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【案例】某典型化工污染场地土壤修复方案研究

北极星环境修复网  来源:《环境污染与防治》  作者:李定龙  2015/12/10 13:58:14  我要投稿  
所属频道: 环境修复  关键词:场地修复 修复技术 修复方案

北极星环境修复网讯:摘要:以典型化工污染场地为研究对象,构建适合该场地的修复技术筛选体系,筛选最佳修复方法。根据特征污染筛选结果、场地修复目标及业主需求等因素,通过室内模拟实验、施工现场微调等方法,确定污染场地最优修复方案。结果表明,作为Cd、苯并[a]芘复合污染场地,根据筛选体系结合Topsis法进行评估,确定场地修复技术为异位化学淋洗。运用响应曲面法,采用Box-Behnken设计多因素实验进行室内模拟,确定最佳修复条件。采用0.6mol/L柠檬酸与20g/Lβ-环糊精进行复配的淋洗剂,在pH=3.0、淋洗温度35.00℃、液固比(淋洗剂与土壤的体积质量比)6.00mL/g、搅拌强度320.00r/min下,淋洗4次,每次淋洗3.4h,对某化工污染场地进行修复,修复后土壤中Cd、苯并[a]芘的去除量分别为69.88、39.20mg/kg,去除率分别达80.14%、70.50%,达到预期修复目标。

关键词:污染场地;修复方案;筛选体系;室内模拟实验

近年来,随着工业化、城市化进程的不断加快,我国出现大批关闭、搬迁后的化工企业遗留污染场地,这些污染场地严重威胁着人体健康和环境安全,污染场地土壤的治理修复和再利用已成为亟需解决的问题。由于污染场地具有点源污染特征,其区域通常不大,但负荷高、毒性大,因此往往需要对其进行快速修复。

大多数污染场地以复合污染的形式存在,目前已见报道的修复技术有植物降解、表面活性剂增溶等,这些技术对复合型污染土壤均有较好的修复效果。在工程应用中,由于待修复污染场地在土壤性质、特征污染物暴露浓度、施工条件、业主需求等方面存在差异,需对污染场地修复技术方案进行筛选。近年来,我国对污染场地的土壤修复工作越来越关注,发布了《污染场地风险评估技术导则》(HJ25.3—2014)等一系列指导规范,但在污染场地修复技术的筛选方面,《污染场地土壤修复技术导则》(HJ25.4—2014)指标选取规范较模糊、可操作性较低。笔者认为,污染场地修复单位应在工程方案可行性研究阶段对修复技术进行筛选,并在方案设计过程中结合实验室小试或中试的结果,制定、调节场地施工的设备、工艺参数。

本研究通过对某典型污染场地的实地调研结果进行多因素分析,筛选出适合该污染场地的修复技术,通过实验室模拟及一定规模的工程应用进行参数修正,以期为同类污染场地的土壤修复提供技术参考。

1材料与方法

1.1污染场地概况

研究对象为某化工厂搬迁遗留污染场地,面积约1300m2,位于江苏省苏南某市。随着区域内的工业企业逐步搬迁及城区规划调整,该地块功能将调整为居住或商业用地等。原化工厂主要生产润滑油、化工原料等,于2008年搬迁,在多年的产品生产、原料堆放、排污等过程中,大量污染物残留和累积在土壤、地下水等介质。

2013年4月,第三方检测单位对污染场地进行现场取样、数据采集和样品分析,经检测,该场地土壤污染深度达0.5~1.0m,土壤中含有大量重金属、有机污染物。通过对污染场地进行风险评估,筛选出待修复的特征污染物为Cd、苯并[a]芘。

土样采集参考《土壤环境监测技术规范》(HJ/T166—2004),采样深度为0~100cm。根据检测报告,污染场地土样pH为4.5,有机质为22.5g/kg,有效氮为49.3mg/kg,Cd、苯并[a]芘分别为87.20、55.60mg/kg,各采样点Cd、苯并[a]芘检出率均为100%。

1.2污染场地修复方案制定步骤

现有污染场地修复案例中,有关于修复方案的制定及应用方面还存在诸多的不足,如各修复技术在不同地域、场地以及施工条件下的修复效果存在差异。评价方法采用模糊数学法确定指标范围,可能存在范围判断不准确。此外,许多修复方案制定时,各因素的权重由专家确定或参考其他相关案例,针对各个污染场地所需着重考虑的重要指标往往不能体现。

本研究通过对污染场地实地调查与风险评估,结合设定的特征污染物修复目标值,对复合污染场地土壤修复技术进行初筛,由多因素(经济、环境指标、技术、社会认可、场地特点、施工条件、业主需求等)构成的修复技术筛选评估指标体系筛选场地修复技术,结合室内实验模拟结果,确定修复方案。

1.3修复技术的筛选

1.3.1修复技术筛选评估指标体系

首先,根据污染物特性及污染场地的施工条件,对Cd、苯并[a]芘复合污染场土壤修复技术进行初筛;其次,通过建立对特定污染场地的修复技术筛选评估指标体系,确定污染场地修复技术。本研究参考美国超级基金的修复技术选择基本原则,以HJ25.4—2014为基础,兼顾污染场地特性,确定修复技术筛选评估指标体系的层次分析结构模型见图1。

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