污染場地土壤調查評價及修復方案探析

陳旭波

摘? 要：污染場地是指因堆積、儲存、處置等方式，承載了有害物質，對人體健康和環境具有潛在風險的空間區域。該文針對廣州一塊土地，其原是一家公司生產廠，在“三舊”改造計劃中莫名發生火災，為明確場地內主要污染物及類型，查明起火原因，該文對廣州某地塊土壤及地下水開展了調查和采樣工作。土壤檢測結果表明，該場地土壤質量符合標準要求，土壤及地下水檢測結果表明，部分指標含量已超過背景值或限定值，并建議對場地中磷含量過高的區塊采用化學修復法進行修復，達到無害化處理的目的。該研究為場地風險評估及土壤污染治理修復提供科學依據。

關鍵詞：污染場地? 土壤調查? 評價? 修復

中圖分類號：X53? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2021）03（c）-0082-03

Investigation， Evaluation and Remediation of Contaminated Soil

CHEN Xubo

（Guangdong Living Environment Harmless Treatment Center Co.， Ltd.， Guangzhou， Guangdong Province， 510405? China）

Abstract： Contaminated site is a kind of space area which has potential risks to human health and environment because of the accumulation， storage and disposal of harmful substances. This article is aimed at a piece of land in Guangzhou， which was originally a company's production plant， and a fire broke out inexplicably during the "Three Olds" renovation plan. In order to identify the main pollutants and types in the site and find out the cause of the fire， the soil and groundwater in a plot of Guangzhou were investigated and sampled. The soil test results showed that the soil quality of the site met the requirements of the standard. The soil and groundwater test results showed that the content of some indicators had exceeded the background value or limit value. It was suggested that the area with high phosphorus content should be mined In order to achieve the goal of harmless treatment， chemical repair method was used. The study provides a scientific basis for site risk assessment and soil pollution remediation.

Key Words： Contaminated site; Soil investigation; Evaluation; Remediation

城市土壤作為地球土壤圈的一部分，具有一定的生態、環境和經濟功能，關系到城市生態環境的質量和人類健康。

污染場所是指由于積聚、存儲和處置而攜帶有害物質并對人類健康和環境造成潛在風險的空間區域。具體來說，該空間區域中的有害物質載體包括場地土壤、場地地下水、場地地表水、場地環境空氣、殘留的場地污染物，例如生產設備和建筑物[1]。

在廣州的一塊土地，其原本是一家公司的生產廠，在“三舊”的改造計劃將其作為商業辦公中心，而在施工過程中，地面莫名其妙地發生火災，并發生了煙霧事故。為了弄清現場的主要污染物和類型，并找出起火的原因，該研究對地塊上的土壤和地下水進行了調查和采樣，為場地風險評估和土壤污染控制修復提供了科學的依據。

1? 研究區概況

研究區域位于廣東省廣州市海珠區商業地段的西南部，這里是亞熱帶、溫暖多雨的季風氣候地區，全年溫度較高，年平均氣溫為22.1 ℃，多年平均降雨量為1 801 mm。研究區域位于珠江水系的廣州河網段，河網密集。

該地塊是一家農藥工廠 ，建于1975年，并于1980年投入生產，代設有紅磷車間、黃磷電爐、磷礦罐、磷礦粉罐和產品車間，主要位于研究區的西部。在1995年11月，農藥廠與化工公司共同建立了煙酰胺生產線，該煙酰胺生產線于1998年正式投產，主要生產維生素酰胺，年產3 400 t。在“三舊”改造的轉型時期，生產被暫停和搬遷[2]。

2? 調查方法及采樣

2.1 調查方法

該研究主要參照《場地環境監測技術導則》（HJ 25.1-2014），《土壤環境監測技術規范》（HJ1T 166-2004）以及《廣州市污染場地調查、評估、修復工作技術指引》（2013）的相關要求進行調查及采樣[3]。

2.2 分析檢測項目

分析檢測項目包括無機污染物、半揮發性有機物、農藥/多氯聯苯及其他。

2.3 采樣及測試

按照規范要求進行采樣，共采集土壤樣18個，地下水樣1組，采取樣品由珠江流域水環境監測中心和上海通標標準技術服務有限公司（SGS）檢測（見圖1）。

3? 土壤和地下水環境質量評價

3.1 土壤檢測結果評價

3.1.1 評價方法與依據

主要評價標準是《展覽會用地土壤環境質量標準（暫行）》（HJ/T 350-2007）。參考標準為《土壤環境質量標準》（GB 15618-1995）。該標準規定了pH、鎘、汞、砷、銅、鉻、鋅、鎳、六六六和滴滴涕，主要適用于農業和林地[4]。

對于該研究關注的磷指標，目前尚無質量評估標準可依，因此該研究主要基于國家公共參考材料中磷的背景值。除上述標準外，對現場重金屬的評估還將以廣東省《中國土壤元素背景值》的物質背景為基礎，作為評估現場土壤污染程度的參考[5]。

3.1.2 土壤樣品檢測結果分析

該研究僅比較從明顯達到或超過標準的樣品中收集的數據。現場采樣點的pH值范圍為6.8～10.8，平均值為8.2。采樣點L3、L6、L9、L10和L11均大于9，這顯然是堿性的，懷疑使用氨作為生產原料會導致沉淀。

將磷作為這項研究的主要指標，與珠江三角洲中部的磷本底值《珠江三角洲多目標區域地球化學生態環境評價》進行了比較（經濟發達的珠江三角洲為425 mg/L[6]，但L13、L14、L15、L17和L18采樣點的磷含量與背景值略有不同外，其他采樣點的磷含量明顯超過背景值達82倍。根據調查，原始農藥工廠的紅磷車間、黃磷電爐、磷礦石礦床、磷礦石粉塵礦床和成品車間主要位于研究區域的西部。與該次采樣和測試的結果一致，即西部的磷含量超過了背景值。據推測，在該農藥廠和黃磷電爐的磷倉中的含磷土壤（主要是黃磷）在1996年進行分級時并未完全清除或填滿。這導致了自燃和燃燒，開挖后含磷（主要為黃磷）的土壤冒煙現象。

根據不同海拔高度磷含量的統計分布，研究區域磷含量的分布有兩個規律：一是磷含量隨海拔高度的降低（深度增加）而近似降低;二是磷含量隨海拔高度的降低（深度增加）而降低。其次是最大磷含量一般出現在6.0～7.0 m（約2 m的埋深）高度，該標準的高水平應是恢復和處理的關鍵水平。

3.2 地下水檢測結果評價

3.2.1 評估方法和依據

采用《地下水質量標準》（GB 14848-93）推薦的評價方法，并采用綜合評價方法對研究區域的地下水水質進行評價。由于該研究中地下水中的有機物含量低于檢出限，因此將不進行具體評估。

3.2.2 地下水測試結果分析

陰離子主要為Cl-，其次為SO42-。pH值為7.7，為弱堿性水。總溶解固體含量為579 mg/L，屬于淡水;總硬度為62.9 mg/L，屬于軟水;氟含量較高，為1.66 mg/L，符合IV級水標準。

盡管已檢測到總放射性和總放射性，但含量相對較低且符合I類水標準汞和鉬處于未檢出狀態盡管已檢測出銅、鋅、鈷、硒、鎘、砷、鎳等，其含量相對較低，達到I類水標準;錳和鈹含量相對較高，達到IV類水標準。

3.2.3 地下水水質評價結果

綜合評估：研究區域的地下水受到氯化物、氟化物、氨氮、錳和鈹的影響，水質較差。單元素評估：地下水陰離子表面活性劑鎘、鉛和鐵屬于II類，總溶解固體屬于III類，氯化物、氟化物、氨氮、錳和鈹屬于IV類，其他指標均符合I類水標準。有機污染物的含量低于檢出限，表明地下水沒有被有機污染物污染。

4? 修復方案

4.1 化學修復原理

污染土壤的化學修復原理是根據污染土壤的性質選擇合適的化學修復劑添加到土壤中，使污染物與修復劑之間發生一定的化學反應，以達到降解或排毒的技術。

研究區域的主要污染物是磷，因此根據易氧化的磷的性質，使用強氧化劑進行處理。其原理是：在中性或堿性條件下加入適量的次氯酸鹽、過氧化氫等，使其充分反應生成磷酸鹽，所生成的鈣鹽起磷酸鹽結合的作用，可以有效地防止磷酸的產生，達到了無害化處理的目的。

4.2 化學反應方程式

根據污染場地的土壤性質，污染層多位于填土層和粉質粘土層中，采用強氧化劑灌注法，結合翻土攪拌加快化學反應進程。強氧化劑優先選擇次氯酸鈣（漂白粉），其來源廣泛、成本低、操作方便。處理難點在于反應控制點的掌握和化學藥劑過量后續處理問題。

（1）單質磷氧化反應：2P+5ClO-+3H2O=2PO43-+5Cl-+6H+;2PO43-+3Ca2+=Ca2（PO4）3;H++OH-=H2O。對于過量氧化劑，可以投加適量焦亞硫酸鈉消除。

（2）焦亞硫酸鈉的反應式如下：H2O+（S2O5）2-+2ClO-=2Cl-+SO42-+Ca2+=CaSO4。

4.3 含磷土壤無害化處理步驟

（1）通過設備（泵、氣霧劑）將10%～20%濃度的次氯酸鈣溶液倒入含磷的土壤中，溶液會向下滲透并與土壤中的磷反應。根據受污染部位的磷含量選擇相對濃度的次氯酸鈣溶液，以節省成本并避免過量。采用分批噴霧法，以防止次氯酸鈣溶液溢出污染區域。

（2）次氯酸鈣溶液與土壤中的磷之間的氧化反應迅速而放熱。反應結束后12 h，應將土壤層分層，并在分層翻土過程中局部自燃時直接噴灑次氯酸鈣溶液。當發生大面積自燃時，應立即停止翻土操作以及噴涂和澆注次氯化鈣溶液。如果土壤中的磷已基本被氧化，則在翻土過程中將不會自燃或冒煙。在測試土壤樣品以確定無磷后，應去除土壤以進行清潔或更換。

（3）在去污過程中，根據次氯酸鈣的氣味判斷是否有過量的次氯酸鈣。如果有異味，請分批噴灑濃度為10%的焦亞硫酸鈉溶液在地面移土上。當焦亞硫酸鈉噴涂過量時，噴涂濃度為2%～5%的次氯酸鈣溶液進行氧化處理。

5? 結語

（1）土壤測試結果表明，該地點的土壤質量在《展覽會用地土壤環境質量評價標準》A-B級之間，可用于II類土地使用（包括場館用地、綠地、商業用地、市政土地等）。因此，場地土壤質量符合標準要求。

（2）土壤和地下水測試結果表明，某些指標的含量超過了背景值或極限值，對環境質量產生了一定的影響。必須認真對待并加以處理以防止污染。

（3）目前沒有將《土壤環境質量標準（修訂）征求意見稿》（GB 15618-2008）、《土壤環境質量標準》（GB 15618-1995）、《展覽會用地土壤環境質量評價標準》（（暫行）HJ/T 350-2007）列為污染指標。但是，如果土壤中的磷含量過高，則在土壤平整翻土的過程中會發生自燃或冒煙（土壤的自燃會產生大量有毒煙霧，例如五氧化二磷），對周圍環境有不利影響。建議采用化學修復的方法現場修復磷含量過高的地塊，以達到無害化處理的目的。

參考文獻

[1] 孫寧，張巖坤，丁貞玉，等.建設用地土壤污染第一階段調查方法辨析[J].環境保護科學，2020，46（6）：

149-154.

[2] 林暉.探討污染場地土壤調查布點及采樣[J].環境與發展，2020，32（11）：48-49.

[3] 喻珊.湖北某礦業城市某區土壤重金屬污染狀況調查及形態分析研究[D].中南民族大學，2019.

[4] 劉歡.西安污灌區土壤的調查與修復[D].西北大學，2017.

[5] 王波.某工業場地土壤環境污染調查及再利用風險評估研究[D].合肥工業大學，2018.

[6] 韓豐磊，李婷，孫慧，等.廢棄石化用地土壤和地下水污染調查與評估[J].土壤通報，2020，51（5）：1238-1245.