苯胺。對氯甲苯、1，2-二氯乙烷等多有機污染物，其地下水污染面積約為6000m2，污染深度達18m。綜合場地污染物特性、污染物濃度、土壤特征以及項目開發(fā)需求、選用原位化學氧化技術進行非挖掘區(qū)地下水污染治理，整個修復項目的運營管理費用為2000—2500元/m2.

1.3化學淋洗技術

在化學淋洗技術的應用中，有機污染物選擇的淋洗劑一般為表面活性劑和有機溶劑，重金屬污染選擇的淋洗劑一般為無機酸、有機酸、絡合劑等，對于有機物和重金屬復合污染，可考慮兩類淋洗劑的復配。工程應用技術也可分為原位處理技術和異位處理技術，但在國內(nèi)的工程應用中，受場地條件等因素的限制，很少使用原位處理技術，工程中更多地偏向于使用異位化學淋洗技術，異位處理系統(tǒng)主要包括土壤預處理、篩分、淋洗、水土分離、污水處理及揮發(fā)氣體控制系統(tǒng)等。主要設備包括土壤預處理設備，物理篩分設備、輸送設備、增效淋洗設備、水土分離及脫水設備、污水處理系統(tǒng)、自動控制設備等。該技術對于污染物集中的大顆粒土壤更為有效，對黏土的處理較為困難，土壤中細粒的百分含量是決定該技術修復效果和成本的關鍵因素，若土壤中含有25%以上的粘粒，則修復成本會大大提高，這種情況下通常不會考慮采用化學淋洗技術。

2、結語

我國土地資源緊缺，土壤污染形勢嚴峻，隨著近年來在各大城市進行場地的調(diào)查評估和修復工作的開展，通過不斷引進國外先進技術和設備，我國的污染土壤修復技術已經(jīng)基本實現(xiàn)了工程化應用。但成套引進現(xiàn)成的技術裝備，受到國外知識產(chǎn)權的保護，費用昂貴，同時也存在這水土不服的問題，需要根我國土壤污染特點進行適應性分析，消化吸收國外先進的經(jīng)驗，加強給內(nèi)修復材料和設備的研究開發(fā)，早日形成我國自主知識產(chǎn)權的工程技術、修復材料和工程裝備。

參考文獻：

[1]張永明.污染土壤修復技術研究現(xiàn)狀與趨勢[J].化學進展.2012，（03）：558-565.