我国污染场地的修复技术现状分析
目前,许多技术都可用于污染场地的修复,但往往一个场地的修复需要一种 优化的技术或技术组合。因此,为目标污染场地选定合理的技术也成为整个修复 过程中的技术难点。对污染场地中土壤的修复,应根据土地用途确定恰当的修复 目标,污染场地的土壤应优选可将土壤中污染去除或分解的技术。对于高风险污 染土壤,宜采用处理技术,对低风险污染土壤,应采用工程控制措施。尽可能采 用多种技术联合的方法,从而可经济有效地获得保护人体健康与环境的目的。
与异位修复技术相比,原位修复技术更为经济,不需要建设昂贵的地面环境 工程设施和对污染物进行远程运输,就可以使污染物降解和减毒,操作维护起来 比较简单。原位修复技术的另一个优点是可对深层土壤进行修复,对土壤的破坏 小,适合规模较大的土壤修复。但原位修复技术受场地本身特性的限制较大, 较 难在低渗透性和地质结构复杂的土壤进行实施。此外,原位修复周期较长,修复 效果难以达到理想状态。相比而言,异位修复技术则在挖掘和设备使用维护等方 面费用较高,但修复的周期短,修复效率高,且修复效果好。
对1982—2005年美国超级基金场地修复行动的修复决策记录中常用土壤修 复技术的分析表明, 在涉及的862个工程中, 其中的47.7%为原位污染源控制技术, 52.3%为异位污染源控制技术。同时,已完成的土壤修复工程中有361项(占已完 成工程的68.9%)采用的是异位修复技术,164项(占31.1%)采用的是原位修复 技术,也即大多数已完成的修复工程采用的技术为异位修复技术。采用最多的异 位修复技术是焚烧技术,采用最多的原位修复技术是土壤蒸汽提取技术。
在美国开始实施超级基金时(1982-1986) ,土壤处理技术的高频使用引起人 们对修复费用大幅上涨的抱怨,甚至有人怀疑场地风险是否被过度夸大。20世纪 90年代后期,人们在筛选修复技术时,更多地考虑了现实的因素,如场地修复经 费的来源、未来土地的利用方式等,同时对修复技术的认识也在改变。这使得修 复技术的筛选更具灵活性, 如为了节省经费, 将场地修复至指定用途的土壤质量, 而不是将场地土壤质量修复至可作为任何用途。同时人们认识到,在一些场地, 采用非处理手段(如工程控制措施和制度控制) ,不失为一种有效而低廉的控制 手段。因此,在这一时期,工程控制措施和制度控制在修复技术应用中的比例开 始逐步提高。总体上,美国对污染场地修复技术选择的趋势为:80年代初期, 刚开始开展污染场地修复时,较多的采用了工程控制措施,遭到批评后,采用了较 为昂贵的污染源处理技术, 而随后由于修复经费短缺和基于土地利用方式的风险 管理等原因,工程控制措施和制度控制的又开始较多的被采用,如图1,即显示 了近年来美国超级基金采用的土壤修复技术的变化。
图1 美国超级基金1986年-2006年土壤修复技术比例
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在地下水修复技术方面,目前抽出-处理技术的治理对象主要有12 种污染 物。其典型治理目标为三氯乙烯(TCE),此外还有一些卤化挥发性有机物,如: 四氯乙烯(PCE)、氯乙烯(VC)等。对于非卤化挥发性有机物BTEX(苯、甲苯、 乙苯、二甲苯)以及铬、铅、砷等也可采用抽出-处理技术进行治理。对于原位 修复技术,治理对象主要以卤化挥发性有机物、非卤化挥发性有机物、非卤化半 挥发性有机物、卤化半挥发性有机物、BTEX、多环芳烃、杀虫剂以及金属、非金 属等为主。其中,空气注入技术的治理对象主要以卤化挥发性有机物、非卤化挥 发性有机物、非卤化半挥发性有机物及BTEX 为主。而渗透性反应墙技术则主要 用于金属、非金属、卤化挥发性有机物、BTEX、杀虫剂、除草剂以及多环芳烃的 治理。
对1982-2005财政年度美国国家污染场地优先名录中采用抽出/处理系统、 原 位处理和监控的自然衰减技术修复地下水的工程分析表明,在所有的877个工程 中,采用抽出/处理系统的工程的比例高达83%,仅采用修复地下水的工程比例也 达56%,说明对地下水的修复,抽出/处理系统是主要的修复技术。但至1997年以后,在地下水修复工程中,采用抽出/处理系统的工程数量与采用其它技术的工 程数量非常接近,说明抽出/处理系统虽然是一个效果非常好的成熟修复技术, 但由于抽出/处理系统修复地下水工程的完成的比例很低(约10%) ,成本也非常 高。因此,随着人们对场地修复认识的提高,以及基于风险的控制目标的采用, 原位工程控制措施和监控的自然衰减技术日益受到青睐。图2清晰的显示出近年 来美国超级基金地下水处理技术的变化趋势。
与国外相比,我国的污染场地修复起动较晚,2004 年北京市迎接奥运会的 地铁五号线施工导致的“宋家庄事件”,是开起我国污染场地调查与修复的钥匙。 “宋家庄事件”发生后,原国家环保总局 2004 年发出通知,要求各地环保部门 切实做好企业搬迁过程中的环境污染防治工作,一旦发现土壤污染问题,要及时 报告总局并尽快制定污染控制实施方案。
图2 美国超级基金1986年-2006年地下水修复技术比例
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(P&T:抽出处理技术,MNA:监控自然衰减)
2004年上海开始筹备2010年世博会,专门成立了土壤修复中心,对世博会规 划区域内的原工业用地污染土壤进行处理处置。到目前为止,中国已成功完成了 多个场地的土壤修复工作,如北京化工三厂、红狮涂料厂、北京焦化厂(南区) 、 北京染料厂、北京化工二厂、北京有机化工厂、沈阳冶炼厂、唐山焦化厂、重庆 天原化工厂、赫普(深圳)涂料有限公司、杭州红星化工厂、江苏的农药厂等等, 这些案例为中国污染土壤的修复和再开发提供了宝贵的技术和管理经验。 从修复 技术上看,使用比较成熟的技术主要是异位的处理处置,包括挖掘-填埋处理和水泥窑共处置技术等,还有相当一部分修复技术与设备在研究开发之中,如热解 吸技术、生物修复技术和气相抽提技术等,特别是一些原位的修复技术,都还处 于试验和试点示范阶段,国家对于典型污染场地的修复工程示范也给予了支持。 目前编制完成的“污染场地土壤修复技术导则”提出制订修复技术方案和进行项 目可行性研究的要求,为在我国实施污染场地的修复提供了依据和支撑。
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