土壤污染场地修复技术的工程应用

土壤污染场地修复技术的工程应用

李俊杰1,2

1广州环保投资集团有限公司 广东省广州市510000

2 广州环投建材有限公司广东省广州市510000

摘要：城市土地资源需求的日趋紧迫推动了我国土壤污染场地修复工程行业的发展。近年来，土壤淋洗技术、化学氧化技术、热解吸技术和固化稳定化技术等工程应用技术体系被广泛应用于污染场地土壤修复工程，通过对常用技术的原理、特点和优缺点进行分析，对行业未来发展方向提出了建议。

关键词：土壤污染；修复技术；工程应用

1引言

我国的土壤修复行业起步于本世纪初。由于“退二进三”和“产业转移”等政策的实施，众多化工厂的搬迁使得数十万块污染地块遗留于城市中，随着我国经济发展步伐的加快，城市土地资源二次开发利用的需求日趋迫切，有效地推动和促进了土壤污染场地修复技术应用的发展[1]。近年来，土壤淋洗、化学氧化、热解吸和固化稳定化等技术体系被广泛应用于污染场地土壤修复工程中。

2土壤污染场地修复技术的工程应用

2.1土壤淋洗技术

土壤淋洗是指将挖起堆存的土壤进行废弃物筛分、含水率调节等预处理后，以水或者含有表面活性剂、螯合/络合剂和酸碱液等助剂的溶液对土壤进行灌淋清洗，使固着或吸附于土壤中的污染物被清洗液溶解，从而在土壤中脱附并迁移。该工程技术应用原理是将土相中的污染因子转移至水相中，随后进行收集处理。淋洗后通过效果评估的土壤可以进行安全利用或处置，废水经达标处理后可循环利用或安全排放。土壤淋洗技术应用广泛，选取不同淋洗的辅助溶剂可处理重金属、多环芳烃(PAHs)、半挥发性有机物、氰化物及放射性物质等污染物[2]，工程应用周期短，处理效率较高，效果稳定，且应用灵活，可以和其他修复技术组合使用。但是,土壤淋洗在修复工程应用中也存在一定的局限性，主要表现在对高黏度、低渗透率污染土壤的处理效果较差，且淋洗工序耗水量较大，不适宜应用于水资源缺乏的地区。

2.2化学氧化技术

土壤化学氧化技术是一项用于有机污染物处理的土壤修复技术，通过向污染土壤加入化学氧化剂，与污染物发生化学反应，将污染物转化为水、二氧化碳等对周围环境无害或危害性质更轻的物质，从而达到降解净化土壤的目的。常用的化学氧化剂有过硫酸盐、类芬顿(Fenton)试剂、臭氧和高锰酸盐等。过硫酸盐在常温条件下是一种稳定的氧化剂，便于在土壤修复工程应用中的运输、配制和储存，在处理城市内众多化工厂中多环芳烃、石油烃、酚类和多数氯代烷烃及氯代烯烃等典型有机污染物上具有明显的优势。芬顿氧化技术是一类基于二价铁离子催化分解过氧化氢（H2O2），产生具有强氧化性的羟基自由基（·OH），从而氧化降解有机污染物的技术，芬顿试剂在污染物氧化方向上无选择性、对环境友好，然后在现场施工中有爆炸危险并导致挥发性污染物逃逸的可能，因此在工程应用中使用芬顿试剂氧化方式往往需要着重考虑技术方案实施的安全性。臭氧的氧化电位较高，在处理难降解有机物方面具有广泛应用前景，然而臭氧是以气态的形式在土壤中传输流动，处理效果容易受到土壤质地影响，而且臭氧具有较强的腐蚀性，对工程应用设备的选材有更高的要求。近年来的工程应用显示，高锰酸盐能够高效处理含多环芳烃和氯代乙烯污染物的棕地，然而高锰酸盐与有机污染物反应后，在污染物表面会形成致密的MnO2层包覆在目标物表面，阻碍反应继续进行，从而导致高锰酸盐氧化技术的修复效果相当有限，也制约其工程推广和应用。

2.3热解吸技术

热解吸技术是指在真空或通入空气的条件下，通过直接或间接热交换，提升污染土壤的温度，从而使有机污染物从污染介质上得以挥发或分离。其原理是通过加热污染土壤，改变土壤中污染物质的理化性质，促进污染物从固相向气相转移，从而达到土壤修复的目的。依据热源的不同，热解吸技术可以分为燃气热解吸和电热解吸两种。燃气热解吸的最高加热温度可达500℃，最大加热深度可达18m，对场地地质等基础条件要求较低，但是燃气热解吸存在能源利用效率较低、地面铺设的管线较多，安全性隐患较大的问题。电热解吸的加热温度可达800℃，可以实现更大的修复深度，具有加热更均匀的优势，但是使用电热解吸技术需要场地具备高电压条件，在工程应用中前期沟通和建设的准备时间较长。

2.4固化稳定化技术

固化稳定化技术是指通过添加固化剂或稳定剂，将土壤中的有毒有害物质固定，或者将污染物转化成化学性质不活泼的形态，阻止其在环境中迁移和扩散过程，从而降低其危害的修复技术。固化稳定化是较为成熟的土壤修复技术，广泛应用于污染场地的工程中，该技术既可处理重金属污染土壤，也能对有机污染土壤进行固化稳定化，具有修复周期短，操作简便的优势，但是固化稳定化技术也有其不足与局限性，其不适用于卤代和非卤代挥发性化合物、污染物并未能被实际性去除，污染物的长期环境行为难以预测，需要对其进行长期监测与维护。

3结语

近年来，由于经济发展和生态环境保护的需要，我国土壤污染场地修复工程行业蓬勃发展，然而污染土壤修复工程对比其他建设项目具有特殊性，现阶段已有的建设工程行业经验并未能向土壤修复工程提供更加专业的经验与案例，污染场地修复工程行业依然存在能耗大、管理粗放和二次污染发生风险高等问题。在国家提出的“碳达峰与碳中和”的背景下，加大力度进行土壤污染场地修复技术的研发，促进技术与工程的产学研结合，优化污染场地土壤修复的工程管理，实现土壤修复工程的标准化、高效化，是该产业发展的共同目标和必然趋势。

参考文献

[1] 骆永明.污染土壤修复技术研究现状与趋势［J］.化学进展，2009（3）：558-563.

[2] 叶茂，杨兴伦，魏海江等.持久性有机污染场地土壤淋洗法修复研究进展［J］.土壤学报，2012（7）：803-814.

[3] 周欣 张代荣 李萍.多环芳烃污染土壤化学氧化修复技术应用研究［J］.环境与发展，2020（2）：89-90.

[4]李书鹏，焦文涛，李鸿炫等.燃气热脱附技术修复有机污染场地研究与应用［J］.环境工程学报，2019,13(9):2037-2048.