基于宜宾市临港经开区某污染场地土壤治理与修复对策研究

1.引言

临港经开区位于四川省宜宾市翠屏区的经济、文化中心,含20个村、12个社区、2个街道和大量科技企业。其水能资源、动植物资源、矿产资源丰富,是宜宾市的重点发展区块之一。近年来,随着城市人口的不断增长,居民商业用地要求不断提高,临港区一些生产片区响应相关政策停产异地搬迁拟用于居民商业用地。然而,因过去长期工业生产使用,搬迁场地土壤含有大量会对人体产生极大伤害的砷、铅、镉、铬、汞、铜等污染重金属。若不处理,这些污染重金属甚至会破坏土壤的自然生态平衡,降低土壤质量,影响周边植株生长发育且通过作物进入食物链严重危害人畜健康。因此要满足正常的居民商业使用,就必须找到有效的场地土壤污染问题的治理修复对策。1992年,加拿大将污染场地定义为:场地上某物质的浓度超过背景水平并已经或有可能对人体健康或环境造成立即或长期的危害;或者,场地上某物质的浓度超过法规政策规定的水平。我国也在“十五”“十二五”以及“十三五”期间多次提出了要深入开展污染防治工作,加快改善生态环境。作为拟成为居民商业用地的工业搬迁场地,临港区某污染场地的土壤治理与修复对策的研究更是刻不容缓。

(1)土壤污染治理问题的国内外研究现状

针对土壤污染问题,不少国内外学者做出了相应研究策略。张治国[1]阐述了生物修复技术在茶叶种植区域土壤重金属治理中的应用,总结了各方研究,生物修复技术在土壤治理方面取得了很好的效果。陈冬月[2]指出螯合剂可以提高土壤中重金属的生物有效性,并采用盆栽试验法,运用EDTA强化景天三七修复污染土壤,证明了此方法可以有效修复重金属与盐渍化复合污染土壤。KumariD[3]等运用细菌处理技术,评价了六价铬污染土壤的生物修复效果,并测定可食用植物组织中的金属毒理水平。Bahemmat等人[4]发表了重金属污染土壤电修复后的组成及代谢商数分析的文章,说明电修复是修复土壤重金属污染的一种有效的新方法。Kurt等人[9]利用表面活性剂对残留四氯乙烯污染的土壤进行强化修复,并评价了表面活性剂溶液回收四氯乙烯(PCE)的能力。

(2)我国污染场地土壤环境管理的现状

许多国家已出台了土壤污染治理的细致指导性文件,并建立起一整套完整的治理流程,我国近年来也在不断完善自身的污染场地土壤环境管理制度,但是仍有不足。针对近些年出现的土壤污染治理问题,总结起来主要有以下几种土壤环境管理改善意见:污染场地土壤环境管理的前瞻性和计划性不足,导致场地污染土壤没有得到及时的预防和有效治理;对重点性、典型性污染场地的土壤治理案例工程宣传的示范性不够,导致没有很好地带动一般场地污染土壤进行有效合理地治理;治理场地内监管治理机构权责划分不明确,导致治理修复机构各方容易出现责任推脱现象,以致无法及时处理治理信息、资金落实问题以及对于突发性环境事件的应急处理能力不足等[8]。近年来,临港区在快速发展中难免遭遇场地土壤污染问题,所以应当借鉴参考以往管理经验,再做进一步完善,有效避免因土壤治理管理问题而导致的污染土壤治理不利。

2.场地土壤基本检测及潜在风险预判

(1)临港区某污染场地土壤检测基本情况

土壤中常见的重金属离子主要有砷、铅、镉、六价铬、汞、铜等,这些离子在土壤中如果逐渐累积,会破坏土壤结构、降低土壤功能进而扰乱生态系统、危害动植物健康。在前期工作中,对临港区某污染场地的土壤进行取样检测,基本情况如:在抽样检测的该场地污染土壤中,砷、铅、镉、六价铬、汞、铜等污染重金属均被检出;其中,除六价铬的检出率为16%以外,其余重金属的检出率均为100%;并且砷、铅、六价铬均为超标重金属,对人体健康存在不可接受的风险,六价铬的最大超标倍数达到26.3,具体检测结果如表1所示。因此,临港区某拆迁场地若要用于商业住房建筑,就必须进行有效的土壤治理修复以保证人类的安全使用。

(2)潜在风险预判和对策

该污染场地属于临港区工业生产区,地面与土层使用水泥地分隔,能对上方空气污染和地表污染起到一定的隔绝作用,但仍然有部分污染离子污染地下水,造成对地下水的污染。另外,在施工吸附后,难免会使用化学试剂进行配合使用,所以修复后可能也会造成难以控制的离子带入。因此,在进行土壤修复施工前和土壤修复后,不仅应对土壤重金属进行全面重金属离子检测,还应对该污染场地地下水进行检测,以确保水资源安全。

3.临港区某场地污染土壤治理与修复对策

(1)常用土壤污染治理与修复对策

目前常用于土壤污染修复的技术有:土壤化学修复技术、土壤生物修复技术、土壤物理修复技术和组合修复技术[5,7]。

其中,化学修复常常需要加入化学修复试剂,比如添加固化剂和淋洗剂等。这种方法高效快速、应用范围广,常被用于治理轻中度污染的土壤,但通常只起到抑制的作用,不能从根本上解决土壤污染问题,且若修复试剂作用不佳,会因此带入其他土壤不利元素造成二次污染。岳红等[10]利用粉煤灰、澎润土和腐殖酸3种修复剂考察了其对镉和复合污染土壤中的青蒿的生长情况和对青蒿素含量的影响。结果表明,三种化学修复试剂对镉单一土壤和复合污染土壤中青蒿素的积累都没有明显促进变化。

生物修复法包括动物修复法、植物修复法和微生物修复法。生物修复法的优点是修复过程使用生物处理,绿色环保、无污染。但是,黄金无足色。例如,植物修复法利用种植有效植被吸附土壤以及空气中的重金属等污染元素,但吸附后的植物在进行下一个循环时,污染元素又会通过下一个生物循环再次进入土壤,不利于污染元素的永久性去除且对应成本高、修复周期长。

物理修复法就是采用一定的技术和手段,将污染物从土壤中分离出来使土壤恢复可利用价值的方法。其中,物理修复法又包括直接换土法、热化法修复、玻璃花修复方法和电极驱动修复法,后三者因耗能高、成本高、不安全常不被广泛使用。直接换土法用未受到污染的土壤替换掉已经受到污染的土壤,直接高效,效果立竿见影,但是容易造成土壤的二次污染,想要将置换掉的污染土壤进行二次修复。王晓燕等[11]比较了受2,4-二氯酚污染的土壤在使用物理修复法和生物修复法的情况。结果表明,使用两种方法相比,生物修复法的效果更好,但是白腐菌的培养周期过长且方法较为复杂。也就说明,物理修复法和生物修复法在治理土壤污染问题上各有优缺点。

组合修复是针对其他应对策略不能直接单独地解决处理土壤污染问题而提出的一种方法。相较于单一的修复方法,复合修复法针对不同土壤污染问题,使用两种或多种土壤修复方法进行组合达到治理修复土壤污染的效果。陈力、王国峰等[6]以石油土壤污染作为分析对象并总结了目前常见的几种治理土壤污染问题的方法,针对该石油污染土壤出现的问题针对性地提出了土壤置换法、微生物修复法、植物修复法,对于污染程度复杂的区域应采用多种技术综合修复以及化学治理法与物理化学技术相结合的复合治理方法。文章还提出,在土壤污染越发复杂的情况下,土壤治理也越来越趋近综合化。

(2)针对临港区某场地污染土壤治理与修复对策v

针对临港区某污染场地的特殊现状,选择的修复法应当是见效快、周期短即能快速投入使用的物理修复法进行修复试验,一次性将污染元素从土壤中移除以满足居民和商业要求。所以在治理污染场地土壤方面,应使用土壤物理修复技术将污染土壤进行一次性移除或稀释以达到使用要求。但清挖移除土壤需进行修复。具体的技术治理修复路线如图1所示。

拟使用物理修复技术+化学修复技术的复合修复手段对临港区某场地污染土壤进行修复治理,达到快速有效的治理效果。清挖检测过的砷、铅、六价铬污染土壤并分类装载,过筛+修复试剂对清挖的污染土壤进行筛分以及调节含水率的预处理。处理完成后,对其进行稳定化修复,然后进行检测验收。若检测验收合格则进行土壤回填,若检测不合格,则再次进行稳定化修复,直至检测合格为止。另外,对于清挖填埋后的污染场地,进行水质检测和土壤再次检测,以确保水资源和土壤资源对人类正常生活活动无影响。

(3)强化场地土壤治理的保障措施

①加强组织领导。

为切实做好土壤治理工作,相关部门应当建立完善的工业场地土壤污染治理工作推进机制,地方生态环境部门应对工业场地土壤污染治理实施统一的监督指导。同时,其他相关各个有关部门要通力合作。县(区)政府要对本工业场地污染土壤生态环境的质量负责。做到逐级领导,治理修复工作有条不紊开展。

②强化资金保障。

工业场地土壤污染治理工作涉及范围大、污染治理工作强度高、治理程序较为复杂,因此,针对土壤污染治理与修复工作的资金要求较高。应着力建立稳定的污染治理投入机制,统筹整合相关资金用于集中治理修复工业场地污染土壤。

③强化监督工作。

在土壤治理过程中对土壤质量进行阶段性成果检测,以监督判断治理过程以及治理方法的合理性和有效性。治理结束后,应根据国家、省级相关部门制定的考核验收标准和办法,对场地污染土壤以及水资源状况进行检查验收,并以适当形式向社会公布,确保社会各界人士对治理后场地的了解、后期安心投入使用以及确保搬迁场地地区的经济发展。

④建立统一的土壤污染防治工作机构。

成立相关土壤污染防治工作机构,树立“早防治、早治理”的理念。一切污染的源头应尽早被发现和被处理,防治进一步污染扩散,统一的土壤污染防治工作机构是确保这一保障的关键。

⑤定期检测更新土壤检测基础数据。

在土地使用过程中,难免导致土壤质量状况的改变。土壤质量监督部门应当定期检测并更新土壤质量监测数据,以确保土壤污染防治工作的实时监测,做到随时监控、随时防治,立刻监控、立刻防治。

4.总结

土壤重金属的存在严重影响人类的生活环境,为了社会的进一步健康发展,必须对污染土壤进行治理修复。针对不同的污染土壤的治理修复手段不同,应根据各污染场地指定适合本场地最合适有效的治理修复手段。单一的土壤污染治理方法在治理过程和实践经验中,出现了不同形式的弊端。在我们前期的污染土壤取样调查检测中,临港区工业生产区搬迁场地拟用于住房商业用地使用且不为单一污染,污染问题较为复杂,所以应制定快速、有效的治理修复手段。结合以上情况,并为避免二次污染的影响,复合修复技术是一种行之有效的方法。利用物理修复技术对污染土壤进行移除稀释,然后对其进行化学修复,不仅可以达到快速有效,而且可以避免污染的扩散和二次污染,是一种适合临港区目前土壤治理现状的十分合理的方案。此外,为了强化场地土壤治理的保障,应当建立加强组织领导、强化资金保障、强化监督工作、建立统一的土壤污染防治工作机构以及定期检测更新土壤检测基础数据等保障措施。

摘要：随着城市经济和城市人口的急速不断增长,居民商业用地的量和质都不断提高,而宜宾市临港经开区正是处于快速发展的这一阶段。生产片区响应政策号召易地搬迁,但土壤污染问题亟待解决,否则会对人类和生态系统造成极大伤害。本文针对临港区搬迁场地的基本情况和实际问题,提出了运用复合修复法解决土壤污染的问题,以达到场地土壤净化、安全高效投入使用的要求。另外还提出,应当建立加强组织领导、强化资金保障、强化监督工作、建立统一的土壤污染防治工作机构以及定期检测更新土壤检测基础数据等强化场地土壤治理的保障措施。

关键词：土壤污染,复合修复法,安全高效,保障措施

参考文献

[1] 张治国.浅析生物修复技术在茶叶种植区域土壤重金属治理中的应用[J].福建茶叶,2018,40(01):223-224.

[2] 陈冬月.EDTA强化盐生植物修复Pb、Cd与次生盐渍化复合污染土壤[D].

[3] Kumari D,Li M,Pan X,et al.Effect of bacterial treatment on Cr(VI) remediation from soil and subsequent plantation of Pisum sativum[J].Ecological Engineering,2014,73:404-408.

[4] BahemmatM,FarahbakhshM,ShabaniF.Compositionaland metabolic quotient analysis of heavy metal contaminated soil after electroremediation[J].Environmental Earth Scien-ces,2015,74(6):4639-4648.

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[10] 岳红,韩晓丽,郭兰萍,等.化学修复剂对重金属污染土壤中青蒿的影响[C]//中国药学大会暨中国药师周,2010.

[11] 王晓燕.生物法和物理法修复受2,4-二氯酚污染土壤的对比研究[D].武汉科技大学,2008.