挥发及半挥发性有机物污染场地异位修复技术的二次污染及其防治

欧洲和美国的污染场地修复实践表明:60%~90%的被污染场地存在有机物污染问题,其中挥发与半挥发性有机物(VOC/SVOC)是常见的土壤污染物。针对VOC/SVOC污染场地,采用异位修复技术符合现阶段的中国国情,但污染场地修复工程实践中可能存在二次污染问题。主要介绍了土壤气提、土壤机械通风、热脱附、土壤淋洗、生物堆和水泥窑协同处置6种污染土壤异位修复技术的原理,重点讨论了异位修复技术过程中共通的土壤挖掘、清运、堆放等中间环节产生的以及不同技术自身可能存在的二次污染问题,并给出了相应的防治措施,以期能够为中国和其他发展中国家的VOC/SVOC污染场地修复提供参考和建议。     

基于特定场地的挥发/半挥发有机化合物(VOC/SVOC)空间分布与修复边界确定

选择我国某典型的废弃化工污染场地为研究对象,在对场地全面调查的基础上,采用美国试验与材料学会(ASTM)规范的场地环境评价方法,对场地中污染物类型、污染程度和空间分布进行了描述.同时,以人体健康风险为基础对场地修复目标进行推算,并界定修复边界和测算污染土壤体积.结果表明,四氯化碳、四氯乙烯、五氯乙烷、六氯丁二烯、六氯乙烷和六氯苯等挥发/半挥发性有机化合物为场地土壤中的主要污染物类型,其含量超过我国现有标准.根据场地特性,以最大可接受风险水平1×10-4、1×10-5和1×10-6计算得出的修复目标值界定修复边界,场地中对应区域的污染土壤体积分别为20457、25600和37300m3.最后,根据综合场地利用规划和成本投入要求,对场地中污染土壤分类处理和修复提出了技术建议.     

场地健康风险评估及生物可给性的应用

通过对江苏省某化工遗留场地初步调查和详细调查,确定了土壤污染物砷和硫酸盐,并得到场地污染状况。运用我国《污染场地风险评估技术导则(报批稿)》评估了该场地对人体健康风险,得到硫酸盐的非致癌风险为6.86×10-3,砷的致癌风险和非致癌风险分别为5.82×10-4和9.71。砷对人体健康风险值超过工业用地可接受致癌风险值(10-5)和非致癌风险值(1),需要对砷进行修复,计算得砷的修复目标值为12.10 mg/kg。经口摄入污染土壤是砷对人体健康风险的主要途径,而摄入污染土壤中的砷不能完全被溶解并被肠胃吸收。生物可给性反映污染物在胃肠系统中能被溶解并被小肠壁吸收的量。文章运用in vitro方法测定土壤中砷的生物可给性为40.16%,并将生物可给性引入风险评估计算,修正砷的修复目标值为21.00 mg/kg。     

铅蓄电池厂遗留场地重金属污染分析及健康风险评价

以苏州某地区铅蓄电池厂遗留的污染地块作为研究对象,采用内梅罗综合污染指数法和人体健康风险评价模型分别对场地土壤中的污染物种类、污染程度以及健康风险进行了分析评价,并结合Surfer中的克里金插值法分析了人体健康风险的空间分布。结果表明:该遗留场地土壤中主要重金属污染物为Pb和As,其中Pb已达到重度污染程度,As为轻度污染水平。通过人体健康风险评价,发现As对儿童及成人的致癌风险CR值均超过可接受值10-6,对人体存在一定的致癌风险。另外,由IEUBK模型计算得到儿童体内血Pb质量浓度超过10μg/dL的概率高达68.6%,远高于规定的安全概率限值5%。由此得出,该场地中Pb和As存在较高的健康风险,在重新开发利用前须对场地土壤进行修复治理。     

某电镀厂搬迁后重金属污染场地的健康风险评价

为了解某电镀厂搬迁后污染场地的土壤环境质量和健康风险状况,运用我国《污染场地风险评估技术导则(征求意见稿)》健康风险评价框架,对该电镀厂搬迁后污染场地进行了健康风险评价。在场地内共设置了34个采样点,采集了69个土壤样品,通过检测分析,检出11种重金属,采用GB 15618—2008《土壤环境质量标准》(修订案)中居住用地土壤环境质量二级标准和单项指数法对场地进行土壤环境质量现状评价,确定Cr、Cu、Ni、Zn为场地目标污染物,并对这4种目标污染物进行健康风险评价。评价结果显示:该电镀厂遗留污染场地所有监测点位均存在致癌风险,其致癌风险主要是由Cr6+引起,且用作住宅用地时的致癌风险比用作商业用地的致癌风险更大,该场地大部分点位的非致癌危害指数小于1,不会影响人体健康。     

典型电镀污染场地重金属污染特征与环境风险评价

以某电镀基地为研究对象,分析场地的重金属污染特征。结果表明,该基地受到铬、铜、镍、锌、银等重金属及氰化物污染,部分污染物指标超过评价标准值60多倍,且空间差异明显;基于美国《土壤筛选导则》计算人体健康的环境风险表明,该基地六价铬、镍等重金属超过致癌风险指数标准限值(10-6)及非致癌危害熵标准限值(1),说明镍与六价铬在局部区域存在一定的环境风险。因此在污染场地再利用过程中需要对具有环境风险的区域进行修复处理。     

某待搬迁硫酸厂重金属污染土壤健康风险评估

以某待搬迁硫酸厂污染场地为研究对象,以污染调查监测为基础,按照《污染场地风险评估技术导则》(报批稿)推荐的模型和参数,对该场地重金属污染进行健康风险评估。结果表明,砷和钒是场地的特征污染物,主要通过经口摄入与呼吸吸入方式对人体产生健康风险。健康风险远超出可接受水平,须修复。砷和钒基于风险的修复目标建议值分别为0.35,123 mg/kg。但砷的修复目标建议值远低于我国土壤背景值,建议结合当地土壤背景值及修复技术方案等合理制定修复目标值。     

基于土壤气调查的废弃工业场地人体健康风险评估研究

土壤气采样和分析是蒸气侵入评估的一个常用的工具.以某废弃化工场地为研究区,采集污染区域10个点位处的土壤气（编号SG1至SG10）,并分析土壤气中的苯、乙苯、四氯化碳、三氯乙烯、四氯乙烯和三氯甲烷等挥发性有机物.根据测定的土壤气体浓度,结合Johnson ＆amp;Ettinger（J＆amp;E）侵入模型评估了该废弃场地土壤气中挥发性有机物侵入带来的人体健康风险.风险评估结果表明,SG5与SG6处非致癌风险指数大于1,而10个采样点位中有9个（除SG8处）的单一污染物可接受致癌风险均超过1.0E-6.相对于非致癌风险,致癌风险存在面更加广泛,同时程度也比较严重,在进行场地再开发之前需要考虑场地修复等风险管理措施.     

工业废弃场地再开发的环境评估

由于工业活动地影响,工业废弃场地再开发往往会给公众健康带来许多风险,因此受到各国政府关注.文章对河南某城市进行再开发的工业废弃场地进行了环境调查.结果表明,场地土壤和地下水受到了不同程度的总石油烃和苯系物的污染,部分点位的污染物浓度远远超出了荷兰标准的干涉值水平.作为非水相液体,总石油烃和苯系物会随地下水向场地外迁移.该工业废弃场地未来将作为居住区,居民在该场地上生活会因总石油烃和苯的长期暴露导致健康风险.因此,为保护人体健康,应当在住宅小区建设前进行场地修复.另外,中国还需要进一步修订和完善相应的土壤地下水环境质量标准和污染场地管理的法规.     

我国VOC类有毒空气污染物优先控制对策探讨

VOC污染日趋严重,不仅影响环境空气质量,也能直接损害人体健康,我国亟待完善控制对策.研究了美国有毒空气污染物（HAPs）控制体系,针对我国环境管理的特点,提出VOC类有毒空气污染物优先控制对策,供有关部门参考.美国通过清洁空气法案确定有毒空气污染物重点控制名单,采取区域管理和行业重点源控制促其削减,VOC类化合物是城市地区重点控制对象.我国VOC管理和技术基础相对薄弱,应筛选部分污染物进行优先控制,针对这类污染物组分复杂、行业分布广、区域性和过程性强等特点,逐步开展区域污染调查评估,加强累积性风险评估和环境影响后评价管理,抓好突发事件风险防范.     

关于污染场地治理修复的探讨

分析了污染场地管理面临的突出问题：中国在污染土壤管理的法律法规和标准不健全、公众对污染场地的关注度不高、中国污染场地修复技术框架和设施的研发尚不成熟,现有的技术支撑条件难以满足污染场地修复工作的需求。结合污染场地管理和场地风险评估、土地利用功能、场地修复技术,提出了场地修复管理急需开展的工作。指出破解污染场地管理和修复难题的关键是：健全土壤专项法律法规、优化土地空间用途、按照土壤反退化原则化解土壤环境风险、完善土壤治理修复技术框架。     

工业场地碱污染土壤修复工程案例研究

文章主要介绍了江苏某化工场区域内碱污染土壤酸碱中和修复工程。根据场地特点,针对性的将污染土壤分为重污染土壤、中污染土壤和轻污染土壤来修复。通过现场中试,确定了3种污染土壤盐酸掺加比和浓度;其中重污染土壤掺加量为25mol／m^3,中污染土壤掺加量为2．5mol／m^3,轻污染土壤掺加量为0．25mol／m^3。根据中试结果,对污染土壤进行工程修复,修复过程中对土壤进行实时检测。工程施工结束后,由第三方机构对修复效果进行评估;评估结果为场地碱污染土壤pH值总体达到修复目标（pH为7～9）,修复达标。     

Stabilization treatment of contaminated soil: a field-scale application in Shanghai, China

Stabilization is one of the best demonstrated available technologies for treating toxic pollutants in soils and has been used worldwide but is rarely used for treatment of contaminated sites in China despite many bench-scale studies. Here, a field-scale application of stabilization treatment in Shanghai, China was summarized to demonstrate the whole engineering process and the key technical issues regarding stabilization of contaminated soil. A site contaminated with arsenic (As) and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), formerly used as a lighting plant in Shanghai, was chosen as the demonstration site. Stabilizing measures were taken to treat the contaminated soil to reuse the site for residential purposes. The whole engineering remediation process consisted of phase I environmental site assessment (ESA) and phase II ESA, quantitative human health risk assessment, remediation alternatives evaluation, bench-scale testing, remedial design, engineering implementation, and post-remediation assessment. A third party conducted evaluation monitoring indicated desirable results were achieved via the stabilization treatment. In addition, some technical obstacles related to soil stabilization treatment were discussed, including soil quality evaluation, stabilization effectiveness validation, and soil reuse assessment.     

滴滴涕在我国典型POPs污染场地中的空间分布研究

在多年生产滴滴涕(DDT)的企业厂区内及周围布设采样点,采取不同深度的土壤进行分析,研究了POPs污染场地中DDT的空间分布规律.结果表明,生产厂区污染严重,在土壤表层,生产车间周围DDT的含量高达104mg·kg-1以上,离车间边界300m远处仍能检测到DDT,污染扩散范围与风向呈现一定相关性;在土壤深层,浓度随深度增加迅速降低,含量梯度变化最大为0.2～3m,3m以下土壤中浓度较小,10m深处浓度最高不超过8.89mg·kg-1.DDT的降解产物DDD和DDE在各个采样点均能检出,其降解率与含水率没有相关性.不同类型土壤中DDT的降解率存在很大差异,降解程度为粉砂(或粉土)＞黏土(或粉质黏土)＞杂填土.深层土壤中降解为DDD较为明显.(DDD DDE)/DDT比值显示,土壤中DDT为新输入的.     

围隔污染场地淋洗修复的注抽水井优化布设研究

为防止污染场地范围的扩大和污染地下水,可以采取工程措施将污染场地四周及下部进行围隔。对于围隔范围内的污染土,可以采用淋洗方法进行修复。以青岛汽轮机有限公司遗留的污染场地为例,利用Visual ModFlow模拟设计了对围隔场地污染淋洗修复的优化的注抽水井的布置及水力条件,通过对9组注抽井组合进行技术经济比较,得到最佳注抽井间距为27 m,最优注抽水量为200~300 m3,布置方式为"一注五抽",并与异位处置方案进行经济对比,表明7000 m3的污染土为2种方案的费用界限,即7000 m3以上的土方考虑淋洗修复,反之则异位处置。     

污染场地调查动态追补钻井点位的方法研究

污染场地中的污染区域较小,但污染物的空间变异性大,污染土体较深,因而在场地调查中通常需采集场地钻井数据进行三维模拟.为了准确估计场地土壤污染物的空间分布和需修复的污染土方量,提出了场地污染调查补充采样钻井点位布设的优化方法.在初始采样的基础上,首先利用克里格方法预测场地中土壤污染物的克里格方差,基于克里格方差估算置信度,再结合场地置信度和场地污染物含量的空间分布确定场地的最大不确定性点,并将该点作为下一阶段补充采样点,以实现逼近式动态追补钻井点位的布设.最后,以某硝基苯污染的工业场地为例对该方法进行验证.结果表明:场地中硝基苯的空间变异性大,增加采样点会显著减少基台值,提高研究区总体的置信度,同时减少总体的不确定性.在项目经费约束条件下,不确定性减少65%时,需要至少增加采样点10个.10个样点的增加使得总体估值方差降低了40%,同时总体的估计精度提高了22.4%.案例结果验证了该方法在单一类有机污染场地中的可行性和适用性,能够在保证场地污染调查精度的同时,显著降低样本量,实现场地调查的成本-效益最大化.     

基于模糊综合评估的污染场地可持续修复效果综合评价方法研究

污染场地修复的目的是消除土壤污染并实现再利用.为防止消极修复和过度修复带来的新的环境影响,本研究基于可持续修复理念,以系统科学地综合分析污染场地修复工程的可持续效果为研究目标,结合理论分析法和频度分析法确定污染场地可持续修复效果评价模型的候选评价指标,采用灰色关联度分析法对评价指标进行系统筛选,并应用AHP-熵权法计算推导出评价指标权重值,利用模糊综合评估(fuzzy comprehensive evaluation,FCE)结合评价标准体系和评价指标权重值构建了污染场地可持续修复综合评价方法,对我国东北地区某化工污染场地修复效果进行了综合评估.结果表明：在污染场地可持续修复综合评价中环境指标组合权重值(0.473 57)最大,其中土壤质量状况改善的权重(0.215 02)最高;健康风险削减和污染场地地价提升分别为社会和经济指标中的重要因素.实例验证中案例污染场地的最终可持续性评分为7.70分,在“良好”的评价区间内,与实际修复情况一致,结果可指导修复方案的优化.研究显示,构建的污染场地可持续修复综合评价方法具有可行性,可对污染场地修复方案的制定、比选以及修复后效果的综合评价提供技术支...     

ERT技术在无机酸污染场地调查中的应用

利用高密度电阻率法对硫酸废液污染的场地进行污染调查,由于硫酸废液侵入土壤,使其介质的溶质浓度发生了改变,导致SO₄2-与地表潜水作用,电传导性提高,被污染土壤含盐量增加,但是电阻率降低与未被硫酸废液侵入的土层形成了一定的电性差异. 通过二维和三维电阻率层析成像(ERT)技术,圈定硫酸废液侵入土壤中的分布范围、侵蚀深度以及扩散羽流等,并对ERT结果进行土工试验异常验证. 结果表明:硫酸废液污染土壤的视电阻率小于6.0 Ω·m,污染区域长度达25.0 m,深度约4.0 m;地表土污染长度为12.0 m,表面宽度约4.0 m,污染土壤的总体积约为222.0 m3.      

污染场地土壤与地下水调查的关键思路和方法介绍——以示范项目调查为例

文章对国内外污染场地土壤和地下水调查现状作了概述,结合自身的调查经验,强调了场地与周边环境的关联性和土壤隐性污染源调查的重要性。并以华北平原某钢铁厂污染调查为例,介绍了场地污染调查的关键思路和方法,并突出介绍了网格概率法和等值线法两种关键调查方法,整个调查体现了污染场地土壤与地下水调查的全局观。     

石油污染对场地中细菌群落的影响及其反馈机制

石油污染场地细菌群落的组成与分布差异性较大,且受多种因素影响.石油污染过程如何驱动场地中细菌群落变化仍然不明确,石油污染场地的细菌群落组装过程仍待研究.为了探明石油污染场地细菌群落结构及其与污染物之间的关系,以甘肃省某石化场地为研究区域,调查了油泥、石油污染土壤、未污染土壤及受污染含水层中沉积物的石油浓度、细菌群落结构多样性及其群落组装过程.结果表明:在好氧环境下,高石油浓度的油泥环境可以选择出具有降解石油能力的基因型（alkB基因和nah基因）,油泥环境中好氧降解基因拷贝数高达107 copies/g;而在含水层沉积物等厌氧环境下,好氧降解石油的基因拷贝数仅为106 copies/g,ass和bamA等厌氧降解基因也没有在厌氧环境中得到高效表达.石油污染土壤后,细菌群落的α-多样性降低,且与石油浓度呈显著负相关（P < 0.05）.与未污染土壤相比,油泥和受污染沉积物中细菌群落α-多样性降低了50%左右,而石油污染土壤中细菌群落的α-多样性降低了大约33%.在油泥、石油污染土壤和未污染土壤等地表环境中,群落组装主要受多样化和漂变等随机性过程主导,而与污染程度无关.在受污染含水层沉积物等厌氧环境中,微生物的群落组装主要受环境选择、种间竞争等确定性过程主导.研究显示,石油污染场地中的细菌群落多样性主要受石油浓度驱动,但是其对环境的反馈,例如降解基因的选择、群落组装过程等则需要较高的石油浓度才有所显示.