工業污染場地土壤修復技術研究

潘尚躍

（上海建工環境科技有限公司 上海 200063）

引言

新時代背景下，我國土壤污染的情況日益嚴重，大多數土壤污染是因工業污染而形成。由于工業化的快速發展，部分企業過于注重經濟利益，工廠廢料處理得不合標準，使污染物進入土壤造成污染。而土壤污染嚴重危害人類的健康，并且影響國家與社會的發展。鑒于此，我國針對工業污染場地中的土壤修復問題展開深入研究，并推廣有效的修復技術，以改善土壤污染問題。

1 工業場地污染簡述

工業場地污染的形成，通常是由于在化工領域、石化領域、煉焦領域、機械加工領域中，危險化學品的生產、存儲、應用等相關工業生產廢水排放不達標，突發事故，各種產品、原材料等存儲中出現滲漏而導致的。污染場地主要是通過地下水及大氣等各種途徑，對土地使用功能造成嚴重影響，甚至危害人體健康。

2002 年，伴隨城市發展過程中“退二進三”、“退城進園”、“產業轉移”等各種發展策略的不斷實施，我國的工業污染場地出現大量遺留問題。這種污染場地通常集中在人口稠密區域，暴露途徑十分明顯，對人類的居住環境造成嚴重風險。其中的污染物通常是以重金屬、有機物（多氯聯苯類、多環芳徑類等）復合型污染為主，具有污染歷史長遠、污染物成本較為復雜、污染水平較高的特征。2016 年國務院印發《土壤污染防治行動計劃》（“土十條”），對土壤治理提出了標準要求。2017 年被業內稱為“土壤修復環境政策爆發年”，繼國家發布“土十條”之后，全國多個省份相繼發布了地區的“土十條”。此后各種政策陸續發布。“十三五”時期，土壤修復項目數量和市場規模的增長速度明顯加快。但業內專家分析認為，我國的土壤修復產業目前仍在起步階段，未來市場規模還將保持長期增長態勢。2021 年作為“十四五”時期深入打好污染防治攻堅戰的開局之年，在實現“碳達峰、碳中和”目標的重要支撐下，土壤修復行業仍將處于重要的發展機遇期。中科院南京土壤研究所所長、研究員沈仁芳曾指出“我國土壤資源家底不清、狀況不明，嚴重制約我國工業場地污染的治理”。我國應全面開展土壤的“摸家底”行動，尤其是工業場地污染情況，明確掌握工業污染場地的實際污染情況及其對周邊環境的危害。嚴格遵照“土十條”的根本要求：土壤環境質量從2020 年的“初期遏制加重趨勢”至2030 年扭轉成“穩中向好”。充分考慮我國先進發展觀念，到2035 年基本實現美麗中國建設等目標，土壤修復工業預計到“十四五”時期將邁入全面發展重要階段[1]。

2 我國城市工業污染場地的修復研究現狀

我國土壤污染修復技術的研究在各種項目的支持下穩步向前，“十五” 是起步階段，“十一五” 是進步時期，“十二五”是高速發展時期，“十三五”是跨越時期。長期的發展，推動了土壤修復技術的運用，使綠色修復實現產業化發展，在修復技術、裝備、規劃應用方面，我國和世界先進水平的差距逐漸縮短。隨著技術不斷提高，初步創建了場地土壤修復技術體系，土壤修復技術快速與原位技術結合，并良好運用。從技術裝備的角度來講，不斷研發出支持快速土壤修復的各種裝備；從技術產業的角度來講，研發的技術支持了規模化的運用和產業化運作。特別是重金屬污染修復，國內外的共同熱點在于植物修復技術、淋洗技術，電動修復電極材料的研發等。有機污染修復等各個方面的研究要比重金屬更少，我國的很多工作集中于有機污染物的熱脫附設備和微生物修復藥劑的深入研發。熱脫附和相關技術在國際上已邁入產業化時期，在我國，異位與原位熱脫附技術在難以降解或者持久有機物污染場地土壤的修復之中獲得廣泛運用。

當前階段，城市工業污染場地修復技術涉及眾多類型，按照修復處理工程位置的差異性，可明確劃分成原位修復技術與異位修復技術。原位修復通常指的是對場地污染物開展就地處理處置，可實現深層污染與地下水的有效修復；異位修復通常指的是挖出土壤以后開展的地上處理技術，環境風險較低且容易控制。城市工業污染場地修復的最終目標就在于場地的開發再利用，在城市土地經濟價值的驅動之中，場地修復技術具有修復周期短、二次污染風險小、穩定性高、給土壤結構造成的擾動小等特征，對工業污染場地而言，其修復具有重要意義[2]。

在借鑒國外相關工程實例的基礎上，我國開展了一些工業污染場地修復的試點與示范項目，具體如表1 所示。通過反復研究而研發出較成熟的場地修復技術，這些技術主要是以挖掘后異位處理處置為主，包括挖掘填埋處理、高溫焚燒、水泥窯協同處置等。實際工業污染場地多表現為混合污染，污染物種類很多，需要靈活運用選擇真正適用于工業污染場地修復的技術，具體介紹見表2。

表1 我國已開展的城市工業污染場地修復工程實例

表2 國際上廣泛應用的城市工業污染場地修復技術

3 工業污染場地土壤修復技術要點

20 世紀末期，世界各國對工業污染場地土壤修復技術進行了廣泛研究，取得較大的進展和突破，從表2可知已經開發應用了一系列的污染土壤修復技術，而當前國內應用比較廣泛且效果顯著的修復技術包含如下幾種。

3.1 土壤淋洗技術

土壤淋洗技術（Soil Flushing/Washing）是采用物理/化學方法將重金屬從土壤中分離出來的一種方法，分為物理與化學兩種作業類型。物理方法一般是將污染物富集在土壤中占少量的細小顆粒上，并通過水力或重力的方法將土壤中占大部分的大顆粒分離出來；化學方法則是利用試劑與土壤固相中的重金屬作用形成溶解性的重金屬離子或金屬絡合物，從而將土壤中的污染物轉移至溶液中。從工藝操作上講，一般可分為原位淋洗和異位淋洗兩種，異位土壤淋洗技術指把污染土壤挖出來，利用篩分技術將土壤按粒徑分離，對細顆粒土壤再用淋洗劑來清洗、去除污染物，最后處理含有污染物的淋出液，并將潔凈的土壤回填或運到其它地點填埋處置。異位土壤淋洗技術適用于砂性土壤，相對于原位淋洗技術，其操作更為簡單可控，不受當地水文地質條件的約束。可減少淋洗液本身對當地環境特別是地下水的影響[3]。

土壤淋洗技術需要選擇合適場地污染特性的淋洗劑，為了避免淋洗液遷移至地下水，在實際應用中通常選用異位土壤淋洗工藝，該工藝包括破碎、篩分、混合攪拌、脫水、水處理等步驟單元，需要一整套設備來實現，固定投資和運營成本均較高。

3.2 異位熱脫附技術

異位熱脫附（Ex-situ Thermal Desorption）適用于修復受揮發性有機物、半揮發性有機物或汞污染的土壤。本修復技術通過直接或間接的方式加熱，將污染土壤溫度加熱至目標污染物的沸點以上，通過系統溫度和物料停留時間的控制來選擇性地讓污染物進行氣化揮發，實現目標污染物與土壤顆粒的分離和消除。熱脫附技術具備污染物處理范圍寬、設備可移動、修復之后土壤可實現再利用等優勢；尤其是對于含氯有機物的處理，其非氧化燃燒的處理模式有助于顯著降低二噁英的生成[4]。

3.3 固化-穩定技術要點

固化-穩定修復技術有助于固定污染介質中的污染物，為污染物保持相對穩定狀態提供保障，其注重將固化穩定劑和污染土壤互相融合，再采用化學、物理方式開展污染物的降解。這項修復技術一般分為兩種方式，即原位和異位，原位固化-穩定技術對有機物污染和重金屬污染土壤修復的應用具有良好效果，異位固化-穩定化技術通常應用在無機污染物質的處理方面。固化-穩定技術有助于實現各種復雜金屬廢棄物的處理，處理費用相對低廉，產生的物質毒性較低，因此，可以在最短的時間內進行污染土壤中重金屬污染量的高效控制。而污染土壤中的污染物埋藏深度、土壤pH 值、有機污染物含量對本技術的應用效果具有限制作用[5]。

3.4 化學氧化/還原技術

化學氧化/還原技術（Chemical Oxidation/Reduction）可用于修復土壤或者地下水，通過化學氧化可處理石油烴、揮發性有機物、半揮發性有機物、氯代揮發性有機物等大部分有機物；化學還原技術可實現重金屬類（如六價鉻）和氯代有機物等的處理。應用化學氧化/還原技術時可向污染土壤或者地下水中添加氧化劑或還原劑，氧化或還原作用的發揮使污染介質中污染物轉換成無毒或毒性較小的物質。

本技術可以進行原位或異位實施。異位實施即將污染土壤（地下水）挖出（抽出）后與氧化劑或還原劑攪拌混合，將修復達標的土壤（地下水）回填（回灌）或轉運至其它地方，本工藝適合處理淺層土壤（地下水），且污染量不大的情況。原位實施可通過藥劑注入井向土壤或地下水的污染區域注入氧化劑或還原劑，在不需要開挖（抽取）土壤（地下水）的情況下即可完成污染區域的修復，該種工藝在處理深層土壤（地下水）的修復，且污染量較大的情況時，仍能取得較好的效果，且修復成本相對較低[6]。化學氧化/還原工藝的示意圖見圖3所示。

圖3 化學氧化/還原工藝的示意圖

4 土壤污染治理與環境保護的有效措施

4.1 健全法律制度，強化土壤治理的監督

為了高效解決工業污染場地的修復問題，推進社會經濟的健康穩定發展，應當增強不同地區土壤污染的綜合分析及有關制度體系的完善，嚴格監控污染情況。對于工業場地而言，應結合污染情況，建立完善治理體系，保障污染治理的落實。相關治理工作中需對土壤治理問題提高重視，應詳細調查管轄區域的土壤污染情況，采集各類數據信息，應展開詳細分析，精準掌握土壤中包含的污染物類型，應明確預測可能發生的污染范圍。當地政府需配合治理部門進行環境污染治理工作，為技術落后的企業和沒有配備相應設備的企業提供最佳支持，有效提升其設備更新的速度，有效減少企業生產中污染物的排放量。如果企業存在嚴重違規行為，應以完善的法律法規作為指導，對其實施法律制裁。為了確保各個行業的健康穩定發展，相關部門需對各個企業開展詳細的調查，應進行嚴格的管理控制，確保各個企業的污染物排放量被控制在合規的范圍之內[7]。

4.2 土壤污染修復的綠色、可持續理念

污染土壤修復工作的展開是一項生態環境的治理工程。通過對污染土壤的修復以便其后續用于住宅建設和商業服務，促進當地的經濟發展。土壤污染修復的開展既可改善生態環境，還可提高當地經濟的綜合效益。而對污染土壤的修復，是一個長期的過程，任重道遠。鑒于此，該項工作需增強各種因素的協調，創造滿足土壤修復的大環境，帶動土壤修復視角下的區域經濟效益提升。

4.3 加強生態保護理念的廣泛宣傳

當前，我國已制定了多項法律法規為土壤環境保護的開展提供支持。這些法律法規均提出土壤環境保護的重要性與必要性，但實際工作當中還是不可避免地出現了許多問題。鑒于此，我國應更加注重相關管理工作的優化完善，增強企業或個人對土壤環境保護的認識，使他們充分了解土壤環境破壞造成的惡劣后果。此外，還要提高民眾認識水平，應加強相關的宣傳教育，確保每個民眾都可積極參與到土壤環境保護的隊伍之中。現代化條件下，信息技術飛速發展并在各個行業中廣泛應用，在生態環保觀念的廣泛宣傳中，應加強信息技術的良好運用，實現多媒體渠道的拓展，增強大眾的環保意識[8]。

4.4 增強環境信息平臺建設

創建集“環境管理標準化、排污監管網格化、環境預警時效化、環境信息自動化”為一體的“智慧環保”平臺，有利于提升環境保護管理的能力水平，為環境質量的改善提供高效支撐。

通過互聯網的運用，創建完善環境信息的公開共享機制和網絡平臺建設，提高環境信息公開公示制度，激發社會公眾的積極參與和嚴格監督。環保部門需定期在信息平臺發布轄區內相關環境質量與企業環境監督管理信息，及時改善環境信息的不徹底、不全面公開等問題；持續強化環境信息公開的問責制度，了解環境信息公開責任主體，加強公民取得司法救濟途徑的明確性，加強公民知情權的明確落實。鼓勵企業利用發布環境責任報告等相關形式進行環境信息的公開，利用信息的公開透明提高和政府、公眾、企業之間的互信，解決因信息不完全與不對稱給公眾心理與政府決策帶來不良影響的問題，為受影響區域公眾知情權與表達權的明確落實提供保障[9]。

結語

隨著工業化發展進程持續加快，土壤污染程度不斷加深，因此我國應廣泛研究工業污染場地土壤修復技術，不斷積累經驗，促進修復技術的日益成熟以及相關政策的不斷完善，為工業場地污染的有效治理提供有力保障。