工業(yè)污染場(chǎng)地修復(fù)技術(shù)研究
——以制革企業(yè)退役場(chǎng)地為例

姚 忱

（江蘇大地益源環(huán)境修復(fù)有限公司，江蘇 南京 210000）

制革工藝較為復(fù)雜，在傳統(tǒng)粗放式生產(chǎn)模式下，由于缺乏清潔生產(chǎn)工藝和污染治理技術(shù)，會(huì)導(dǎo)致周圍土壤遭受嚴(yán)重破壞，土地資源出現(xiàn)浪費(fèi)的情況。為了加快環(huán)境友好型社會(huì)的建設(shè)步伐，必須以制革企業(yè)退役場(chǎng)地的修復(fù)工作為重點(diǎn)，在了解其污染狀況的基礎(chǔ)上及時(shí)采取控制措施，使場(chǎng)地內(nèi)的土壤環(huán)境、水環(huán)境等得到全面恢復(fù)，體現(xiàn)退役場(chǎng)地的利用價(jià)值，創(chuàng)造良好的生態(tài)效益及經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)前土壤污染的復(fù)雜性較強(qiáng)，而且污染物類型較多，給修復(fù)工作帶來(lái)了一定難度。所以必須結(jié)合退役場(chǎng)地的實(shí)際情況，制定切實(shí)可行的技術(shù)方案，以實(shí)現(xiàn)土地資源的優(yōu)化配置及高效利用。

1 我國(guó)土壤污染的類型及危害

重金屬污染是當(dāng)前工業(yè)場(chǎng)地污染的主要類型，常見(jiàn)的重金屬元素包括Pb、As、Zn、Cu、Cr和Hg等，會(huì)對(duì)土地造成長(zhǎng)期地破壞，給修復(fù)工作帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。重金屬會(huì)通過(guò)食物鏈進(jìn)入到人體中，引發(fā)人體機(jī)能損壞和各類疾病問(wèn)題。相較于其他污染物而言，重金屬污染的治理難度更大，而且會(huì)直接威脅人類的健康安全，也會(huì)限制工業(yè)、農(nóng)業(yè)的發(fā)展。在退役場(chǎng)地修復(fù)工作中，只有加強(qiáng)對(duì)重金屬污染的處理，才能使場(chǎng)地得到更加科學(xué)地利用。有機(jī)污染物的存在也是造成土壤環(huán)境破壞的主要原因，特別是制革生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生多種類型的有機(jī)污染物，包括半揮發(fā)性有機(jī)污染物和揮發(fā)性有機(jī)污染物等，如果人們長(zhǎng)期處于受污染場(chǎng)地中，會(huì)引起皮膚紅疹和惡心、頭暈等癥狀，進(jìn)入到呼吸系統(tǒng)后會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的健康問(wèn)題，也是導(dǎo)致癌癥的關(guān)鍵因素。通常情況下，制革企業(yè)退役場(chǎng)地污染呈現(xiàn)出復(fù)合性特點(diǎn)，即同時(shí)存在著重金屬污染和有機(jī)物污染，因而對(duì)于修復(fù)技術(shù)的要求更高。

2 工業(yè)污染場(chǎng)地修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用措施

2.1 設(shè)計(jì)原則

在制定修復(fù)技術(shù)方案時(shí)，應(yīng)該做好全面調(diào)查和分析工作，了解制革企業(yè)退役場(chǎng)地的實(shí)際情況，包括水文條件、地質(zhì)狀況、污染物類型和濃度、分布特點(diǎn)和環(huán)境影響狀況等，以確保技術(shù)的可行性及合理性，提高修復(fù)工作的效率與質(zhì)量，為后期土地利用提供可靠支持。除了要對(duì)污染物的總量和濃度進(jìn)行控制外，還要最大限度地控制其遷移性，避免污染范圍的擴(kuò)大，防止出現(xiàn)二次污染的情況。首先，應(yīng)該遵循目的性和針對(duì)性原則。要明確場(chǎng)地修復(fù)的目的，即實(shí)現(xiàn)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，保障人類的健康安全，以此為目標(biāo)開(kāi)展實(shí)踐工作，為修復(fù)工作指明方向。針對(duì)性原則主要是指根據(jù)污染物特征采取更加合理的技術(shù)措施，達(dá)到分類管控的目的，尤其是污染物濃度將對(duì)技術(shù)的選擇產(chǎn)生直接影響，需要在做好實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和評(píng)估的基礎(chǔ)上篩選合適的技術(shù)。還應(yīng)該針對(duì)水文條件和地質(zhì)狀況實(shí)施修復(fù)，避免場(chǎng)地自身因素的限制而對(duì)技術(shù)應(yīng)用成效造成影響[1]。其次，應(yīng)該遵循經(jīng)濟(jì)性和可實(shí)施性原則。除了要考慮場(chǎng)地修復(fù)的成效外，還應(yīng)該了解成本狀況，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的有效協(xié)同?？蓪?shí)施性即遵循我國(guó)相關(guān)技術(shù)規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)，了解國(guó)家政策及法律法規(guī)的要求，分析退役場(chǎng)地的再利用需求，以便在技術(shù)篩選中更加合理。最后，還應(yīng)該遵循以人為本的原則。在修復(fù)污染場(chǎng)地時(shí)，應(yīng)該考慮到對(duì)周圍環(huán)境的影響，避免產(chǎn)生嚴(yán)重的噪聲以及廢氣和廢水等，避免造成二次污染問(wèn)題。

2.2 固體廢物處置技術(shù)

2.2.1 焚燒處置

焚燒處置是當(dāng)前處理固體廢物的常見(jiàn)措施，需要借助于高溫爐對(duì)固體廢物進(jìn)行氧化分解，該措施具有高效化和便捷性的特點(diǎn)，能夠有效控制固體廢物的總量，在有機(jī)廢物處置中的應(yīng)用效果較好，而且能夠使病原性污染得到全面控制，有毒物質(zhì)在高溫焚燒中也會(huì)全面分解，從而實(shí)現(xiàn)資源的回收利用。當(dāng)前焚燒爐類型較多，包括了熱解焚燒爐、旋轉(zhuǎn)焚燒爐、流化床焚燒爐和多層焚燒爐等，因此要結(jié)合具體的處理要求進(jìn)行選擇。固體廢物中的病原體在高溫環(huán)境中可以得到全面處理，而且設(shè)置了相應(yīng)的煙氣處理系統(tǒng)，避免其直接排放而污染大氣環(huán)境，因此焚燒處置措施具有無(wú)害化的特點(diǎn)。固體廢物所占空間明顯縮小，可以騰出更多的場(chǎng)地空間，且通過(guò)預(yù)處理的方式可以改善固體廢物的燃燒性。由于燃燒過(guò)程中的蒸汽能量較大，可以對(duì)其實(shí)施回收用于生產(chǎn)作業(yè)，資源化程度較高[2]。然而，該方式也具有一定的局限性，尤其是前期成本投入較大，而且需要固體廢物的熱值在5 000 KJ/kg以上，因此技術(shù)適用性相對(duì)較低。在固體廢物燃燒中會(huì)產(chǎn)生較多的二噁英，如果沒(méi)有及時(shí)采取有效的控制措施，就會(huì)造成大氣污染。

2.2.2 填埋處置

填埋處理也是處置固體廢物的有效手段，在實(shí)踐工作當(dāng)中應(yīng)該明確《一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》中的相關(guān)要求，確保整個(gè)填埋過(guò)程的規(guī)范性和專業(yè)性，防止對(duì)環(huán)境安全造成威脅。衛(wèi)生填埋是填埋處理中的常用措施，能夠避免滲透液對(duì)土壤環(huán)境和水環(huán)境等造成污染，在側(cè)面和底層設(shè)置防滲層，避免在填埋處理中造成嚴(yán)重的滲透污染，同時(shí)利用專業(yè)設(shè)備處理廢氣，避免污染大氣環(huán)境。通過(guò)壓實(shí)的方式處理表層垃圾，解決了傳統(tǒng)處理模式下的二次污染問(wèn)題。相較于焚燒處理工藝，該技術(shù)也不需要固體廢物具備較高的熱值，因此具有良好的適應(yīng)性。該技術(shù)的成熟度已經(jīng)較高，能夠提高整體處理量，改善整個(gè)處理系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，并呈現(xiàn)出靈活性的優(yōu)勢(shì)。然而，該技術(shù)的局限性也較為明顯，尤其是會(huì)占用較大的場(chǎng)地空間。安全填埋技術(shù)是實(shí)踐中的另外一種填埋工藝，主要是針對(duì)危險(xiǎn)廢物實(shí)施處置，在采用該技術(shù)時(shí)需要使用高密度聚乙烯材料對(duì)底部實(shí)施處理，可有效收集處理過(guò)程中產(chǎn)生的沼氣和浸出液等。還應(yīng)該在了解固體廢物類型的基礎(chǔ)上實(shí)施分區(qū)填埋，做好場(chǎng)地管理工作，通常維護(hù)管理周期較長(zhǎng)。

2.2.3 水泥窯協(xié)同處置

在處理固體廢物時(shí)也能夠與水泥窯實(shí)現(xiàn)密切協(xié)同，通過(guò)無(wú)害化處理的方式使廢物得到再利用，在提高處理效果的同時(shí)，能夠創(chuàng)造較高的經(jīng)濟(jì)效益。采用該工藝能夠保障穩(wěn)定的焚燒狀態(tài)和溫度，而且不會(huì)產(chǎn)生廢渣，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)重金屬元素的集中化處理，并通過(guò)對(duì)廢氣的專業(yè)化處理降低二次污染。在生產(chǎn)硅酸鹽水泥時(shí)，利用固體廢物能夠替代其中的石灰質(zhì)原料和粘土質(zhì)原料等，具有良好的清潔性特點(diǎn)。另外，在實(shí)踐工作當(dāng)中應(yīng)該嚴(yán)格遵循《水泥窯協(xié)同處置固體廢物環(huán)境保護(hù)技術(shù)規(guī)范》中的相關(guān)要求，對(duì)動(dòng)植物加工廢物、生活垃圾、危險(xiǎn)廢物和受污染土壤等實(shí)施處理，以盡快恢復(fù)退役場(chǎng)地的環(huán)境狀況[3]。

2.2.4 技術(shù)比較

由于不同處理技術(shù)的特點(diǎn)、應(yīng)用原理及實(shí)際效果有所差異，相關(guān)企業(yè)可通過(guò)技術(shù)比較和分析選擇更加合適的處理手段，從而增強(qiáng)污染場(chǎng)地的治理成效。在采用水泥窯協(xié)同處理技術(shù)時(shí)，因其處理能力強(qiáng)，達(dá)到了減量化處理和無(wú)害化處理的要求，能夠?qū)崿F(xiàn)資源再利用，有效解決了二次污染問(wèn)題，但需要在預(yù)處理環(huán)節(jié)做好分類，以滿足后期處理的要求。相較于其他方式，可有效降低處理工作的成本，技術(shù)難度和能耗也不高，具有良好的環(huán)保節(jié)能特點(diǎn)。采用焚燒法處置固體廢物時(shí)，其基本優(yōu)勢(shì)與水泥窯系統(tǒng)處置方法相似，也能夠解決二次污染問(wèn)題，達(dá)到減量化控制的目的，但是在預(yù)處理環(huán)節(jié)需要實(shí)施攪拌和破碎，而且技術(shù)難度有所提升[4]。在焚燒中會(huì)用到大型焚燒爐和煙氣處理裝置，因此也提高了成本投入，能耗相對(duì)較高。安全填埋法主要適用于少量化固體廢物處理工作當(dāng)中，如果沒(méi)有對(duì)有害物質(zhì)實(shí)施控制，則容易造成二次污染，但是其能耗和成本投入不高，具有便捷性特點(diǎn)。

2.3 土壤治理技術(shù)

2.3.1 原位修復(fù)技術(shù)

對(duì)制革企業(yè)退役場(chǎng)地中的重金屬污染，可以采用原位修復(fù)技術(shù)實(shí)施處理，同時(shí)對(duì)有機(jī)污染物的處理效果也較好。其中，以穩(wěn)定化/固化技術(shù)的應(yīng)用較為常見(jiàn)，在處理污染物時(shí)需要采用特定的反應(yīng)劑，包括碳酸鹽、磷酸鹽和硫化物等，能夠?qū)τ泻ξ镔|(zhì)的遷移性和毒性實(shí)施控制。在處理污染場(chǎng)地重金屬時(shí)通常采用石灰，通過(guò)金屬氫氧化物沉淀的方式實(shí)施處理。對(duì)于土壤中污染物的處理還可以采用固化的方式，運(yùn)用特定固化劑能夠?qū)嵤┯不徒Y(jié)塊，以達(dá)到集中處理的目的。該技術(shù)手段降低了污染物的遷移性，避免隨著地表徑流而出現(xiàn)大范圍擴(kuò)散。植物修復(fù)技術(shù)也可以用來(lái)治理土壤污染問(wèn)題，通過(guò)轉(zhuǎn)化和固定的方式處理污染物質(zhì)，使其毒性降低，場(chǎng)地內(nèi)土壤的功能也會(huì)逐步得到恢復(fù)。對(duì)各類有機(jī)污染物比如五氯酚、石油烴以及重金屬元素比如Pb、Hg和Zn等處理效果較好，而且具有簡(jiǎn)單易操作的特點(diǎn)，但是該技術(shù)對(duì)于植物的依賴性較強(qiáng)，因此處理周期相對(duì)較長(zhǎng)。熱脫附技術(shù)也可以用來(lái)治理土壤污染問(wèn)題，有機(jī)物在高溫作用下能夠蒸發(fā)、分離，從而達(dá)到降低污染物濃度的目的[5]。在實(shí)際工作中需要使用專門(mén)的熱脫附器，實(shí)現(xiàn)固相到氣相的轉(zhuǎn)化，當(dāng)前主要分為間接接觸熱脫附工藝和直接接觸熱脫附工藝兩種。該技術(shù)在處理有機(jī)污染物時(shí)，能夠?qū)⑷コ侍嵘?5%以上，而且能夠防止生成較多的二噁英。

2.3.2 異位修復(fù)技術(shù)

填埋技術(shù)是一種常用的異位修復(fù)技術(shù)，主要是通過(guò)防滲阻隔填埋場(chǎng)對(duì)污染土壤實(shí)施處理，從而做好有效隔離，避免污染物質(zhì)的快速擴(kuò)散，包括異位阻隔填埋和原位阻隔覆蓋等方式。前者主要是利用防滲阻隔填埋場(chǎng)對(duì)污染土壤進(jìn)行隔離，需要用到較多的阻隔材料比如HDPE等，并可以有效降低對(duì)污染場(chǎng)地周圍環(huán)境的影響，維護(hù)人們的身體健康。運(yùn)用異位阻隔填埋技術(shù)能夠有效控制污染物毒性，其遷移性也會(huì)大大降低。采用原位阻隔覆蓋處理技術(shù)時(shí)，主要是在場(chǎng)地內(nèi)建立隔離層，通過(guò)四周和頂部覆蓋的方式控制污染物的遷移。異位淋洗技術(shù)的應(yīng)用也較為普遍，主要是通過(guò)發(fā)揮淋洗液的作用降低污染物的濃度，具有較強(qiáng)的針對(duì)性特點(diǎn)。采用異位淋洗技術(shù)時(shí)，首先要對(duì)污染土壤實(shí)施挖掘并去除其中的雜質(zhì)，為后續(xù)淋洗處理奠定基礎(chǔ)，并可通過(guò)萃取方式實(shí)施分離，集中收集處理過(guò)程中的揮發(fā)性氣體，避免對(duì)大氣環(huán)境造成污染。由于在處理過(guò)程中涉及解吸、螯合、溶解等，從而改善了污染土壤的修復(fù)效果。異位化學(xué)氧化技術(shù)也可以用于土壤污染的異位修復(fù)，通過(guò)還原劑和氧化劑，能夠降低污染物的毒性，比如芬頓試劑、高錳酸鹽、過(guò)硫酸鹽、多硫化鈣、零價(jià)鐵和亞硫酸氫鈉等。該技術(shù)具有較強(qiáng)的適用性特點(diǎn)，在多種污染場(chǎng)地中都能得到高效化利用，而且治理成本相對(duì)較低。而對(duì)于重金屬污染土壤，異位化學(xué)氧化技術(shù)的應(yīng)用則存在一定局限性。

2.3.3 技術(shù)比較

當(dāng)土壤當(dāng)中含有較多的重金屬元素時(shí)，可以采用植物修復(fù)技術(shù)、固化/穩(wěn)定化處理技術(shù)實(shí)施處理，而針對(duì)有機(jī)污染土壤，則可以采用土壤淋洗技術(shù)、化學(xué)氧化技術(shù)和熱脫附技術(shù)實(shí)施處理。固化/穩(wěn)定化技術(shù)、淋洗技術(shù)、植物修復(fù)技術(shù)和化學(xué)養(yǎng)護(hù)技術(shù)等成熟度較高，異位處理和原位生物處理技術(shù)的成本投入相對(duì)較大。

2.4 污染地下水處置技術(shù)

地下水的污染問(wèn)題也是制革企業(yè)退役場(chǎng)地中存在的主要問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致周圍水環(huán)境的破壞，如果沒(méi)有及時(shí)采取控制措施，則會(huì)引起污染范圍的擴(kuò)大化，直接影響人們的用水安全。采用基坑降水抽出處理技術(shù)進(jìn)行修復(fù)，抽取地下污染水后能夠在地上利用專門(mén)的設(shè)備實(shí)施處理。確?；觾?nèi)地下水高程低于周圍地下水高程，能夠在水力梯度作用下實(shí)施匯集處理，為后期的集中處理奠定基礎(chǔ)。在地上處理工作當(dāng)中，主要是運(yùn)用絮凝沉淀技術(shù)、化學(xué)氧化技術(shù)、活性炭吸附技術(shù)等控制水體中的污染物濃度，達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)后再實(shí)施排放?，F(xiàn)場(chǎng)污水處理技術(shù)路線如圖1所示，如果污水難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，則需要借助廢水調(diào)節(jié)池、藥劑混合池和絮凝沉淀池實(shí)施處理，針對(duì)其上清液實(shí)施科學(xué)檢測(cè)，檢測(cè)對(duì)象主要是重金屬氯化物，如果不達(dá)標(biāo)則重新進(jìn)入藥劑混合池實(shí)施處理，待達(dá)標(biāo)后再運(yùn)用活性炭吸附方式做進(jìn)一步處理。還要做好過(guò)濾液的檢測(cè)工作，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求后再進(jìn)行市政納管排放。圖1為現(xiàn)場(chǎng)污水處理技術(shù)路線。

圖1 現(xiàn)場(chǎng)污水處理技術(shù)路線

3 結(jié)語(yǔ)

制革企業(yè)退役場(chǎng)地存在著較為嚴(yán)重的污染問(wèn)題，只有做好有效治理和修復(fù)工作，才能提高土地資源的利用率，構(gòu)建良好的自然生態(tài)環(huán)境。當(dāng)前土壤污染類型主要分為有機(jī)物污染和重金屬污染等，給場(chǎng)地修復(fù)工作造成較大難度。因此，在實(shí)踐工作中，應(yīng)該明確綜合防治及修復(fù)技術(shù)方案與原則，在處置固體廢物時(shí)主要依靠焚燒處置、填埋和水泥窯協(xié)同處置等；在土壤治理工作當(dāng)中，主要依靠原位修復(fù)技術(shù)和異位修復(fù)技術(shù)等，此外還應(yīng)該做好地下水污染的處置，并結(jié)合區(qū)域內(nèi)的污染類型和特點(diǎn)選擇切實(shí)可行的技術(shù)措施，增強(qiáng)場(chǎng)地恢復(fù)效果。