科技助力土壤修复

黄丹雯

“新的一年，广东将进一步强基础、稳质量、促管控、严考核，持续推进全省土壤污染防治。”为打好打赢污染防治攻坚战，广东省对扎实推进净土保卫战提出了明确要求。

经过几十年的发展，在土壤修复方面国内外积累了较为丰富的修复技术与治理经验，結合广东实际，有哪些技术适合在全省应用推广，为此，记者采访了广东省环境科学研究院专家。

固化稳定化技术的可推广经验

为促进土壤污染治理和修复技术推广，“土十条”提出分批实施200个土壤污染治理与修复技术应用试点项目，根据试点情况，再比选形成一批易推广、成本低、效果好的适用技术。东莞是全国首批实施土壤污染治理与修复技术应用试点项目的城市之一。

作为广东省土壤重金属污染的常用修复技术，固化稳定化技术可分为原位和异位固化稳定化，东莞此前就曾采用异位固化稳定化技术开展修复工作。该技术通过向污染土壤中添加固化剂或稳定化剂，经充分混合，使其与污染介质和污染物发生物理、化学作用，将污染土壤固封为结构完整的具有低渗透性的固化体，或将污染物转化成化学性质不活泼形态，降低污染物在环境中的迁移和扩散能力，从而达到修复污染土壤的目的。

“《污染地块修复技术指南—固化/稳定化技术（试行）（征求意见稿）》提出，固化稳定化修复工程完成后需进行修复效果评估，并对产物进行长期监测与维护，长期监测持续时间原则上不少于5年，第5年后根据固化稳定化产物的长期稳定性和运行效果决定是否需要继续监测。”广东省环境科学研究院生态与土壤修复研究所所长邓一荣向记者介绍，固化稳定化技术是比较成熟的固体废物处置技术，常用的固化技术包括水泥固化、石灰火山灰固化、塑性材料固化、有机聚合物固化、自胶结固化、熔融固化（玻璃固化）和陶瓷固化等;常用的稳定化技术包括pH值控制技术、氧化/还原电位控制技术、沉淀与共沉淀技术、吸附技术、离子交换技术等。2010年以来，该技术在工程上应用快速增长，已成为国内重金属污染土壤修复的主要技术之一。

水泥窑协同处置重金属

“除了固化稳定化技术，在修复土壤重金属污染方面，水泥窑协同处置技术也是常规应用技术之一。”邓一荣表示，国内水泥窑协同处置常用于处置各种固废、不合格产品以及事故污染土壤等。水泥窑协同处置技术适用于土壤有机污染物及部分重金属，利用水泥回转窑内的高温、气体长时间停留、热容量大、热稳定性好、无废渣排放等特点，在生产水泥熟料的同时，焚烧固化处理污染土壤。有机污染土壤从窑尾烟气室进入水泥回转窑，在水泥窑的高温条件下，污染土壤中的有机污染物转化为无机化合物，而重金属污染土壤则从生料配料系统进入水泥窑，使重金属固定在水泥熟料中。

因水泥窑协同处置是在水泥生产过程中进行的，协同处置不能影响水泥厂正常生产及水泥产品质量，也不能对生产设备造成损坏，“所以在水泥窑协同处置污染土壤过程中，需严格控制进料中氯、硫等元素的含量，慎重确定污染土的添加量，且不宜用于处理汞、砷、铅等重金属污染较重的土壤。”广东省环境科学研究院生态与土壤修复研究所工程师李洪伟指出。除此之外，还需定期对水泥回转窑排放的尾气和水泥熟料中特征污染物进行监测，并根据监测结果采取应对措施。

广东创新研发淋洗修复设备

土壤淋洗修复技术也被应用于广东省部分污染地块的修复工程。土壤淋洗技术是将水或含有冲洗助剂的水溶液、表面活性剂等淋洗剂注入到污染土壤或沉积物中，清洗土壤中污染物的过程，简单来说，即是将土壤中的污染物转移到液体中的一种修复手段。“这种技术适用于重金属、半挥发性有机污染物和难挥发性有机污染物，而且修复过程中产生的淋洗废液仍需做进一步处置后方可排放。”

位于广州广钢白鹤洞地块采用的就是土壤淋洗与热脱附、固化稳定化技术相结合的方式进行修复，先将污染土壤经筛分去除粒径大于50mm砾石后，通过土壤洗脱设备将污染土壤进一步减量化，粒径大于75μm的粗颗粒清洗干净达标后填埋或者资源化利用，小于75μm的细颗粒泥饼经热脱附设备彻底去除多环芳烃，再通过固化稳定化技术处理控制土壤中重金属的环境风险至可接受水平，达到无害化的目的。

据介绍，目前欧美等发达国家淋洗工程已表现出设备先进、自动化控制、设备商业化程度高等特点，但我国土壤淋洗修复技术的研究起步较晚，研究侧重于淋洗药剂筛选、多元淋洗剂复配和淋洗条件优化，多数研究还处于实验室模拟及中试试验阶段，可规模化应用的土壤淋洗成套设备研制相对滞后，与国外成熟的修复技术相比存在很大差距。

以往在广东应用淋洗技术治理土壤污染的案例并不多，一方面由于成本太高，另一方面因为添加的药剂容易导致二次污染。针对这些不足，广东省环境科学研究院生态与土壤修复研究所牵头并联合中国科学院地理科学与资源研究所创新研发了“减量与淋洗一体化设备”。

“该设备于去年通过验收，有淋洗和筛分两大功能，以前需要用药剂，现在只是用清水就可以进行淋洗，把沙子洗出来再进行筛分，起到减量化的作用。”据邓一荣介绍，这套设备包括进料系统、土壤淋洗系统、精细筛分系统、废液处理及回用系统、淋洗污泥脱水—稳定化系统和自控化系统。该套设备的成功验收，也增强了广东省在土壤修复领域的科技实力与自主技术创新能力，为广东污染场地土壤修复快速增长的市场需求提供工程技术支撑，对打好土壤污染防治攻坚战具有重要战略意义。

热脱附技术破解有机污染

热脱附技术在国外始于上世纪七十年代，目前已较为成熟，被广泛应用于工程实践，1982—2004年间，约有70个美国超级基金项目采用热脱附技术作为主要的修复技术，在国内的应用则处于发展阶段。

2017年，广州油制气厂污染地块采用燃气原位热脱附技术修复，效果显著。该项目为热脱附修复技术在广东的推广应用提供了成熟经验和典型案例。“目前广东在处理有机污染土壤方面，热脱附技术应用最多，是广东省修复土壤有机污染的主要修复技术之一。”

热脱附技术可处理挥发及半挥发性有机污染物（如石油烃、农药、多氯联苯等）和汞。通过直接在地下对土壤进行加热，再把污染物通过管道抽提出来，在原位把污染物解决掉;或者把土壤挖出后加热至目标污染物的沸点以上，通过控制系统温度和停留时间，有选择地促使污染物气化挥发，使目标污染物与土壤分离，达到去除污染物的目的。

热脱附技术应用前，需要识别土壤污染物的类型及其浓度，了解土壤质地、粒径分布和湿度等参数，此外还需要考虑是否有足够的空间进行土壤预处理，公用设施（燃料、水、电）是否满足要求，以及管理部门和当地群众对热脱附技术的接受程度等。

氧化还原处理有毒污染物

“还有一种是氧化还原处理技术，例如广州红云涂料厂地块就是采用氧化技术达到治理污染土壤的目的。”据介绍，氧化技术是通过向污染土壤添加过氯酸钠、高锰酸钾等氧化药剂进行氧化反应，促使土壤中的污染物转化为无毒或相对毒性较小的物质。

氧化技术可处理石油烃、苯系物、酚类、MTBE、多环芳烃、农药等大部分有机物，通过污染土壤清挖、破碎、筛分、药剂喷洒、多次搅拌等步骤，再监测、调节污染土壤反应条件，直至自检结果显示目标污染物浓度满足修复目标要求。

而还原技术则是通过添加硫酸氢钠、硫酸亚铁等还原药剂进行还原反应。“还原技术在广东的案例并不多，这项技术主要针对含有卤代物等污染物的土壤，通过脱掉卤素再进行降解。”

据介绍，应用氧化还原技术进行处理时，药剂注入前需要通过药剂搅拌系统进行充分混合使药剂发挥最大效果。此外，还需要对修复过程以及修复后进行监测，主要监测污染物浓度、pH值、氧化还原电位等参数，如果污染物浓度出现反弹，可能需要进行药剂补充注入。目前，氧化还原技术在国内污染地块修复中的应用也越来越广泛。