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大型污染场地修复过程中的问题探讨与工程实践

北极星环境修复网  来源:土行者  作者:孙兴凯 黄海 王海东 张景鑫 杨勇 周广东 初文磊  2020/10/29 11:42:09  我要投稿  

北极星环境修复网讯:摘要:近年来,随着城市化进程的加快,城市遗留的大型污染场地土壤和地下水污染问题尤为突出,开发再利用过程中的环境与人体健康风险较高。大型污染场地具有分布范围广、占地面积大、污染情况复杂等特点,开发再利用过程中面临着重修复轻调查、修复技术类型单一、二次污染防控难度大等问题,在大型场地开发再利用问题分析的基础上,提出了基于绿色可持续修复理念的相应对策。以北京焦化厂为例,介绍了该场地在修复和开发再利用过程中通过开展场地补充调查、采用多技术集成修复、加强二次污染防控和建立公众参与机制等方面,开展绿色可持续修复的实践。

关键词 大型污染场地;土壤修复;绿色可持续修复;工程实践

随着我国城市化的快速发展和“退二进三”产业结构的调整,大批高污染高能耗的工矿企业相继关闭、搬迁,在城市及周边地区产生了大量的遗留场地。据不完全统计,我国面积大于1万m2的污染地块超过50万块。遗留的污染场地大多存在较严重的土壤和地下水污染问题。2014年《全国土壤污染状况调查公报》显示,调查的工矿业废弃场地超标点位占34.9%,对环境和人体健康具有较大风险。国内的大型污染场地数量众多、占地面积大、污染情况复杂,导致该类场地在修复治理过程中难度和风险较高。欧美等发达国家在污染场地修复方面的研究起步较早,积累了丰富的修复和管理经验。因此,加强对大型污染场地修复过程中的问题梳理和经验总结,充分借鉴国外先进修复技术与理念,可推动污染场地修复产业健康发展。 

1 我国大型污染场地特点

1.1 分布范围广,涉及行业多

大型污染场地地域、行业、工程规模分布特征见图1。从图1可以看出,我国大型污染场地分布范围广,在京津冀、长江经济带、珠江三角洲等经济发达地区呈集群式分布,依据调研的大型污染场地数据分析,华北和华东地区的数量占65%。大型污染场地主要涉及化工、钢铁、焦化、农药等行业,其中化工类(包括石油化工、化学溶剂和涂料等)大型污染场地数量占42%,农药类占31%,钢铁类占23%。从修复规模分析,化工和农药类场地修复土方量分别占41%和25%;尽管焦化类场地数量仅占4%,但是修复土方量占19%,单体工程规模巨大。

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图1 大型污染场地地域、行业、工程规模分布特征 

Fig.1 Distribution acteristics of large-scale polluted sites by region, industry and project scale

我国大型污染场地在华北和华东地区数量较多,一方面是由于该区域经济发达、大型企业数量多;另一方面是由于该区域是我国污染场地修复的先行区,率先暴露出污染地块。随着“退二进三”的产业结构调整和污染场地治理行业逐级向华南、中西部和东北等地区发展推进,这些地区的污染场地数量、工程规模等占比会大幅增加,成为新的热点区域。 

1.2 占地面积大,环境风险高

相比于小型污染场地,大型污染场地的面积为上万至几十万m2,需修复土方量从几十万到上百万m3不等。我国典型大型污染场地部分案例如表1所示。从表1可以看出,占地面积10万~100万m2大型污染场地占55%,100万m2以上的占15%;修复土方量大于10万m3大型污染场地占81%。大型污染场地占地面积和修复工程量巨大,且一般位于市区,附近敏感点较多,因边界范围广,对场地污染物迁移扩散的防控难度较大。目前大型污染场地以异位修复技术为主,因修复工程量巨大,在开挖、运输和治理等过程中易产生二次污染,再开发利用的健康和环境风险较高。

表1 我国典型大型污染场地部分案例 

Table 1 Some cases of typical large-scale polluted sites in China

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1.3 跨介质污染普遍,污染情况复杂

大型污染场地多为老旧工业企业搬迁遗留,因历史上企业生产过程中工艺技术陈旧、管理水平较低、环保设施落后等问题,经过多年的生产活动,对场地的土壤和地下水造成不同程度的污染。场地中的污染物由于自身性质的不同,呈现出不同的水平和垂直分布特征。迁移性较弱的污染物(如多环芳烃等)常分布在土壤表层,呈点状或块状分布;迁移性强的污染物(如苯系物、氯代烃等)跨介质污染普遍,往往在土壤和地下水中同时存在。如北京焦化厂污染场地中苯并[a]芘超标点位分布在土壤深度0~9 m,9 m以下没有超标点位;而苯系物污染深度较大,地下0~15 m的范围都有分布;苯系物和苯并[a]芘呈明显的分层分布特征。 

1.4 污染物种类多,污染严重

大型污染场地污染物组成复杂多样,包括重金属、农药、石油烃、多环芳烃、多氯联苯和各种有机溶剂等(表1),且部分场地为多种污染物并存的复合型污染或存在非水相液体(NAPL)等。以天津农药厂污染场地为例,检出超标污染物主要有挥发性有机物(VOCs)、溶解性挥发性有机物(SVOCs)和农药,其中VOCs有9种,主要为苯系物;SVOCs有10种,主要为多环芳烃类物质;农药有5种,分别为甲拌磷、对硫磷等。污染物最大浓度超过场地风险值近2 000倍,污染情况严重。不同行业污染场地的典型污染物各有特点,如焦化场地典型污染物有多环芳烃和苯系物;有机氯农药类场地典型污染物有氯代烃类、六六六和DDT等;钢铁行业典型污染物为多环芳烃、苯系物和重金属等。 

2 大型污染场地开发再利用面临的问题

2.1 重修复,轻调查

污染场地调查是环境风险评估的前提,更是污染场地修复治理的重要基础。目前,国内外污染场地调查费用的投入相差较大。2017年欧盟委员会提交的报告显示,国外污染场地调查费用约占整个场地修复投入的20%,而我国用于污染场地调查的费用仅占1%~3%。调查费用不足直接影响到场地调查的精度和调查范围,导致对污染场地的情况刻画不充分。此外,污染场地调查与修复实施间隔时间长的状况较为普遍,少则1年,多则3~5年,时效性较差。以北京某焦化厂为例,2007年进行场地调查评估,2013年对污染场地进行修复,间隔时间过长可能会导致污染情况发生较大变化,之前确定的修复范围或污染程度不准确。污染场地调查不准确会影响修复方案的设计,可能导致过度修复或修复不足,造成修复成本增加或工期延误。 

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