上海某地塊多重污染土壤修復及其效果評估

董聰慧

（1.上海市巖土工程檢測中心有限公司，上海 200436；2.自然資源部大都市區國土空間生態修復工程技術創新中心，上海 200072）

根據上海市環保局、規劃資源局、經濟和信息化委員會、城鄉建設委員會等單位聯合發布的《關于保障工業企業及市政場地再開發利用環境安全的管理辦法》（滬環保防[2014]188號），工業企業用地再開發利用前，需進行地塊環境調查和風險評估，如果超風險則需進行地塊風險管控或修復；污染土壤修復后，需評價修復效果是否達到目標。因此土壤污染修復效果評估是必不可少的環節。

近年來，污染土壤修復效果評估的研究也取得一定進展。如從生物毒性、對土壤動植物和微生物的危害等方面，對評定方法和修復效果進行探討[1-4]；如采用對標法、健康風險評估法、生物毒性測試法和物理評價法等，對其在土壤修復效果評估工作中的應用進行分析[5]；如通過某項目苯并(a)芘污染修復效果評估的全過程[6]、對原地異位熱脫附技術修復石油烴污染土壤的效果評估[7]，說明修復技術的可行性；通過分別對砷和鉛砷復合污染修復工程的效果完整評估[8-11]，闡述了其具有的技術示范和典型意義。

本文涉及多環芳烴（PAHs）、石油烴與鉛三種不同類型的土壤污染，其中PAHs包括苯并(a)芘、二苯并(a,h)蒽、苯并(a)蒽等，該工程的修復效果評估工作比較復雜。而且相鄰地塊也存在污染，但尚未啟動土壤修復，這也為本地塊的修復工程增加了難度。希望通過本研究為相鄰地塊存在污染擴散風險的修復效果評估工作提供參考。

1 地塊概況與風險評定

1.1 地塊基本情況

某土壤污染地塊位于上海市東部，面積約47000 m2，污染面積為6777 m2，原為工業用地，規劃為住宅用地，屬于《土壤環境質量 建設用地土壤污染風險管控標準（試行）》（GB 36600-2018）中劃分的第一類用地。

1.2 地塊調查和風險評估

地塊調查結果表明，土壤中苯并(a)芘、二苯并(a,h)蒽、苯并(a)蒽、石油烴(C10-C40)、鉛的檢測結果超出國家標準GB 36600-2018第一類用地篩選值；地下水樣品中砷、石油烴(C10-C40)檢測結果超出《地下水質量標準》（GB/T 14848-2017）中Ⅳ類標準限制和《上海市建設用地地下水污染風險管控篩選值補充指標》（滬環土[2020]62號）中的第一類用地篩選值。具體結果見表1。

表1 地塊污染物超標情況Table 1 Exceedance of pollutants in plot

對超標結果進行人體健康風險評估，結果表明0~2 m的表層土壤中苯并(a)芘、二苯并(a,h)蒽、苯并(a)蒽、石油烴(C10-C40)、鉛對地塊可能暴露受體的健康風險均超出可接受水平，需要進行修復。

2 土壤污染修復

2.1 修復目標

結合確定的風險控制值、土壤篩選值，選擇其中較大值作為污染物的修復目標值，具體見表2。

表2 污染物修復目標值Table 2 Target value of pollutant remediation

2.2 修復范圍

本項目修復范圍涉及PAHs、石油烴和鉛這3類污染物，共5個污染區域，具體污染區域見圖1。

圖1 地塊污染區域Fig.1 Pollution area

2.3 修復方案

本項目3類污染均采用原地異位修復技術，其中PAHs污染土壤采用化學氧化法修復，采用的氧化劑為Na2S2O8；石油烴污染土壤采用熱脫附法；鉛污染土壤采用化學淋洗法修復，采用的淋洗劑為EDTA-2Na。修復后的土壤原地回填，不外運，修復過程產生的廢水申請了臨時排放證，檢驗達標后排放。

為防止相鄰地塊污染物擴散至本地塊，在修復工程施工前，在兩地塊邊界處建設止水帷幕。建設止水帷幕時清挖出的土壤作為石油烴污染土壤與基坑清挖土壤一起進行修復。

3 修復效果評估

3.1 監測布點技術方案

（1）基坑清理效果評估布點方案

基坑采樣單元的布設主要依據《污染地塊風險管控與土壤修復效果評估技術導則》（HJ 25.5-2018）標準中的密度和深度要求，基坑側壁采樣單元的長度不超過40 m；坑底采樣單元不超過40 m×40 m。根據修復工程實際清挖面積和基坑的幾何形狀進行布點，在各采樣單元均勻采集9個樣品，等質量混合成1個樣品。

PAHs污染區域面積5077 m2，石油烴污染區域1451 m2，鉛污染區域248 m2。污染區域基坑清理效果評估的布點數量見表3，PAHs污染基坑側壁和坑底分別布設75個和33個采樣單元，石油烴污染基坑側壁和坑底分別布設36個和15個采樣單元，鉛污染基坑側壁和坑底分別布設10個和4個采樣單元。基坑側壁布點見圖2、基坑坑底布點見圖3。圖中側壁及坑底點位為地塊側壁采樣段和基坑底部采樣單元的中心位置。

表3 基坑清理效果評估布點數量Table 3 Number of points for evaluation of foundation pit cleaning effect

圖2 污染區分布及基坑側壁布點圖Fig.2 Distribution of contaminated areas and layout of foundation pit side walls

圖3 基坑坑底布點圖Fig.3 Layout of pit bottom

基坑清挖效果評估的檢測因子為修復目標污染物，分別為苯并(a)芘、二苯并(a,h)蒽和苯并(a)蒽、石油烴(C10-C40)和鉛，并以修復目標值作為基坑清挖的評價標準。

（2）異位修復土壤布點方案

異位修復后土壤堆體布點，依據《污染地塊風險管控與土壤修復效果評估技術導則》（HJ 25.5-2018）中的要求進行。每個樣品代表的土壤體積不超過500 m3，堆土高度大于1m的，在每個采樣單元的中心位置分別采集上、中、下三層土壤，等量混合成1個樣品，采集現場PID篩測值最大位置的土壤測定VOCs。修復后土壤方量及布點數量見表4。

表4 修復土壤效果評估布點數量Table 4 Number of sites for evaluation of soil remediation effect

考慮到化學氧化過程中可能產生一些半揮發性有機物和揮發性有機物，因此檢測因子除了PAHs外，還增加了pH、SVOCs和VOCs。考慮到在熱脫附過程中，由于熱分解或熱裂解等作用可能生成其他有機物，因此石油烴污染土壤修復后的檢測因子除了石油烴外，還增加了pH、SVOCs和VOCs。修復目標污染物的評價標準為修復目標值，其他因子的評價標準按照國家標準GB 36600-2018第一類用地篩選值執行。

（3）潛在二次污染區布點方案

基坑清理、土壤修復和廢水處理，且修復土壤已經完成回填、滿足排放要求的廢水已經排放，現場施工設備基本離場，相關作業區清理完整之后，對潛在二次污染區進行布點采樣。

根據各區域污染風險的大小等情況，對潛在二次污染區布設表層土壤監測點和地下水監測點，表層土壤樣品采樣深度為0~0.2 m，地下水井深度均為6 m，具體布點數量及監測指標見表5，集水池區土壤監測指標：pH、苯并(a)芘、二苯并(a,h)蒽、苯并(a)蒽、鉛和石油烴(C10-C40)；地下水監測指標：石油烴、PAHs、重金屬、高錳酸鹽指數 、pH，其余區域監測指標均為：pH、苯并(a)芘、二苯并(a,h)蒽、苯并(a)蒽、鉛和石油烴(C10-C40)。土壤評估標準為修復目標值及GB 36600-2018第一類用地篩選值，地下水評估標準為GB/T 14848-2018的Ⅳ類水質標準限值。

表5 潛在二次污染區的布點數量Table 5 Number of sites in potential secondary pollution areas

（4）相鄰地塊污染擴散監測布點方案

為了監測相鄰地塊石油烴污染是否擴散到了本地塊，在兩地塊的邊界附近布設2個土壤監測點，布點見圖4。每個點按照0~0.5 m、0.5~1.0 m和1.0~2.0 m深度采集3個土壤樣品。檢測指標為石油烴(C10-C40)。

圖4 潛在二次污染區及相鄰地塊污染擴散監測布點圖Fig.4 Monitoring spot map of pollution diffusion in potential secondary pollution areas and adjacent plots

3.2 檢測結果與效果評價

（1）基坑清理效果評估

PAHs污染基坑樣品中，有37個樣品苯并(a)蒽有檢出，但均低于修復目標值，二苯并(a,h)蒽未檢出。苯并(a)芘有檢出，其中TC24的上層，TC14的下層樣品苯并(a)芘的含量分別為0.6 mg/kg和3.0 mg/kg，超過了修復目標值。基坑清理監測中苯并(a)芘有檢出的樣品結果見圖5。對未達標區域進行二次清挖，其后基坑驗收結果均小于修復目標值。

圖5 苯并(a)芘基坑清理監測結果Fig.5 Monitoring results of benzo (a) pyrene foundation pit cleaning

石油烴污染基坑樣品全部有檢出，其中TC47-1、TC47-2、TD45結果分別為4.21×103mg/kg、1.29×103mg/kg和2.96×103mg/kg，含量超過了修復目標值。基坑清理監測中石油烴大于300 mg/kg的樣品結果如圖6所示。對不達標區域進行二次清挖，二次清挖后基坑驗收采集了20個土壤樣品，結果1/5的樣品含量仍然超修復目標值。后進行了第三次清挖，三次清挖后基坑驗收結果均小于修復目標值。

圖6 石油烴基坑清理監測結果Fig.6 Monitoring results of hydrocarbon base pit cleaning

鉛污染基坑樣品檢測結果最大值為36 mg/kg，小于修復目標值，鉛污染基坑的清理達到了目標。

普查機構對普查過程中形成的應歸檔文件材料，要指定專門的部門或人員負責收集、整理與歸檔，并在普查工作完成時，向同級水行政主管部門的檔案部門移交。

（2）修復土壤效果評估

PAHs污染土壤修復后，各目標物均小于修復目標值或GB 36600-2018第一類用地篩選值或未檢出。

石油烴污染土壤修復后有2個樣品含量超過了修復目標值，最大檢測值為1.48×103mg/kg，其他參數均未超限值。經過t檢驗分析，檢測結果平均值95%置信區間的上限超過了修復目標值，因此第一次修復沒有達到修復目標。對石油烴不合格的堆土進行二次修復，二次修復后的土壤石油烴檢測結果均低于修復目標值。

鉛烴污染土壤修復后堆土的最大檢測值為47 mg/kg，小于修復目標值。pH在8.77~9.14之間。

修復土壤檢測結果具體見表6。

表6 修復土壤檢測結果Table 6 Test results of restored soil

（3）潛在二次污染區的防護效果評估

潛在二次污染區土壤樣品中的石油烴、PAHs和鉛等檢測指標的含量等均小于修復目標值或GB 36600-2018第一類用地篩選值或未檢出。

地下水樣品中，位于石油烴修復堆土區的地下水樣品石油烴濃度1.63 mg/L超標，另有2個樣品中的砷濃度分別為0.0770 mg/L和0.0703 mg/L。但超標濃度與調查階段相當，沒有發現明顯的二次污染現象，且經健康風險評估其健康風險是可接受的，其他水質檢測指標均小于評價標準。

（4）相鄰地塊污染擴散評估

對相鄰地塊與本地塊邊界處土壤樣品中石油烴進行了監測，樣品檢測結果均低于本地塊的修復目標值。結果表明，建設止水帷幕工程隔斷措施是有效的，相鄰地塊石油烴污染未擴散到本地塊。

3.3 修復效果評估判定

基坑土壤及異位修復土壤目標污染物含量均低于修復目標值或GB 36600-2018第一類用地篩選值，土壤修復效果評估合格。修復工程實施期間，采取了必要的防護措施，土壤污染修復過程未造成二次污染。

相鄰地塊石油烴污染未擴散到本地塊。

4 結果與討論

（1）本工程實際修復方量12370 m3，其中PAHs 9734m3、 石 油 烴 (C10-C40) 2388 m3、 鉛 248 m3。 修 復 前PAHs、石油烴和鉛的最大超標倍數分別為4.45、22.37和1.72，修復后含量均低于修復目標值，修復效果達標。

（2）如果在潛在二次污染區中出現了修復目標物以外的物質超標的現象，應對照調查階段和健康風險評估階段的檢測結果和風險評估結論做判斷，或再次進行風險評估。本項目潛在二次污染區地下水樣品中的砷和石油烴(C10-C40)超過了限值，對照了風險評估的結論，認為其健康風險是可接受的。修復工程實施未對環境造成二次污染。

（3）對于修復后的土壤，除了目標污染物外，還應根據采用的修復技術監測可能產生的新污染物，如化學氧化修復過程中可能產生VOCs等污染物，熱脫附過程中有可能因熱分解或熱裂解而產生VOCs和SVOCs等污染物，排除新污染物產生的可能性。對于潛在二次污染區，除了目標污染物外，還要監測修復過程中由土壤和修復廢水中遷移到地下水的污染物。

（4）當相鄰地塊與本地塊交界附近存在污染，且相鄰地塊還沒有啟動修復程序時，消除相鄰地塊的污染影響是土壤修復的重要內容之一。本地塊西側存在涉及石油烴污染的地塊，且一部分與本地塊相連，另一部分與本地塊未受污染部分相近。應當采取必要的工程隔離措施以防止相鄰地塊的污染物向本地塊擴散，且對于相近區域，在修復效果評估階段應在該區域邊界附近布設監測點，以監測污染擴散情況。