电镀行业典型污染场地调查及重金属镍污染修复技术研究

王海兰（惠州市环境科学研究所516001广东惠州）

电镀行业典型污染场地调查及重金属镍污染修复技术研究

王海兰
（惠州市环境科学研究所516001广东惠州）

在惠州市惠城区范围内通过注销排污许可证环境管理手段初步筛选出有搬迁遗留地的重污染电镀企业，再通过现场勘察进一步排查确定具备场地修复基本条件的惠城区电镀行业典型污染场地进行调查分析和重金属污染修复技术研究。

电镀行业；场地调查；重金属污染；修复技术

1 惠州市惠城区电镀行业典型污染场地调查

1.1 惠城区电镀行业典型污染场地调查背景及意义

根据2012年统计数据，惠州市共有电镀企业223家，废水排放总量约2.4万吨/日。列入全省重金属污染重点防控企业名录的就有111家，占一半之多，数量居全省前列。惠州市环境保护局惠城区分局2015年1月份底前对惠城区25家电镀企业中不符合保留条件或无法通过验收的10家电镀企业实施转型或关闭。这些搬迁场地如未经环境调查评估和修复而直接再利用，会存在潜在的健康风险。部分含重金属污染的惠城区电镀行业典型污染场地位于东江沿岸，对于东江饮用水水质保护造成了极大的隐患，开展电镀企业搬迁遗留地的土壤污染调查评价和修复工作迫在眉睫。

1.2 惠城区电镀行业典型污染场地现状

某电镀行业典型污染场地建于1998年5月，厂区占地面积2000m2，主营来料加工电镀。生产过程包括人工抛光、清洗、电镀、烤干、包装。其产生的工业废水含六价铬、氰化物、镍等重金属。废水经过破铬、破氰后，经中和、絮凝反应沉淀、金属分离子清液，经过过滤后排放。企业于2013年停产，生产设备已经拆除，仅遗留厂房两处。遗留的厂房位于惠州市惠城区梅湖工业区发电厂内，与东南热电厂相隔，场区东北面为东江，与东江相距约260m。

1.3 惠城区电镀行业典型污染场地调查分析

2015年3月对该电镀行业典型污染场地进行现场勘察，并使用X射线荧光分析仪（XRF）对场地土壤重金属含量进行分析，分析项目为镉、汞、砷、总铬、铜、镍、铅、锌，监测结果如表1所示。

表1 污染场地重金属土壤监测结果（mg/kg）

根据监测结果，对照《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）的二级标准，该电镀行业典型污染场地旧址存在重金属超标，超标项目为铬和镍。根据国家环保部《建设用地土壤污染筛选指导值（征求意见稿）》给出的标准值，该电镀行业典型污染场地旧址土壤重金属超过建设用地土壤污染筛选指导值，超标项目为镍，电镀车间表土样品分析值超出风险筛选指导值高达613倍。因此，有必要对该场地进行详细的环境调查评估，并开展场地修复工作。

由此可见，该电镀行业典型污染场地厂区土壤已受到污染，旧址距东江仅260m，土壤中污染重金属经过地下水输送发生迁移，将最终对东江造成污染。东江是广东省东深供水工程取水水源地，为保护东江饮用水水质，避免其受到污染，开展该场地的重金属污染防治工作具有重大意义。

2 重金属镍污染修复技术研究

本文拟选取该电镀行业典型污染场地作为电镀企业重金属污染场地修复试点示范的选址进行场地重金属镍污染修复技术研究。

2.1 重金属污染场地修复技术的分类

根据《工业企业场地环境调查评估与修复工作指南（试行）》，污染场地修复技术按照处置场所可分为原位修复（in-situ）技术和异位修复（ex-situ）技术；按照修复技术原理可分为生物、物理、化学和物理化学修复技术；按照“源-途径-受体”控制方式，可分为污染介质治理技术、污染途径阻断技术和受体保护技术，具体包括的技术种类如表2所示：

表2 按“源-途径-受体”划分的修复技术类型

重金属污染修复处理方法目前主要有填埋、固化稳定化、化学氧化还原、覆盖、植物修复和淋洗等，可将污染物进行固定，降低其迁移性；或改变其化学性质，使其变为无毒或低毒的化合物；或对其进行富集，集中处理，最终降低对人体和生态健康的威胁。

2.2 重金属镍污染修复技术推荐

根据《工业企业场地环境调查评估与修复工作指南（试行）》，开挖/异位处理以及固化/稳定化技术不需要进行筛选性试验，电动力学修复技术可高效处理重金属污染（包括铬、汞、镉、铅、锌、锰、铜、镍等）及有机物污染（苯酚、六氯苯、三氯乙烯以及一些石油类污染物），去除率可达90%。技术特点：污染物的去除过程主要涉及4种电动力学现象，电迁移、电渗析、电泳和酸性迁移带。电动力学修复技术进行土壤修复主要有2种应用方法：原位修复，直接将电极插入受污染土壤，污染修复过程对现场的影响最小；序批修复，污染土壤被输送至修复设备分批处理。考虑旧址距东江较近，该典型污染场地修复推荐采用开挖（即开挖、临时堆存，外运交由危废处理公司处理，客土置换技术处理）/离子电势迁移修复技术。下面重点介绍东莞理工学院的“离子电势迁移工艺”，目前该技术已申请了专利，申请号为CN201510213271.X。

离子电势迁移修复技术方法包括以下具体步骤：

（1）先对含有重金属镍污染的土壤进行破碎、筛分去除大块固体杂物。

（2）将质量分数为10%的醋酸溶液喷淋到镍污染土壤上进行淋洗，醋酸溶液与镍污染土壤的质量比为1：1。

（3）在常温下，静置12h。

（4）将淋洗后的土壤与含有重金属的废水分离，分离后的废水通过电解法或沉淀法净化处理将镍回收后，再次做淋洗用。

（5）将淋洗后重金属镍污染土壤放置于盛有水的电解槽中，电解槽的两端设有阳极室和阴极室，阳极室、阴极室分别与淋洗后的土壤用放置了离子交换膜的塑料网隔开，阳极室和阴极室内均盛放有去离子水，阳极室内的去离子水PH值为3，阴极室内的去离子水PH值为7，通过石墨电极向阴极室和阳极室之间施加电压梯度为2V/cm的直流电，在电势作用下剩余的重金属离子向阴极移动，进入阴极室回收。（对阴极室和阳极室的PH值进行调节，包括：当阳极室的PH值下降到3以下时，通过向阳极室滴入2mol/L的氢氧化钠将其PH值调节至3附近；当阴极室的PH值升高时，通过向阴极室滴入10%的醋酸容易将其PH值调节至7附近。）

离子电势迁移修复技术方法优点有：

（1）修复效果好，本发明适于对镍浓度大于等于200mg/ kg的中高浓度范围的污染土壤，去除率达到95%以上。相比之下，采取多次反复淋洗处理污染土壤的重金属去除率仅达到50%左右，而仅对污染土壤进行一次淋洗处理，重金属去除率仅为30%；采用离子电势迁移修复技术处理污染土壤，重金属去除率为70%，并且该处理方法对于土壤要求也较高。由于本发明首先对污染土壤进行一次淋洗，初步去除部分重金属镍，此时土壤中依旧残留有许多重金属镍，但是这时土壤经过淋洗后孔隙率变高，含水率也较高，再结合使用适宜的离子电势迁移修复，就可以极大程度提高修复效率。同时采用本发明修复技术处理，由于淋洗次数少，土壤肥力减小数值仅为多次淋洗技术肥力损失的20%，基本不影响土壤重复使用效果。

（2）环保节能，本发明淋洗处理步骤仅采用一次淋洗处理，与多次淋洗技术相比可以节约大量的水资源，减少污水量。采用本发明方法平均每消耗3L水就可以修复1千克污染土壤。

（3）经济实用，本发明处理方法节省大量的水及人工，可以大大减小成本消耗，同时本发明方法平均每12-13天即为一个处理周期，相比较其它一些生物修复、农业生态措施来说更加节省时间，能够有效提供土壤利用率。

（4）不仅适用于重金属镍场地修复，在修复例如铜、锌、铅等其他重金属污染土地方面，也可以达到非常好的修复效果。

王海兰（1981-），女，出生于广东省河源市，环境工程本科学历，环保工程师/国家环境监理工程师/国家清洁生产审核师，研究方向：惠州市环境科学研究所从事水、大气、土壤等环境污染治理研究、环境课题研究、环境规划研究、生态环境损害鉴定评估等环境科学研究工作；为企业提供建设项目的环境监理、清洁生产审核、环境风险评估及应急预案等环保服务。