基于联合修复技术在污染场地治理中的效果分析

文_马婵华 四川金核矿业有限公司

1 污染场地修复常用技术方法

污染场地修复治理包括污染源去除、控制和减少降解三个方面的综合过程，最终目的是确保被污染土壤达到使用功能标准。污染场地往往不止一种重金属污染，而是伴存着多种复合污染，对周围环境造成严重影响。

目前，被广泛应用修复技术有：植物修复、微生物修复、钝化修复、淋洗修复、氧化还原修复和电动修复。

植物修复是运用植物根系组织对目标重金属的吸附，以达到去除的效果。可在一定程度上降低受污染土壤中目标污染物含量，但因植物其吸收量较少，很难较大成效地降低土壤中目标污染物的含量。富集植物只能把重金属吸收，而后转移到自体中，下一步如何处理这类富含重金属的植物也是一个难题。

微生物修复是运用土壤中微生物群落来降低目标污染物，针对目标污染物产生沉淀、吸收、氧化和还原等方式。微生物修复在单一污染上有较好的效果，当土壤存在多种重金属复合污染时，影响修复效果。

钝化修复是运用物理或者化学手段将目标污染物转变成化学性质不活泼的形态，或者将其固定起来，以便降低目标污染物的毒害。钝化修复比较成熟，处理重金属种类较全。

淋洗修复是将水、酸、碱、金属络合剂或者其他化学溶剂添加到需修复治理的土壤中，利用溶剂携带去除目标污染物。该方法效果良好，处理后的土壤达到可重新再生产和利用的标准。但其存在成本较高、溶剂添加不当易造成二次污染。

氧化还原修复是通过添加氧化剂或还原剂在受污染土壤中产生氧化还原反应，改变重金属的化学形态，但其仍留存在土壤中，无法根除或提取出，存在二次污染的风险。

电动修复是将电极插入受污染区域中，电流在土壤中形成电场以及磁场，通过其吸附土壤中的目标污染物。该技术很难有效去除受污染区域中的所有目标污染物。

通过对比分析几种技术方法，任何单一技术都存在一定局限性。本次研究探讨“钝化+垂直隔离+生态封闭”联合治理方法，并将此方法在实地生产实践。

2 联合修复技术阐述

鉴于污染场地普遍存在分布范围广、污染深度不同、污染程度不一的特点，本次研究选择受污染土壤较集中的重点区域，将其隔离出来，以便现场进行修复操作，有效控制污染源。

垂直隔离墙面采用HDPE膜或其他低透水性材料，在防渗墙底部也提前放置防渗层，将顶部与水平隔离层连接在一起，形成一个相对封闭的独立空间。确保受污染场地目标污染物受控后，在其顶部设置绿化生态将其封闭，形成生态公园。此次研究的“钝化+垂直隔离+生态封闭”联合技术是融合了多种治理方法，对工业污染场地具有很强的适应性。

3 实际案例

3.1 项目概况

首先对某冶炼厂污染场地进行调查与评估，根据其初步现场调查和风险评估分析，该场地主要受重金属铜、镉和砷的污染。铜最高浓度为40500mg/kg，是标准的135倍。镉最高浓度为161.7mg/kg，是标准的23.1倍。土壤深度越深其受污染程度越低，部分区域深度可达15m，面积约有40万m2。

3.2 修复目标

恢复后，目标场地将作为绿化景观用地。现场内不允许农业种植活动或者类似房地产开发等项目。根据现场调查料了解和评估情况，目标区域土壤治理恢复目标值详见表1。

表1 土壤修复目标值

3.3 治理规模及技术

根据该项目目标污染物程度等，针对受污染土壤、废渣进行区分处理。见表2。

表2 场地治理规模及处理工艺

3.4 工程技术方案

①垂直隔墙：设置60cm厚的塑性混凝土防渗墙作为隔墙。制作材料质量比是水泥：砂：石：粘土：膨润土：水（140∶640∶915∶115∶100∶280）。密度需达到20t/m3以上，弹性模量达到500～1000MPa，使其具备良好的变形适应性，28d抗压强度值应大于2～3Mpa，凝固后，垂直隔墙的渗透系数需达到1×10-7cm/s，允许渗透梯度大于60，设置相对不透水层需大于1.5m。

②钝化∶采用某公司生产的目标重金属（铜）钝化剂。先进行小型和中型试验，以确定目标污染物的原始理化性质、钝化剂的配比、工艺标准化、准入达标指标、长期稳定性测试、增容率等关键因素。根据试验分析，含铜量大于30000mg/kg的重污染区域钝化剂的添加值为3%～5%，含铜量为12000～30000mg/kg的重污染区域钝化剂的添加值为1%～3%。稳定剂按比例单独计量，在混合料斗中与待处理的污染土充分混合，完成钝化处理。每批钝化处理土的浸出液达到表1中目标值后才能放入隔离区。

③水平隔离：为防止顶部其他物质侵入隔离区，在垂直防渗墙顶部预埋水平隔离层（400g土工布/1.5mmHDPE膜/400g土工布）。

④生态封闭：水平隔离后，在其上覆盖压实土，厚度应达到60cm，用于绿化和封闭。主要种植草本、灌木植物，加以园林植物，建设成为生态环境公园。

⑤抽排水井：隔离墙内侧应设置地下水位观测井（抽排水井），具体选定其下游的最低位置，数量为两口，井内径1m左右。井身主要采用水石笼、反滤料、UPVC管等材料，保证垂直隔墙内水位与井内水位保持连通，做到适时抽排。

⑥周边排水：在隔离区域外围设置截洪沟，为倒梯形断面，用于预防上游及周边雨水冲刷。

⑦隔离区外土方开挖：在开挖面上每400m2均匀采集9个土样，制成混合样。经检测，各项污染物指标低于表1中目标值，土方开挖要求为合格。

3.5 修复效果检测

本次研究样品采集布设在污染场地隔离区域，数量197个土样，对其进行土壤清挖效果测验，8.94万m3重污染土稳定，180个稳定土样进行淋溶试验，其结果达到表1规定的指标后视为合格。表3和表4中为典型样品分析数据。结果表明：通过上述联合治理技术的实施开展，本次研究目标污染土壤钝化后的浸出液浓度低于表1中目标指标；土壤开挖面取样其试验值也低于表1目标值，取得了预期的治理效果。

表3 典型清挖面样品检测结果 单位：mg/kg

表4 典型钝化后样品检测结果 单位：mg/L

4 结语

对于重金属污染防治，第一步要做到消除或控制其目标污染物，下一步才是将其恢复至土地使用标准。影响修复治理方案的关键因素也较多且复杂，比如污染物的类型、组成、浓度和分布以及周围环境、水文地质、工程地质和地形地貌情况等等。所以，在初期进行现场调查、风险评估以及后期修复治理方案的选择与确定均对污染场地修复效果起到决定性作用。

本次研究的实地验证开展可知，通过“钝化稳定+安全隔离+生态封闭”的联合技术在某冶炼厂污染场地的修复治理，该受污染场地达到其使用标准，且没有新的土地被征用，成本合理，修复后该区域可建设为生态公园。