某多氯聯苯污染地塊土壤修復技術篩選與工程應用研究

龔成云

（安徽尊科時代環境科技有限公司，安徽 合肥 230088）

1 前言

多氯聯苯（PCBs）具有難降解性、生物毒性（致癌性、生殖毒性、神經毒性、干擾內分泌系統）、生物蓄積性、遠距離遷移性等危害特性，是首批被列入《關于持久性有機物的斯德哥爾摩公約》（“POPs公約”）控制的12種持久性有機污染物之一[1]。我國自1965年開始生產多氯聯苯（PCBs），主要在西安、桂林、蘇州等地生產，其中三氯聯苯主要用于電力電容器浸漬劑，五氯聯苯用于油漆添加劑等。另外，我國引進的電力設備中還帶進約6 000噸多氯聯苯（PCBs），因此在我國境內使用的多氯聯苯（PCBs）總量約為16 000噸，這構成我國多氯聯苯（PCBs）的主要污染源。

目前，在政府的大力推動和企業的積極配合下，地面以上封存的含PCBs電力設備已基本處置完畢，但是由于歷史原因，一部分含PCBs電力設備尚埋藏于地面以下，這些電力設備一般埋藏時間較長，存在較大的泄露風險，必須及時回收清理并進行無害化處置[2]。

本項目采用現場調查、物探定位調查、鉆探驗證、鉆孔取樣分析、水文地質調查和土壤污染范圍調查等措施[3]，確定了封存點的大致方位，采集了周圍的土壤樣品進行實驗室分析，并對封存點區域的PCBs污染狀況開展詳細的調查評估，從而明確了土壤污染的范圍與程度。

2 地塊污染特征

多氯聯苯含量超過50 mg/kg的土壤為重污染土壤；含量低于50 mg/kg，且具有多氯聯苯浸出毒性的土壤為輕污染土壤，含量低于50 mg/kg，大于0.1 mg/kg，但不具備多氯聯苯浸出毒性的土壤為其他污染土壤。

2.1 重污染土壤量估算

重污染土壤清挖量約為18 m3，土壤密度按照1.5 t/m3估算，重量為27噸。重污染土壤清挖范圍和深度如圖1和圖2所示。

圖1 重污染土壤清理范圍平面示意圖

圖2 重污染土壤清理范圍剖面示意圖

2.2 輕污染土壤量估算

這部分土壤主要是多氯聯苯含量低于50 mg/kg，大于0.1 mg/kg，且具備多氯聯苯浸出毒性的污染土壤，輕污染土壤清挖量為80 m3，約為120噸。輕污染土壤清挖范圍和深度如圖3和圖4所示。

圖3 輕污染土壤清挖區域平面示意圖

圖4 輕污染土壤清挖區域深度示意圖

2.3 其他污染土壤量估算

這部分土壤主要是多氯聯苯 含量低于50 mg/kg，大于0.1 mg/kg，但不具備多氯聯苯浸出毒性的污染土壤。其他污染土壤清挖量為50 m3，約為75噸。其他污染土壤清挖深度如圖5所示。

圖5 其他污染土壤清挖區域深度示意圖

3 土壤修復技術路線

參照《含多氯聯苯廢物污染控制標準》（GB 13015-2017）[4]中“適用范圍”內容“多氯聯苯含量小于50 mg/kg的廢物按照一般工業固體廢物進行無害化管理”。因此，將本項目中多氯聯苯含量小于50 mg/kg的污染土壤參照《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB 16889-2008）[5]中一般工業固體廢物，將其送入生活垃圾填埋場進行處理后，填入生活垃圾填埋場處理；因《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB 16889-2008）[5]中對入場廢物無PCBs濃度要求，故本項目中多氯聯苯含量小于50 mg/kg的污染土壤可直接填入生活垃圾填埋場。

考慮到部分土壤中的多氯聯苯具有浸出性，為避免可能的潛在環境風險和管理風險，本項目對需處理的多氯聯苯含量小于50 mg/kg的污染土壤進行精細化管理，結合調查階段采樣檢測結果，將多氯聯苯含量小于50 mg/kg的污染土壤劃分為有浸出和無浸出兩類，并在現場施工過程中，將以上兩類土壤分別按不同濃度進行堆放，便于施工和管理。

針對以上兩類土壤，對于無浸出的多氯聯苯污染土壤可直接填入生活垃圾填埋場；對有多氯聯苯浸出的污染土壤，處理至浸出達標后再填入生活垃圾填埋場[6]。在進行安全填埋時，要求多氯聯苯含量小于50 mg/kg 的土壤經治理修復工藝處理后，檢測結果需滿足進入生活垃圾填埋場的要求，即按照《固體廢物 浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》（HJ/T 299-2007）[7]，制備的浸出液中多氯聯苯質量濃度低于檢出限0.5 μg/L，含水率小于30%，方可進入生活垃圾填埋場，與生活垃圾分區填埋處理。

4 土壤修復技術比選

根據前期調查監測結果，本次清理的土壤全部為低濃度多氯聯苯污染土壤（濃度＜50 mg/kg），本項目根據現有成熟的處理處置措施，并結合各方因素，篩選出切實可行的無害化處置技術，總體上分為以下幾大類：（1）物理修復技術：如封存法、填埋法、玻化法、吸附和萃取法等；（2）化學修復技術：如氫化法、化學氧化法、化學還原法、熱脫附法、固化穩定化法等；（3）生物修復技術：如好氧生物降解、厭氧生物還原脫氯、連續厭氧-好氧生物降解等[6]。

每種修復技術都存在優點和局限性，本項目結合本次處理的污染土壤中的污染物濃度、場地特征等信息進行綜合考慮，針對本項目中PCBs濃度小于50 mg/kg的污染土壤，篩選所列的修復技術：（1）玻化法為新近發展的治理技術，其治理效果有待評估，且受土壤組分影響大，因此不建議采用；（2）吸附萃取法僅適用于水體，因此不采用；（3）化學氧化法中的氯解法雖對藥劑混勻度有一定要求，但技術成熟且已經工業化，因此建議采用；（4）阻隔填埋法適用于低濃度PCBs污染土壤的處置，經濟、技術、管理規范均符合要求，建議采用；（5）熱脫附法處理低濃度污染土壤效果不佳，采用該方法處理低濃度且量少的PCBs污染土壤成本過高，缺乏經濟性，因此不建議采用；（6）微生物法技術不成熟，不建議采用；（7）因找不到接收污染物的水泥窯，因此不建議采用水泥窯處理方式；（8）固化/穩定化處理技術雖然在處理高污染土壤時存在一定缺陷，但可用于低濃度污染土壤的處理，且處理后的土壤可進行資源化利用，因此建議采用。

5 土壤修復方案設計

本項目根據修復方案比選結果，針對多氯聯苯總量為50 mg/kg以下，且有浸出毒性的污染土壤采用“化學氧化+固化穩定化+阻隔填埋”的組合修復技術路線；針對PCBs總量為50 mg/kg以下且無浸出毒性的土壤采用“固化穩定化+阻隔填埋”的組合修復技術路線。

5.1 化 學氧化法

本項目由于修復土方量小、土壤污染濃度低，并遵循安全、無二次污染的治理原則，所以采用H2O2、微納鐵和過硫酸鈉試劑作為本項目的修復藥劑。首先，使用H2O2降低土壤中的有機質含量，減少土壤有機質對過硫酸鈉產生的羥基自由基的消耗，從而增強過硫酸鈉的處理效果；同時使用微納鐵活化過硫酸鈉，提升過硫酸鈉生成羥基自由基的速度和數量，提高過硫酸鈉對多氯聯苯污染物的處理效率。

5.2 固化/穩定化

采用固化/穩定化處置設備進行處置，處置后的土放置在堆放場進行養護。實施固化/穩定化工序后采樣檢測驗收。

5.3 阻隔填埋法

待通過驗收后，在某生活垃圾填埋場進行安全填埋。

6 修復工程實施過程

6.1 化學氧化作業

本項目采用的化學氧化藥劑為過硫酸鹽，通過小試試驗，確定過硫酸鹽質量添加比為1.6%，多氯聯苯含量低于50 mg/kg，且有多氯聯苯浸出土壤為80 m3，土壤密度按1.5 噸/m3計算，添加過硫酸鹽2噸。過硫酸鹽的添加使用ALLU斗進行，添加過硫酸鹽后的污染土壤添加水至土壤含水率飽和，在潮濕環境中使藥劑和土壤進行反應。

6.2 固化/穩定化作業

污染土壤的固化/穩定化流程為污染土壤與固化藥劑混合→加水養護→裝袋成型。固化/穩定化藥劑為水泥，添加比為35%，水泥總用量為70噸。水泥與污染土壤使用ALLU設備進行混合，混合體通過人工添加水，并使用挖機進行攪拌，攪拌混勻后的土壤裝入噸袋。裝入噸袋的固化土壤堆放于修復施工作業區，上部采用雨布進行遮蓋。

6.3 固化土壤暫存

為避免固化后土壤受到雨水沖淋等造成二次污染，將固化后的土壤暫存于平房和新建的活動板房內。

7 結語

本項目依據《含多氯聯苯廢物污染控制標準》（GB 13015-2017）[4]、《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB 16889-2008）[5]的相關要求，將生活垃圾填埋場作為含量小于50 mg/kg的多氯聯苯污染土壤的最終處置去向。

本項目為避免可能的潛在環境風險和管理風險，對修復工程進行精細化管理，將含量小于50 mg/kg的多氯聯苯污染土壤劃分為有浸出和無浸出兩部分，結合修復技術篩選，以上兩類土壤處理處置措施如下：（1）對多氯聯苯無浸出的污染土壤，經固化/穩定化處理后填入生活垃圾填埋場；（2）對多氯聯苯有浸出的污染土壤，經化學氧化和固化/穩定化處理至浸出達標后，填入生活垃圾填埋場。