工业污染场地土壤修复技术研究

潘尚跃

（上海建工环境科技有限公司 上海 200063）

新时代背景下，我国土壤污染的情况日益严重，大多数土壤污染是因工业污染而形成。由于工业化的快速发展，部分企业过于注重经济利益，工厂废料处理得不合标准，使污染物进入土壤造成污染。而土壤污染严重危害人类的健康，并且影响国家与社会的发展。鉴于此，我国针对工业污染场地中的土壤修复问题展开深入研究，并推广有效的修复技术，以改善土壤污染问题。

工业场地污染的形成，通常是由于在化工领域、石化领域、炼焦领域、机械加工领域中，危险化学品的生产、存储、应用等相关工业生产废水排放不达标，突发事故，各种产品、原材料等存储中出现渗漏而导致的。污染场地主要是通过地下水及大气等各种途径，对土地使用功能造成严重影响，甚至危害人体健康。

2002 年，伴随城市发展过程中“退二进三”、“退城进园”、“产业转移”等各种发展策略的不断实施，我国的工业污染场地出现大量遗留问题。这种污染场地通常集中在人口稠密区域，暴露途径十分明显，对人类的居住环境造成严重风险。其中的污染物通常是以重金属、有机物（多氯联苯类、多环芳径类等）复合型污染为主，具有污染历史长远、污染物成本较为复杂、污染水平较高的特征。2016 年国务院印发《土壤污染防治行动计划》（“土十条”），对土壤治理提出了标准要求。2017 年被业内称为“土壤修复环境政策爆发年”，继国家发布“土十条”之后，全国多个省份相继发布了地区的“土十条”。此后各种政策陆续发布。“十三五”时期，土壤修复项目数量和市场规模的增长速度明显加快。但业内专家分析认为，我国的土壤修复产业目前仍在起步阶段，未来市场规模还将保持长期增长态势。2021 年作为“十四五”时期深入打好污染防治攻坚战的开局之年，在实现“碳达峰、碳中和”目标的重要支撑下，土壤修复行业仍将处于重要的发展机遇期。中科院南京土壤研究所所长、研究员沈仁芳曾指出“我国土壤资源家底不清、状况不明，严重制约我国工业场地污染的治理”。我国应全面开展土壤的“摸家底”行动，尤其是工业场地污染情况，明确掌握工业污染场地的实际污染情况及其对周边环境的危害。严格遵照“土十条”的根本要求：土壤环境质量从2020 年的“初期遏制加重趋势”至2030 年扭转成“稳中向好”。充分考虑我国先进发展观念，到2035 年基本实现美丽中国建设等目标，土壤修复工业预计到“十四五”时期将迈入全面发展重要阶段[1]。

我国土壤污染修复技术的研究在各种项目的支持下稳步向前，“十五” 是起步阶段，“十一五” 是进步时期，“十二五”是高速发展时期，“十三五”是跨越时期。长期的发展，推动了土壤修复技术的运用，使绿色修复实现产业化发展，在修复技术、装备、规划应用方面，我国和世界先进水平的差距逐渐缩短。随着技术不断提高，初步创建了场地土壤修复技术体系，土壤修复技术快速与原位技术结合，并良好运用。从技术装备的角度来讲，不断研发出支持快速土壤修复的各种装备；
从技术产业的角度来讲，研发的技术支持了规模化的运用和产业化运作。特别是重金属污染修复，国内外的共同热点在于植物修复技术、淋洗技术，电动修复电极材料的研发等。有机污染修复等各个方面的研究要比重金属更少，我国的很多工作集中于有机污染物的热脱附设备和微生物修复药剂的深入研发。热脱附和相关技术在国际上已迈入产业化时期，在我国，异位与原位热脱附技术在难以降解或者持久有机物污染场地土壤的修复之中获得广泛运用。

当前阶段，城市工业污染场地修复技术涉及众多类型，按照修复处理工程位置的差异性，可明确划分成原位修复技术与异位修复技术。原位修复通常指的是对场地污染物开展就地处理处置，可实现深层污染与地下水的有效修复；
异位修复通常指的是挖出土壤以后开展的地上处理技术，环境风险较低且容易控制。城市工业污染场地修复的最终目标就在于场地的开发再利用，在城市土地经济价值的驱动之中，场地修复技术具有修复周期短、二次污染风险小、稳定性高、给土壤结构造成的扰动小等特征，对工业污染场地而言，其修复具有重要意义[2]。

在借鉴国外相关工程实例的基础上，我国开展了一些工业污染场地修复的试点与示范项目，具体如表1 所示。通过反复研究而研发出较成熟的场地修复技术，这些技术主要是以挖掘后异位处理处置为主，包括挖掘填埋处理、高温焚烧、水泥窑协同处置等。实际工业污染场地多表现为混合污染，污染物种类很多，需要灵活运用选择真正适用于工业污染场地修复的技术，具体介绍见表2。

表1 我国已开展的城市工业污染场地修复工程实例

表2 国际上广泛应用的城市工业污染场地修复技术

20 世纪末期，世界各国对工业污染场地土壤修复技术进行了广泛研究，取得较大的进展和突破，从表2可知已经开发应用了一系列的污染土壤修复技术，而当前国内应用比较广泛且效果显著的修复技术包含如下几种。

3.1 土壤淋洗技术

土壤淋洗技术（Soil Flushing/Washing）是采用物理/化学方法将重金属从土壤中分离出来的一种方法，分为物理与化学两种作业类型。物理方法一般是将污染物富集在土壤中占少量的细小颗粒上，并通过水力或重力的方法将土壤中占大部分的大颗粒分离出来；
化学方法则是利用试剂与土壤固相中的重金属作用形成溶解性的重金属离子或金属络合物，从而将土壤中的污染物转移至溶液中。从工艺操作上讲，一般可分为原位淋洗和异位淋洗两种，异位土壤淋洗技术指把污染土壤挖出来，利用筛分技术将土壤按粒径分离，对细颗粒土壤再用淋洗剂来清洗、去除污染物，最后处理含有污染物的淋出液，并将洁净的土壤回填或运到其它地点填埋处置。异位土壤淋洗技术适用于砂性土壤，相对于原位淋洗技术，其操作更为简单可控，不受当地水文地质条件的约束。可减少淋洗液本身对当地环境特别是地下水的影响[3]。

土壤淋洗技术需要选择合适场地污染特性的淋洗剂，为了避免淋洗液迁移至地下水，在实际应用中通常选用异位土壤淋洗工艺，该工艺包括破碎、筛分、混合搅拌、脱水、水处理等步骤单元，需要一整套设备来实现，固定投资和运营成本均较高。

3.2 异位热脱附技术

异位热脱附（Ex-situ Thermal Desorption）适用于修复受挥发性有机物、半挥发性有机物或汞污染的土壤。本修复技术通过直接或间接的方式加热，将污染土壤温度加热至目标污染物的沸点以上，通过系统温度和物料停留时间的控制来选择性地让污染物进行气化挥发，实现目标污染物与土壤颗粒的分离和消除。热脱附技术具备污染物处理范围宽、设备可移动、修复之后土壤可实现再利用等优势；
尤其是对于含氯有机物的处理，其非氧化燃烧的处理模式有助于显著降低二噁英的生成[4]。

3.3 固化-稳定技术要点

固化-稳定修复技术有助于固定污染介质中的污染物，为污染物保持相对稳定状态提供保障，其注重将固化稳定剂和污染土壤互相融合，再采用化学、物理方式开展污染物的降解。这项修复技术一般分为两种方式，即原位和异位，原位固化-稳定技术对有机物污染和重金属污染土壤修复的应用具有良好效果，异位固化-稳定化技术通常应用在无机污染物质的处理方面。固化-稳定技术有助于实现各种复杂金属废弃物的处理，处理费用相对低廉，产生的物质毒性较低，因此，可以在最短的时间内进行污染土壤中重金属污染量的高效控制。而污染土壤中的污染物埋藏深度、土壤pH 值、有机污染物含量对本技术的应用效果具有限制作用[5]。

3.4 化学氧化/还原技术

化学氧化/还原技术（Chemical Oxidation/Reduction）可用于修复土壤或者地下水，通过化学氧化可处理石油烃、挥发性有机物、半挥发性有机物、氯代挥发性有机物等大部分有机物；
化学还原技术可实现重金属类（如六价铬）和氯代有机物等的处理。应用化学氧化/还原技术时可向污染土壤或者地下水中添加氧化剂或还原剂，氧化或还原作用的发挥使污染介质中污染物转换成无毒或毒性较小的物质。

本技术可以进行原位或异位实施。异位实施即将污染土壤（地下水）挖出（抽出）后与氧化剂或还原剂搅拌混合，将修复达标的土壤（地下水）回填（回灌）或转运至其它地方，本工艺适合处理浅层土壤（地下水），且污染量不大的情况。原位实施可通过药剂注入井向土壤或地下水的污染区域注入氧化剂或还原剂，在不需要开挖（抽取）土壤（地下水）的情况下即可完成污染区域的修复，该种工艺在处理深层土壤（地下水）的修复，且污染量较大的情况时，仍能取得较好的效果，且修复成本相对较低[6]。化学氧化/还原工艺的示意图见图3所示。

图3 化学氧化/还原工艺的示意图

4.1 健全法律制度，强化土壤治理的监督

为了高效解决工业污染场地的修复问题，推进社会经济的健康稳定发展，应当增强不同地区土壤污染的综合分析及有关制度体系的完善，严格监控污染情况。对于工业场地而言，应结合污染情况，建立完善治理体系，保障污染治理的落实。相关治理工作中需对土壤治理问题提高重视，应详细调查管辖区域的土壤污染情况，采集各类数据信息，应展开详细分析，精准掌握土壤中包含的污染物类型，应明确预测可能发生的污染范围。当地政府需配合治理部门进行环境污染治理工作，为技术落后的企业和没有配备相应设备的企业提供最佳支持，有效提升其设备更新的速度，有效减少企业生产中污染物的排放量。如果企业存在严重违规行为，应以完善的法律法规作为指导，对其实施法律制裁。为了确保各个行业的健康稳定发展，相关部门需对各个企业开展详细的调查，应进行严格的管理控制，确保各个企业的污染物排放量被控制在合规的范围之内[7]。

4.2 土壤污染修复的绿色、可持续理念

污染土壤修复工作的展开是一项生态环境的治理工程。通过对污染土壤的修复以便其后续用于住宅建设和商业服务，促进当地的经济发展。土壤污染修复的开展既可改善生态环境，还可提高当地经济的综合效益。而对污染土壤的修复，是一个长期的过程，任重道远。鉴于此，该项工作需增强各种因素的协调，创造满足土壤修复的大环境，带动土壤修复视角下的区域经济效益提升。

4.3 加强生态保护理念的广泛宣传

当前，我国已制定了多项法律法规为土壤环境保护的开展提供支持。这些法律法规均提出土壤环境保护的重要性与必要性，但实际工作当中还是不可避免地出现了许多问题。鉴于此，我国应更加注重相关管理工作的优化完善，增强企业或个人对土壤环境保护的认识，使他们充分了解土壤环境破坏造成的恶劣后果。此外，还要提高民众认识水平，应加强相关的宣传教育，确保每个民众都可积极参与到土壤环境保护的队伍之中。现代化条件下，信息技术飞速发展并在各个行业中广泛应用，在生态环保观念的广泛宣传中，应加强信息技术的良好运用，实现多媒体渠道的拓展，增强大众的环保意识[8]。

4.4 增强环境信息平台建设

创建集“环境管理标准化、排污监管网格化、环境预警时效化、环境信息自动化”为一体的“智慧环保”平台，有利于提升环境保护管理的能力水平，为环境质量的改善提供高效支撑。

通过互联网的运用，创建完善环境信息的公开共享机制和网络平台建设，提高环境信息公开公示制度，激发社会公众的积极参与和严格监督。环保部门需定期在信息平台发布辖区内相关环境质量与企业环境监督管理信息，及时改善环境信息的不彻底、不全面公开等问题；
持续强化环境信息公开的问责制度，了解环境信息公开责任主体，加强公民取得司法救济途径的明确性，加强公民知情权的明确落实。鼓励企业利用发布环境责任报告等相关形式进行环境信息的公开，利用信息的公开透明提高和政府、公众、企业之间的互信，解决因信息不完全与不对称给公众心理与政府决策带来不良影响的问题，为受影响区域公众知情权与表达权的明确落实提供保障[9]。

随着工业化发展进程持续加快，土壤污染程度不断加深，因此我国应广泛研究工业污染场地土壤修复技术，不断积累经验，促进修复技术的日益成熟以及相关政策的不断完善，为工业场地污染的有效治理提供有力保障。

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