污染場地修復(fù)過程及修復(fù)技術(shù)分析
一、污染場地修復(fù)過程分析
完整的污染場地修復(fù)過程可分為場地調(diào)查、風(fēng)險評估、場地修復(fù)三大部分。場地環(huán)境調(diào) 查的主要目的是通過資料收集、現(xiàn)場踏勘和人員訪談、現(xiàn)場監(jiān)測確定污染物種類、程度和范 圍，初步判斷場地的污染情況。污染場地風(fēng)險評估主要是在地環(huán)境調(diào)查結(jié)果的基礎(chǔ)上確定場 地污染是否存在潛在健康風(fēng)險及健康風(fēng)險的大小和分布，通過風(fēng)險評估，如果確定存在健康 風(fēng)險，污染場地應(yīng)該進(jìn)行修復(fù)。場地修復(fù)包括修復(fù)可行性研究、修復(fù)工程的初步設(shè)計和詳細(xì) 設(shè)計、工程實施、施工監(jiān)理和后評估等過程。作為確定場地污染狀況的有力手段場地環(huán)境監(jiān) 測工作貫穿污染場地修復(fù)的全過程。 污染場地修復(fù)可行性研究包括確定預(yù)修復(fù)目標(biāo)、技術(shù)預(yù)評估、篩選評價修復(fù)技術(shù)、集成 修復(fù)技術(shù)、確定修復(fù)技術(shù)的工藝參數(shù)、制定修復(fù)監(jiān)測計劃、估算污染土壤體積，分析經(jīng)濟(jì)- 效益、評價修復(fù)工程的環(huán)境影響、制定安全防護(hù)計劃、安排修復(fù)進(jìn)度和編制可行性研究報告 等內(nèi)容。修復(fù)工程的初步設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計、工程實施、施工監(jiān)理和后評估屬于工程分析、工 程施工和工程后評估的內(nèi)容。
二、 污染場地修復(fù)技術(shù)分析
污染場地修復(fù)技術(shù)分類
污染場地的修復(fù)技術(shù)可按暴露情景和處置地點(diǎn)分類。
按暴露情景分類
可以按“污染源-暴露途徑-受體”對修復(fù)技術(shù)分類。對污染源控制的技術(shù)有生物修復(fù)、植 物修復(fù)、生物通風(fēng)、自然降解、生物堆、化學(xué)氧化、土壤淋洗、電動分離、氣提技術(shù)、熱處 理、挖掘等；對暴露途徑進(jìn)行阻斷的方法有穩(wěn)定/固化、帽封、垂直/水平阻控系統(tǒng)等；降低 受體風(fēng)險的制度控制措施有增加室內(nèi)通風(fēng)強(qiáng)度、引入清潔空氣、減少室內(nèi)外揚(yáng)塵、減少人體 與粉塵的接觸、對裸土進(jìn)行覆蓋、減少人體與土壤的接觸、改變土地或建筑物的使用類型、 設(shè)立物障、減少污染食品的攝入、工作人員及其他受體轉(zhuǎn)移等。
按處置地點(diǎn)分類
可分為原位修復(fù)技術(shù)和異位修復(fù)技術(shù)。原位修復(fù)技術(shù)又可分為原位處理技術(shù)和原位控制 技術(shù)，常用的原位處理技術(shù)包括物理、化學(xué)和生物方法等。異位修復(fù)技術(shù)可分為挖掘和異位 處理處置技術(shù)。
常用修復(fù)技術(shù)簡介
常用的污染場地修復(fù)技術(shù)主要包括挖掘、穩(wěn)定/固化、化學(xué)淋洗、氣提、熱處理、生物 修復(fù)等。
挖掘
指通過機(jī)械、人工等手段，使土壤離開原位置的過程。一般包括挖掘過程和挖掘土壤的 后處理、處置和再利用過程。在場地修復(fù)的各個階段和多種修復(fù)技術(shù)實施過程中都可能采用 挖掘技術(shù)，如場地環(huán)境評估、修復(fù)活動中和后評估階段。作為修復(fù)技術(shù)，本導(dǎo)則推薦挖掘只 能作為修復(fù)方案的一部分，不能適用于傳統(tǒng)的挖掘填埋技術(shù)方案。
穩(wěn)定/固化
指通過固態(tài)形式在物理上隔離污染物或者將污染物轉(zhuǎn)化成化學(xué)性質(zhì)不活潑的形態(tài)，降低 污染物的危害，可分為原位和異位穩(wěn)定/固化修復(fù)技術(shù)。原位穩(wěn)定/固化技術(shù)適用于重金屬污 染土壤的修復(fù)，一般不適用于有機(jī)污染物污染土壤的修復(fù)；異位穩(wěn)定/固化技術(shù)通常適用于 處理無機(jī)污染物質(zhì)，不適用于半揮發(fā)性有機(jī)物和農(nóng)藥殺蟲劑污染土壤的修復(fù)。
化學(xué)淋洗
指借助能促進(jìn)土壤環(huán)境中污染物溶解或遷移作用的溶劑，通過水力壓頭推動清洗液，將 其注入被污染土層中，然后再將包含污染物的液體從土層中抽提出來，進(jìn)行分離和污水處理 的技術(shù)，可分為原位和異位化學(xué)淋洗技術(shù)。原位化學(xué)淋洗技術(shù)適用于水力傳導(dǎo)系數(shù)大于10-3 cm/s的多孔隙、易滲透的土壤，如沙土、砂礫土壤、沖積土和濱海土，不適用于紅壤、 黃壤等質(zhì)地較細(xì)的土壤；異位化學(xué)淋洗技術(shù)適用于土壤粘粒含量低于 25%、被重金屬、放 射性核素、石油烴類、揮發(fā)性有機(jī)物、多氯聯(lián)苯和多環(huán)芳烴等污染的土壤。
氣提技術(shù)
指利用物理方法通過降低土壤孔隙的蒸汽壓，把土壤中的污染物轉(zhuǎn)化為蒸汽形式而加以 去除的技術(shù)，可分為原位土壤氣提技術(shù)、異位土壤氣提技術(shù)和多相浸提技術(shù)。氣提技術(shù)適用 于地下含水層以上的包氣帶；多相浸提技術(shù)適用于包氣帶和地下含水層。原位土壤氣提技術(shù) 適用于處理亨利系數(shù)大于 0.01 或者蒸汽壓大于 66.66Pa 的揮發(fā)性有機(jī)化合物，如揮發(fā)性有機(jī) 鹵代物或非鹵代物，也可用于去除土壤中的油類、重金屬、多環(huán)芳烴或二噁英等污染物；異 位土壤氣提技術(shù)適用于修復(fù)含有揮發(fā)性有機(jī)鹵代物和非鹵代物的污染土壤；多相浸提技術(shù)適 用于處理中、低滲透型地層中的揮發(fā)性有機(jī)物。
熱處理
指通過直接或間接熱交換，將污染介質(zhì)及其所含的有機(jī)污染物加熱到足夠的溫度 (150~540℃)，使有機(jī)污染物從污染介質(zhì)揮發(fā)或分離的過程，按溫度可分成低溫?zé)崽幚砑夹g(shù)(土 壤溫度為 150~315℃)和高溫?zé)崽幚砑夹g(shù)(土壤溫度為 315~540℃)。熱處理修復(fù)技術(shù)適用于處 理土壤中揮發(fā)性有機(jī)物、半揮發(fā)性有機(jī)物、農(nóng)藥、高沸點(diǎn)氯代化合物，不適用于處理土壤中 重金屬、腐蝕性有機(jī)物、活性氧化劑和還原劑等。
生物修復(fù)
生物修復(fù)指利用微生物、植物和動物將土壤、地下水中的危險污染物降解、吸收或富集 的生物工程技術(shù)系統(tǒng)。按處置地點(diǎn)分為原位和異位生物修復(fù)。生物修復(fù)技術(shù)適用于烴類及衍 生物，如汽油、燃油、乙醇、酮、乙醚等，不適合處理持久性有機(jī)污染物。
三、污染場地修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用情況
世界發(fā)達(dá)國家都有污染場地修復(fù)的實踐經(jīng)驗，其中超級基金場地中采用污染源控制修復(fù) 技術(shù)的工程完成情況見圖 1。
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從美國污染場地修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用情況來看，與異位修復(fù)相比，原位修復(fù)更為經(jīng)濟(jì)，不需 要建設(shè)昂貴的地面環(huán)境工程設(shè)施和對污染物進(jìn)行遠(yuǎn)程運(yùn)輸，就可以使污染物降解和減毒，操 作維護(hù)起來比較簡單。原位修復(fù)技術(shù)還有一個優(yōu)點(diǎn)就是可以對深層土壤進(jìn)行修復(fù)，對土壤的 破壞小，適合規(guī)模較大的土壤修復(fù)。但原位修復(fù)受場地本身特性的影響較大，低滲透性和地 質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的土壤實施原位修復(fù)的難度較大。此外，原位修復(fù)時間較長，修復(fù)效果難以達(dá)到 理想狀態(tài)。相比而言，異位修復(fù)技術(shù)則在挖掘和設(shè)備使用維護(hù)等方面費(fèi)用較高，但修復(fù)的周 期短，修復(fù)效率高，且修復(fù)效果好。 從 1982 至 2002 年， 超級基金場地修復(fù)行動的修復(fù)決策記錄中涉及污染源控制技術(shù)的共 有 1781 條，其中 42%為原位修復(fù)技術(shù)，58%為異位修復(fù)技術(shù)。同時，已完成的污染源控制 工程中有 341 項(73.5%)采用的是異位修復(fù)技術(shù)，123 項(26.5%)采用的原位修復(fù)技術(shù)，也即 大多數(shù)已完成的修復(fù)工程采用的技術(shù)為異位污染源控制技術(shù)。在異位污染源控制處理工程 中，幾乎所有采用焚燒技術(shù)的修復(fù)工程都能如期完成，將近 70％采用固化/穩(wěn)定化(S/S)技術(shù) 和熱脫附技術(shù)的修復(fù)工程已經(jīng)完成。在原位污染源控制處理工程中，采用 S/S技術(shù)的修復(fù)工 程將近 70％已經(jīng)完成，而采用 SVE 技術(shù)的修復(fù)工程只完成了其中的三分之一，這進(jìn)一步證 實了異位修復(fù)的成功率要高于原位修復(fù)。這主要是因為原位修復(fù)技術(shù)所處的環(huán)境受人為控制 的程度相對較小，修復(fù)過程難以掌握。 然而，雖然異位修復(fù)的工程數(shù)量較多，但從已修復(fù)污染介質(zhì)的總體積上來說，原位修復(fù) 的介質(zhì)絕對量更大，同時由于原位修復(fù)的成本低廉，對于不急于再開發(fā)的場地，原位修復(fù)仍 有較強(qiáng)的競爭力，原位技術(shù)正越來越多被采用。
同時人們認(rèn)識到，在一些場地，采用非處理手段，如封裝技術(shù)和制度控制不失為一種有 效而低廉的控制手段。到上世紀(jì)九十年代后期，封裝技術(shù)和制度控制在修復(fù)技術(shù)中的比例開 始逐步提高，見圖 2。
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