基于聯合修復技術在污染場地治理中的效果分析

文_馬嬋華 四川金核礦業有限公司

1 污染場地修復常用技術方法

污染場地修復治理包括污染源去除、控制和減少降解三個方面的綜合過程，最終目的是確保被污染土壤達到使用功能標準。污染場地往往不止一種重金屬污染，而是伴存著多種復合污染，對周圍環境造成嚴重影響。

目前，被廣泛應用修復技術有：植物修復、微生物修復、鈍化修復、淋洗修復、氧化還原修復和電動修復。

植物修復是運用植物根系組織對目標重金屬的吸附，以達到去除的效果。可在一定程度上降低受污染土壤中目標污染物含量，但因植物其吸收量較少，很難較大成效地降低土壤中目標污染物的含量。富集植物只能把重金屬吸收，而后轉移到自體中，下一步如何處理這類富含重金屬的植物也是一個難題。

微生物修復是運用土壤中微生物群落來降低目標污染物，針對目標污染物產生沉淀、吸收、氧化和還原等方式。微生物修復在單一污染上有較好的效果，當土壤存在多種重金屬復合污染時，影響修復效果。

鈍化修復是運用物理或者化學手段將目標污染物轉變成化學性質不活潑的形態，或者將其固定起來，以便降低目標污染物的毒害。鈍化修復比較成熟，處理重金屬種類較全。

淋洗修復是將水、酸、堿、金屬絡合劑或者其他化學溶劑添加到需修復治理的土壤中，利用溶劑攜帶去除目標污染物。該方法效果良好，處理后的土壤達到可重新再生產和利用的標準。但其存在成本較高、溶劑添加不當易造成二次污染。

氧化還原修復是通過添加氧化劑或還原劑在受污染土壤中產生氧化還原反應，改變重金屬的化學形態，但其仍留存在土壤中，無法根除或提取出，存在二次污染的風險。

電動修復是將電極插入受污染區域中，電流在土壤中形成電場以及磁場，通過其吸附土壤中的目標污染物。該技術很難有效去除受污染區域中的所有目標污染物。

通過對比分析幾種技術方法，任何單一技術都存在一定局限性。本次研究探討“鈍化+垂直隔離+生態封閉”聯合治理方法，并將此方法在實地生產實踐。

2 聯合修復技術闡述

鑒于污染場地普遍存在分布范圍廣、污染深度不同、污染程度不一的特點，本次研究選擇受污染土壤較集中的重點區域，將其隔離出來，以便現場進行修復操作，有效控制污染源。

垂直隔離墻面采用HDPE膜或其他低透水性材料，在防滲墻底部也提前放置防滲層，將頂部與水平隔離層連接在一起，形成一個相對封閉的獨立空間。確保受污染場地目標污染物受控后，在其頂部設置綠化生態將其封閉，形成生態公園。此次研究的“鈍化+垂直隔離+生態封閉”聯合技術是融合了多種治理方法，對工業污染場地具有很強的適應性。

3 實際案例

3.1 項目概況

首先對某冶煉廠污染場地進行調查與評估，根據其初步現場調查和風險評估分析，該場地主要受重金屬銅、鎘和砷的污染。銅最高濃度為40500mg/kg，是標準的135倍。鎘最高濃度為161.7mg/kg，是標準的23.1倍。土壤深度越深其受污染程度越低，部分區域深度可達15m，面積約有40萬m2。

3.2 修復目標

恢復后，目標場地將作為綠化景觀用地。現場內不允許農業種植活動或者類似房地產開發等項目。根據現場調查料了解和評估情況，目標區域土壤治理恢復目標值詳見表1。

表1 土壤修復目標值

3.3 治理規模及技術

根據該項目目標污染物程度等，針對受污染土壤、廢渣進行區分處理。見表2。

表2 場地治理規模及處理工藝

3.4 工程技術方案

①垂直隔墻：設置60cm厚的塑性混凝土防滲墻作為隔墻。制作材料質量比是水泥：砂：石：粘土：膨潤土：水（140∶640∶915∶115∶100∶280）。密度需達到20t/m3以上，彈性模量達到500～1000MPa，使其具備良好的變形適應性，28d抗壓強度值應大于2～3Mpa，凝固后，垂直隔墻的滲透系數需達到1×10-7cm/s，允許滲透梯度大于60，設置相對不透水層需大于1.5m。

②鈍化∶采用某公司生產的目標重金屬（銅）鈍化劑。先進行小型和中型試驗，以確定目標污染物的原始理化性質、鈍化劑的配比、工藝標準化、準入達標指標、長期穩定性測試、增容率等關鍵因素。根據試驗分析，含銅量大于30000mg/kg的重污染區域鈍化劑的添加值為3%～5%，含銅量為12000～30000mg/kg的重污染區域鈍化劑的添加值為1%～3%。穩定劑按比例單獨計量，在混合料斗中與待處理的污染土充分混合，完成鈍化處理。每批鈍化處理土的浸出液達到表1中目標值后才能放入隔離區。

③水平隔離：為防止頂部其他物質侵入隔離區，在垂直防滲墻頂部預埋水平隔離層（400g土工布/1.5mmHDPE膜/400g土工布）。

④生態封閉：水平隔離后，在其上覆蓋壓實土，厚度應達到60cm，用于綠化和封閉。主要種植草本、灌木植物，加以園林植物，建設成為生態環境公園。

⑤抽排水井：隔離墻內側應設置地下水位觀測井（抽排水井），具體選定其下游的最低位置，數量為兩口，井內徑1m左右。井身主要采用水石籠、反濾料、UPVC管等材料，保證垂直隔墻內水位與井內水位保持連通，做到適時抽排。

⑥周邊排水：在隔離區域外圍設置截洪溝，為倒梯形斷面，用于預防上游及周邊雨水沖刷。

⑦隔離區外土方開挖：在開挖面上每400m2均勻采集9個土樣，制成混合樣。經檢測，各項污染物指標低于表1中目標值，土方開挖要求為合格。

3.5 修復效果檢測

本次研究樣品采集布設在污染場地隔離區域，數量197個土樣，對其進行土壤清挖效果測驗，8.94萬m3重污染土穩定，180個穩定土樣進行淋溶試驗，其結果達到表1規定的指標后視為合格。表3和表4中為典型樣品分析數據。結果表明：通過上述聯合治理技術的實施開展，本次研究目標污染土壤鈍化后的浸出液濃度低于表1中目標指標；土壤開挖面取樣其試驗值也低于表1目標值，取得了預期的治理效果。

表3 典型清挖面樣品檢測結果 單位：mg/kg

表4 典型鈍化后樣品檢測結果 單位：mg/L

4 結語

對于重金屬污染防治，第一步要做到消除或控制其目標污染物，下一步才是將其恢復至土地使用標準。影響修復治理方案的關鍵因素也較多且復雜，比如污染物的類型、組成、濃度和分布以及周圍環境、水文地質、工程地質和地形地貌情況等等。所以，在初期進行現場調查、風險評估以及后期修復治理方案的選擇與確定均對污染場地修復效果起到決定性作用。

本次研究的實地驗證開展可知，通過“鈍化穩定+安全隔離+生態封閉”的聯合技術在某冶煉廠污染場地的修復治理，該受污染場地達到其使用標準，且沒有新的土地被征用，成本合理，修復后該區域可建設為生態公園。