重金属污染土壤修复技术与应用
——以虹口区某地块为例

林琳

（上海环钻环保科技股份有限公司，上海 201800）

1 项目概况

该项目为虹口区某地块土壤修复工程，需结合该地区的土壤环境来实施修复工作，了解土壤污染特征，根据具体的污染问题来选择可用的修复技术。该项目主要应用了稳定化工艺手段，充分利用修复药剂所具有的氧化特性，使重金属与药剂之间形成反应，生成螯合物。

2 地块污染特征分析

就修复区域内存在的具体土壤污染问题展开分析。在被污染的土壤中，氟化物、重金属与复合两种污染物的污染土量在12152m3左右，多环芳径、氟化物与重金属复合污染土量在6524m3左右。污染土壤中的主要污染物有铜、锑、钴、镉、氟化物、苯并芘以及苯并蒽等。本次修复工作面对的主要土壤污染问题集中在这两类污染土壤中，第一种污染土壤分布区域比较广，复合污染的问题也需被解决。

3 修复技术

3.1 物理/化学修复技术

化学与物理技术的应用基础是土壤这种修复对象所具有理化性质以及重金属等污染物具有主要特性，分别选择化学或者物理的方法对存在于土壤中的污染物实施固定与分离处理，强化土壤的清洁性，控制土壤存在的健康风险与污染环境风险[1]。这两种方法需要的修复周期并不长，便捷性强，可针对多种类别的土壤污染问题发挥作用，因此被广泛地应用到多地的土壤修复工作中，在运用这类技术应对修复土壤的工作时，需要注意到使用问题，如应用成本高与实施工程量大。治理小区域范围内的土壤污染问题时，可使用深耕翻土法、去表土、换土与客土等方法。也可通过淋洗助剂来淋洗土壤，除此之外，可根据具体的土壤污染问题，使用玻璃化技术、热解吸法、固化稳定法与电动修复技术等[2]。

3.2 生物修复技术

面对已经存在严重污染问题的土壤，可通过生物修复技术达到修复目标，借助植物、微生物与动物这种生命体的代谢活动，调节污染物的含量，也可调整重金属污染物原本的化学形态，减轻毒性。一些生存在土壤中的动物对于生存环境有极强的依赖性，无法被使用到修复工作中[3]。因此采取生物修复方法时，主要应用微生物或者植物，来达到净化土壤的目标，借助生物作用对处于土壤中的重金属的化学形态进行改变，发挥解毒或者固定的作用；可将生物代谢与吸收的作用发挥出来。生物修复技术的应用费用比较少，修复效果良好，可管控性强，不会轻易带来二次污染。

4 技术应用

4.1 修复方案设计

在该次修复活动中，采用了化学氧化工艺技术、固定/稳定修复技术，通过综合修复，来彻底治理土壤中的重金属问题。面对该区域范围内的差异化土壤污染问题，需要采取不同的修复方法，修复氟化物、重金属以及复合这两种污染物的土壤时采取固化稳定化的修复方式；针对多环芳径、氟化物与重金属三种污染物的复合污染土壤，需要先采用高级化学氧化技术，同时结合固化稳定化修复方法。

开始土壤修复项目后，根据预先形成的平面布置方案，搭建异地修复场地，就近连接水电系统，设置多个功能区，如办公生活区、洗车池、存放材料区、修复污染土壤区以及存放修复后土壤区。获取需要转运到异地修复场地中进行处理的污染土壤后，对其实施中试测试，依照试验信息，对所用药剂的使用比例与具体类别展开调整。修复工作中，需要筛分与破碎待修复土壤，添加药剂，最后养护土壤。完成所有修复步骤后，验收土壤，确定满足标准后，将其向外运出，进行资源化应用。添加药剂期间，做好分类修复的工作。本次修复活动中，在加药与筛分环节中联合使用挖掘机与筛分设备斗，展开协同作业，修复技术自身的可操作性强，实施效率高。

4.1.1 建设异地修复场地

建设该用于修复工作的场地时，注意确保临电临水的条件，保障用电用水便捷性，针对用电设备实施重复接地与漏电保护工作，依照场地内部的用水需求，形成供水管网；增设排水设施与防渗系统，针对多个功能区，实施地表硬化处理，清理杂物后找平，形成排水沟，避免有水将修复所用药剂浸湿。在场地中形成主要功能区。

设置区域实施A类土养护与修复工作，C类土修复与养护工作，养护与修复工作分开进行，在各处区域设置简易的围挡，划设围墙边界线与场地红线，分设出修复区与养护区，在养护区与修复区中分别设置功能区水泥墩发挥阻隔作用，分别对A类土与C类土进行修复与养护，修复区还设置了备用区域与药剂搭设，修复区采用混凝土硬化地面，修复区与养护区之间也设置了混凝土硬化地面，其中还包含施工便道，修复场地平面图见图1。

图1 异地修复场地平面布置

4.1.2 转运污染土壤

转运土壤期间，实施运输管理工作，在运输现场，检测土壤的干湿度，预防装卸环节中扬尘污染，可用水提升土壤湿润度，但是不可使土壤过湿，如果土壤湿度过大，需要对其实施晾晒处理。做好运输记录，运输车辆必须按照预设运输路线完成运输任务，运输人员始终保持安全驾驶的原则[4]。转运土壤过程中遵循污染土壤不跨区转运的原则，注重对土壤的有效保护，记录土壤运输时间、具体运输方式，提前检查运输路线，明确污染土壤的数量，运输期间指派专人负责管控污染土壤，避免污染土壤在运输过程中出现散失的情况，强化运输保护力度，针对风险现象构建防护系统。设置转运路线时，要考虑尽量缩短运输距离，减少运输时间，提升运输效率。

4.1.3 中试试验

该工程中需要修复的土壤具有偏碱性的特征，处理A类土时，选择固化稳定化的修复方式，石灰与硫酸亚铁可作为稳定化药剂被应用，如果土壤的污染程度为轻度，只需要使用1%～2%的修复药剂，面对重度与中度污染的土壤，需提升药剂的使用量，使用范围为3%～5%。处理C类土壤时处理过程更加复杂，先对土壤施加化学氧化处理，再采用稳定化或者固化的处理方式，选用硫酸钠药品发挥化学氧化药剂的作用，稳定化修复药剂仍旧选用石灰与硫酸亚铁。轻度污染土壤需运用1%～2%的药剂，重度与中度污染土壤需运用2%～3%的修复药剂。

前期小试试验中，确定药剂可对污染物发挥效用，但是考虑到土壤pH与氟化物污染物的浸出浓度存在关联，如果土壤本身具有比较强的碱性，浸出的污染物毒性浓度很难达到修复标准，必须在用药后，把控土壤的pH，确保其保持略碱性。如果需要处理的C类土壤的污染程度为重度或者中度，应增加硫酸亚铁与硫酸钠的使用量。根据中试试验呈现出的最终结果可知，针对重度污染的A类土壤，需运用1%～3%的石灰与5%的硫酸亚铁，应对重度污染的C类土壤，综合应用1%～3%的石灰、4%的过硫酸钠与5%的硫酸亚铁。先使用硫酸亚铁、硫酸钠，而后通过石灰来对酸碱度进行调节。

4.1.4 土壤修复工艺应用

基于提升破碎与筛分土壤的效率，前期检测土壤实际含水率，区分含水率不同的土壤，针对含水率比较高的土壤，通过自然晒干的手段风干这部分土壤，如果有土壤的含水率远超出预设标准，可将石灰加入土壤中达到调节目的。确定石灰的有效含量在80%以上，通过挖机工具均匀地将石灰撒下，而后启动挖机的铲斗均匀拌和污染土壤与石灰，石灰材料不仅具有吸水性，在吸水过程中还可释放一定的热量，以极快的速度减低被污染土壤的含水量，强化破碎筛分效果。后期加药时，注意缩减这一批次土壤的石灰用量。

启动筛分设备开展均质化破碎与筛分处理，确定处理后的污染土壤的粒径平均值在40mm之下。经过原位筛分处理工作，污染类别不同的土壤仍旧被放置到原来的位置，并不会出现多种污染土壤被混合的情况，将其中的石块与建筑垃圾筛分出来，统一堆放，而后使用洗石设备实施清洗，利用土方车，将这部分筛出物输送到堆石区之中。修复期间可能会形成一些特殊情况，来土的数量如果与施工条件不相符，可启动备选方案，先将硫酸亚铁与硫酸钠添加到土壤中，均匀搅拌，而后通过斗筛进行破碎，达到混匀的处理目的，添加一定的水。

加药且完成搅拌的污染土壤需被分别转移到不同的堆土区中。进行稳定化反应与化学氧化反应必须有充分水分条件，因此可选择洒水车或者人工洒水的途径，在土壤上喷淋洁净的水，控制土壤含水量为30%左右。加入水之后，通过挖机设备对土壤实施翻拌，以此达到调节各处湿度的目标。通过防水的彩条布覆盖土堆，抑制土壤温度与水分损失，养护时间在3-7d之间。如果作业在低温条件下展开，进行固化稳定化与化学氧化反应时，速率偏低，可调整养护时间，强化最终的修复效果。

4.2 修复要点控制

实施修复工作时，需要把握几个重要的控制点，以此来提升土壤修复工作的成功率，在前期对修复区域进行调查与研究，确定土壤污染的基本特征，以此为基准，选用合适的稳定化药剂，在修复前，进行中试与小试检测，而后找出最可行的配合比，强化药剂在土壤修复中应用性能。进行修复土壤的工作时，需做好扬尘污染应对工作，可直接将防尘网覆盖到目标区域，同时配合洒水措施，规避扬尘污染问题。本次土壤修复工程存在横跨梅雨季节的情况，因此应当针对气候问题，对已经完成修复的土壤展开成品保护工作，严密地用彩条布与篷布进行覆盖。针对修复土壤期间出现的危险废弃物，如药剂的外部包装袋，需要预先与相关企业联系并形成处理合同，不可在修复现场随意丢弃危废。

修复工作前期，面向处于修复场地中的土壤，展开检测本底值的工作，将隔离防渗材料铺设到修复场地上，完成土壤修复项目后，展开二次污染检测工作，确定存在污染问题的土壤是否对修复场地内的土壤形成污染。严格督促作业人员根据预设的科学比例添加与运用药剂。进入机械化作业环节后，重点检测被污染的土壤与药剂是否被搅拌均匀；做好被修复土壤的自检工作，分析自检信息。控制土壤实际修复实施工作与进度计划之间偏差，做好纠偏工作，采用文明施工理念，修复管理工作必须有效落实。

5 二次污染检测

本土壤修复工程注重控制环境影响，为规避土壤产生严重的二次污染问题，选择展开必要的二次污染检测，以此保障土壤修复工程的环境效益。可能产生二次污染问题包括扬尘污染、水污染与噪声污染等。如果运输期间，有污染土壤泄漏，将会造成严重的问题，需要在实施检测的同时，形成专门应对二次污染的应急方案，如：实施修复工作时，修复场地周边的地下水与土壤可能会被污染，组设二次污染应对小组，检测修复场地周边的地下水与土壤的具体污染情况，根据调查标准，在一定的网格范围内展开取样分析活动，确定相关污染物的情况，实施二次修复工作，直到彻底解决污染问题。

进行二次污染检测时，要关注二次污染的具体来源，如水污染、大气污染、固体废物污染与噪声污染，针对不同的污染问题采取不同的防治技术，如应用固化药剂应对水污染，做好降尘洒水工作，控制大气污染。经过检测之后，重金属、氟化物与多环芳径均低于修复目标值，达到修复标准，多环芳径的浓度低于2mg/kg。镉重金属含量低于0.5mg/kg，铜含量低于500mg/kg。修复之后土壤pH处于6.0～9.0之间，符合合格标准，修复取得成功，并未造成持续性的二次污染。

6 结论

本文针对某地块的重金属污染土壤展开研究，确定修复方案，在基本的修复工程信息的基础上，解析了土壤存在主要污染问题，明确修复对象，在现有的土壤修复技术系统中，选择固定/稳定修复技术与化学氧化技术，修复工作中，首先设计了修复方案，按照修复方案落实修复工作，打造异地修复场地，对污染土壤实施转运，开展中试试验；采取固化稳定化修复工艺以及先高级化学氧化技术，再结合固化稳定化修复工艺的方法，实施修复。修复期间，并未产生新的污染问题，达到初期设置的修复目标，可确定此次修复方案是切实可行的，土壤中的污染物被有效消除，达到合格标准。借助药剂来控制污染，修复土壤，各个环节配合默契，整体修复效果极佳，测试数据数值达到相关标准，修复工作取得成功，这一土壤修复方案以及本次项目累积的修复重金属污染土壤的经验，可被使用到同类别的污染土壤治理工程中。