土壤污染重金属污染修复技术的选用——以江门某电镀厂污染场地为例

土壤污染重金属污染修复技术的选用——以江门某电镀厂污染场地为例

张焕晓

广东省生态环境技术研究所广东省农业环境综合治理重点实验室广东广州510650

摘要：以广东省江门市某电镀厂场地为例，通过对土壤进行全面取样调查，并结合土壤重金属污染修复技术针对性的提出有效的修复方案。

关键词：重金属；污染修复；电镀厂；固化；玻璃化

随着社会的发展，以及在对大自然的不断实践认识过程中，人类对土地资源的无节制索取使得土壤问题日益严重，人类经济发展的同时产生的废水、废气、废渣等工业废弃物，给土壤环境造成了不可逆转的污染。据国家环保部不完全统计，目前我国面积大于1万m2的污染场地超过50万块。2014年发布的《全国土壤污染状况调查公报》显示，从污染分布来看，长江三角洲、珠江三角洲和东北老工业基地等部分区域土壤污染问题严重。污染土壤修复的研究起步于20世纪70年代后期，欧、美、日、澳等国在土壤修复研究已有将近40年的时间，而我国的污染土壤修复研究起步较晚，在“十五”期间才得到重视，随后列入国家高技术研究规划发展计划，但研发水平和应用经验与美、英等发达国家存在很大差距。土壤环境事关农产品质量和人体健康，事关经济社会发展和国家生态安全，是重大的民生问题和战略问题。

1土壤重金属污染修复技术简述

土壤污染修复是指利用物理、化学或生物的方法，转移、吸收、降解和转化土壤中的污染物，使其浓度降低到可接受的水平，或将有毒有害污染物转化为无害物质的过程。

按处置地点可分为原位修复技术和异位修复技术。原位修复技术又可分为原位处理技术和原位控制技术，常用的原位处理技术包括物理、化学和生物方法等。异位修复技术可分为挖掘和异位处理处置技术。

土壤重金属污染修复技术可以分为以下几种：（1）土壤淋洗修复技术（2固化/稳定化修复技术（3）水泥窑协同处置修复法（4）电动修复技术（5）生物修复技术（6）阻隔填埋技术（7）多相抽提技术（8）玻璃化修复技术

2江门某电镀厂污染现状

江门某电镀厂主要业务是电镀灯饰、自行车零件、电风扇罩，电镀镀种包括：铜、铬、镍和锌，因此针对此地的重金属筛查工作主要集中在铜、铬、镍、镉上面。经过取样检测分析发现：土壤中超过筛选值的关注污染物主要包括：铜、总铬、六价铬、镍和镉；地下水中超过筛选值的关注污染物为重金属六价铬、镍、铅和镉。

3土壤重金属污染修复技术分析

1）土壤淋洗修复法

采用物理分离或增效洗脱等手段，通过添加水或合适的增效剂，分离重污染土壤组分或使污染物从土壤相转移到液相，并有效地减少污染土壤的处理量，实现减量化，洗脱系统废水应处理去除污染物后回用或达标排放，淋洗剂对土壤结构破坏较大，可能使部分土壤生物无法生存；存在一定的二次污染问题。处理周期为3-12个月，适用于通透性较好的砂土，成本约600-3000元/m³。

2）固化/稳定化修复法

向污染土壤中添加固化剂/稳定化剂，经充分混合，使其与污染介质、污染物发生物理、化学作用，将污染土壤固封为结构完整的具有低渗透系数的固化体，或将污染物转化成化学性质不活泼形态，降低污染物在环境中的迁移和扩散，处理成本一般为500-1500元/m3。适用于重金属污染处理，但需要关注固化/稳定化对地下水的影响以及固化体的后续处置。

3）水泥窑协同处置修复法

利用水泥回转窑内的高温、气体长间停留、热容量大、热稳定性好、碱性环境、无废渣排放等特点，在生产水泥熟料的同时，焚烧固化处理污染土壤。处理周期与水泥生产线的生产能力及污染土壤添加量相关，添加量一般低于水泥熟料量的4%，国内的应用成本为800-1000元/m³。适用于污染土壤，处理的土壤全部转化为水泥熟料，无废渣排放，但需关注二噁英的产生。目前应用于土壤处理的较少。

4）电动修复技术

向重金属污染土壤中插入电极，施加直流电压使重金属离子在电场作用下进行电迁移、电渗流、电泳等过程，在电极附近富集进而从溶液中导出并进行适当的物理或化学处理，实现污染土壤清洁，需要较长时间，如2~5年，甚至更长时间。设备投资较大，运行费用较高，可能对土壤环境特别是微生物造成较大影响；处理效果长期可靠；修复期间存在一定的风险。适合于低渗透的黏土和淤泥土壤或异质土壤的修复，公众可接受程度较低。

5）土壤植物修复技术

利用植物进行提取、根际滤除、挥发和固定等方式移除﹑转变和破坏土壤中的污染物质，使污染土壤恢复其正常功能。处理周期需3-8年，国内的工程应用成本约为100-400元/吨，基本上不存在健康风险，适用于污染土壤，可处理重金属（如砷、镉、铅、镍、铜、锌、钴、锰、铬、汞等）

6）土壤阻隔填埋技术

将污染土壤或经过治理后的土壤置于防渗阻隔填埋场内，或通过敷设阻隔层阻断土壤中污染物迁移扩散的途径，使污染土壤与四周环境隔离，避免污染物与人体接触和随土壤水迁移进而对人体和周围环境造成危害。处理周期较短，切断污染物传播途径，未能彻底去除污染物，占地面积较大，需长期监测。适用于重金属、有机物及重金属有机物复合污染土壤的阻隔填埋，不宜用于污染物水溶性强或渗透率高的污染土壤，不适用于地质活动频繁和地下水水位较高的地区。

7）多相抽提技术

通过真空提取手段，抽取地下污染区域的土壤气体、地下水和浮油等到地面进行相分离及处理。清理污染源区域的速度相对较快，通常需要1-24个月的时间。国内修复成本为400元每千克NAPL左右，为避免二次污染，应对废水和尾气处理设施的效果进行定期监测，以便及时采取应对措施。适用于污染土壤和地下水，可处理易挥发、易流动的NAPL（非水相液体）（如汽油、柴油、有机溶剂等），不宜用于渗透性差或者地下水水位变动较大的场地。

8）玻璃化技术（高温固化资源化）

将重金属污染土壤置于高温高压的环境下，待其冷却后形成坚硬的玻璃体物质，这时土壤重金属被固定，从而达到阻抗重金属迁移目的并进而可以资源化利用。需要时间较长，视建立设备的容量而定。设备投资较高，运行费用较高，约255~361美元/吨，降低了重金属健康、环境风险，但污染物未得到彻底去除。适用于原位处理，也适用于异位处理。需进一步处理玻璃化后的残渣，否则可能导致二次污染问题

4重金属污染修复技术适用性分析

目前，尽管有很多的修复技术已经在场地污染土壤治理方面得到了不同程度的应用，但是每种修复方法存在各自的适用性和优缺点，因此，在实际应用时应综合考虑具体场地的规划用途、修复技术的应用效果、修复时间、修复成本、修复工程的环境影响等因素。

对于污染场地修复技术的比选一般应遵循如下原则：

（1）场地土壤修复目标需保护人体健康，使得场地土壤中污染物的环境风险降低到可以接受的水平。

（2）技术上，场地修复技术的选择目标是通过最简化的途径或方法达到修复目标，而不单纯追求技术的先进性。

（3）在经济上，场地修复技术方案兼顾考虑目前在修复费用方面的实际承受能力和今后的经济发展，使得不仅在目前，而且从较长远来看，修复技术方案都是合适的。

（4）在可行性上，修复技术方案从我国目前的现状水平出发，充分考虑国内现有场地修复队伍的能力和现有处置设施水平。

（5）充分结合场地未来规划，污染物种类及污染程度，将不同类型、不同风险的污染物区别对待，分别处置，建议最经济有效的修复技术。

对于具体污染场地，污染土壤修复技术的确定需要考虑场地污染状况、规划用地方式、修复技术成熟度、修复周期及修复成本等因素。污染土壤修复技术的选用主要考虑的因素有：