1、重金属污染地块风险评估及土壤修复技术探析谷艾婷（太原市生态环境监测与科学研究中心，山西太原030002）摘要：重金属会对周围土壤以及地下水造成污染，继而威胁到人体健康。为此，需要进行重金属污染地块风险评估工作，明确污染地块中存在的污染物及对人体健康的影响。以某污染地块为例，通过对地块的受污染情况进行分析，同时对淋洗技术、水泥窑协同处置技术、固化/稳定化技术等污染土壤的修复技术进行对比，最终选择适合的土壤修复技术，经修复后该块重金属污染地块污染风险得到了有效控制，有效减小了污染土壤对人体健康的影响。关键词：重金属污染地块风险评估土壤修复中图分类号：X53文献标识码：A文章编号：1004-7050
2、（2022）09-0170-031工程概况某重金属污染地块位于我国山西省境内，附近有一个生产五金塑料的工厂，所以地块受到了污染。地质条件：该污染地块主要是由砂壤土、黏土以及中壤土共同构成的。同时，该地块有第四系人工填土，其中包含素填土与杂填土，素填土中含有大量的砂土与粉质黏土以及少量的砾石，而杂填土中含有大量的砖块与少量的砂砾与碎石1。其次，该地块当中的粉质黏土、细砂以及淤泥质土呈现出了连续分布的特点。水文条件：山西省地处黄河中游为华北地区的一个隆起台地，该省地形从东北向西南倾斜，因此地下水的流向为东北西南，全省河流地表水水体普遍受到污染，多分布于距离河段较近区域。2地块污染情况2.1土壤污染
3、情况在对土壤进行检测后发现土壤中含有大量的铜、铅、镍、镉、汞以及砷等污染物，其中铜、铅、镍的含量最大。同时，土壤当中也含有总石油烃、挥发性有机物、半挥发性有机物等污染物，但这些污染物的含量在允许范围内。同时，该污染地块一共有一处重金属铅污染区，两处重金属铜、镍污染区。重金属铅污染区的面积为 266 m2，最大污染深度是 1 m。两处重金属铜、镍污染区的面积分别是 3 710 m2和 5 800 m2，且最大污染深度分别是 15 m 和 13 m。2.2地下水污染情况在对地下水进行检测后发现，地下水当中也含有铜、铅、镍、镉、汞以及砷等污染物，其中铜和镍这两种污染物的含量超标。3重金属污染地块风险
4、评估3.1土壤污染风险评估该地块已经被发展中心收购，且被划分为了商业用地与居住用地。所以该地块属于二类居住用地，需要对该地块进行健康风险评估。在明确土壤样品之后需要对样品进行检测，最终发现土壤当中的铜和镍会通过皮肤接触、颗粒物暴露等途径进入到人体中，继而威胁人体健康。从相关指标来看，该地块的铜对居住人员的非致癌风险危害商是 4.51，属于不可接受程度。镍对居住人员的非致癌风险危害商是 6.25，属于不可接受程度，且其致癌风险是 1.3710-5，也属于不可接受程度2。此外，该地块的铅也会对未来居住人员的身体健康产生较大影响。从整体情况来看，该地块的铜、镍等污染物会对未来的居住人员产生影响，需要
5、通过有效措施进行土壤修复。3.2地下水污染风险评估该地块地下水中的铜、镍等污染物不具备发挥性，所以不会吸入到室内与室外的地下水蒸气中，同时这一地块不属于地下水开采区域，不会直接引用该地块的水。所以，地下水中的铜、镍污染物不具备致癌风险以及非致癌危害，不会对人体健康产生影响。在开发和利用该地块的过程中只需要做好土壤修复工作与地下水管控工作即可，不需要对地下水进行修复。4土壤修复技术从 建设用地土壤修复技术导则 等相关文件来看，技术人员需要综合分析重金属污染地块的地质条件、水文条件、污染物类型等各方面情况并分析该地块未来的使用规划，科学选择土壤修复技术。4.1重金属污染土壤修复技术4.1.1淋洗技
6、术淋洗技术主要是利用淋洗液去除土壤当中的污染物。在应用该技术时，技术人员需要利用淋洗液清洗土壤，将土壤颗粒与污染物分离开来。当土壤清洗干净之后需要对含有污染物的废液进行有效处理。即技术人员需要利用淋洗液处理与回收设备处理废液。其次，在应用该技术时也需要对土壤进行分类处理。此收稿日期：2022-03-25作者简介：谷艾婷，女，1989 年出生，毕业于北京林业大学，硕士学位，工程师，从事污染地块环境调查和风险评估、污染土壤修复等相关工作。总第 205 期2022 年第 9 期山西化工Shanxi Chemical IndustryTotal 205No.9，2022DOI:10.16525/14-
7、1109/tq.2022.09.068环境保护2022 年第 9 期外，技术人员应控制好技术应用成本。土壤物理性质会影响到淋洗技术的应用成本，若土壤中的黏土含量在 25%以上就不能应用这一技术。4.1.2水泥窑协同处置技术水泥窑协同处置技术即利用回转窑对污染土壤与水泥生料进行高温煅烧，从而分解污染土壤当中的有机污染物。相比于其他土壤修复技术，该技术具有无害化处理的优势。同时，相比于其他修复技术，该技术的应用成本相对较低，比较适用于大量污染土壤的修复。但是，该技术对水泥窑进料和排放系统以及土壤矿物成分等各方面的要求较高，所以在应用该技术时，需要对普通水泥窑投料口进行改造。同时，也需要确保处理过程
8、中不会对水泥及其产品产生不良影响。此外，在应用该技术时也需要获得环保部门的批准。4.1.3固化、稳定化技术固化/稳定化技术主要包括固化技术与稳定化技术，这两种技术的原理相似。1）固化技术。主要是将水泥等物质与土壤混合起来，从而将土壤中的污染物包裹起来，增强污染物的稳定性。在应用该技术时，技术人员需要将水泥等固化剂与污染土壤混合起来，当混合物完全干燥硬化之后，需要在原地或其他地方对混合物进行处置。与其他修复技术相比，固化技术可以降低土壤污染物分散到周围环境中的几率。同时，当混合物受到雨水影响时，其中的污染物也不会溶解在水中。2）稳定化技术。主要是利用硫化物、磷酸盐等反应剂将土壤污染物转变为毒性较
9、低的物质。例如，技术人员可以利用石灰处理污染土壤。在处理过程中，石灰会与重金属发生反应继而形成金属氢氧化物沉淀，便不会从土壤当中扩散开来。固化、稳定化技术具有操作简单、成本低、排放量小等优势，但是只能将污染物固定在土壤当中，不能将其从土壤中排出，所以这些土壤也不能被利用。4.1.4化学氧化技术在应用化学修复技术时，需要在污染土壤当中注入适量的化学氧化剂，使其与土壤中的污染物产生氧化反应，从而达到降解污染物的目的。在处理过程中常用的氧化剂有过氧化氢、臭氧、高锰酸盐等，技术人员需要根据土壤污染物的初始浓度以及目标污染物的反应机理明确处理周期3。化学氧化技术的成本相对较低，且适用于多种污染土壤，但是
10、可能会改变土壤的铁离子、有机质等指标，会影响到土壤的利用，所以技术人员可以根据实际情况选择处理技术。4.1.5阻隔填埋技术阻隔填埋技术主要是利用土壤阻隔覆盖系统以及土壤阻隔填埋系统对土壤进行阻隔和填埋。土壤阻隔覆盖系统是由监测系统、土壤覆盖系统以及土壤阻隔系统共同构成的。其中，监测系统是由上下游监测井构成的；土壤覆盖系统是由人工合成材料覆盖层、砂层、黏土层等构成的；土壤阻隔系统是由泥浆墙、HDPE 膜等材料构成的。而土壤阻隔填埋系统也是由诸多部分共同构成的，例如监测系统、排水系统、防渗阻隔系统当中。在构建土壤阻隔填埋系统时需要应用HDPE 膜、土工布、土工排水网等材料。同时，技术人员也需要综合
11、分析污染地块的修复需求，判断是否需要构建气体抽排系统等系统。4.1.6微生物修复技术微生物修复技术可以降解和转化土壤中的污染物。在应用微生物修复技术时，技术人员需要确保污染土壤中存在大量具备代谢功能的微生物，从而降解土壤中的有机化合物、转化土壤中的重金属。其次，技术人员也需要确保土壤中的有机化合物具备可生物降解性。为生物修复技术的应用范围较为广泛，不仅可以修复污染土壤，也可以修复污染地下水，所以技术人员可以利用该技术进行大面积土壤的修复。4.2修复技术筛选方法虽然大多数土壤修复技术的应用范围都十分广泛，但技术人员也需要根据污染土壤的实际情况筛选合适的修复技术，优化修复效果。例如，在该工程当中，
12、土壤中的污染物主要是铜、铅以及镍等重金属，且土壤是由粉质黏土构成的，所以不能应用热脱附技术、化学氧化技术，可以应用固化、稳定化技术、水泥窑协同处置技术以及阻隔填埋技术。4.3修复技术评估在初步筛选土壤修复技术之后，技术人员还需要利用评估工具，如下页表 1 所示。分析各项技术的指标。在评估过程中，技术人员需要明确评估标准。例如，可接受性的评估标准为 4 分完全可以接受，3 分可以接受，2 分勉强可以接受，1 分为局部可以接受。从评估结果来看，水泥窑协同处置技术的评分最高，其次是固化/稳定化技术与阻隔填埋技术。所以，技术人员可以将这些技术结合起来，优化修复效果。5结语从风险评估结果来看，重金属污染
13、土壤中存在铜、镍以及铅等污染物，具有较大的致癌风险，而地下水中的污染风险相对较小。为此，应做好污染土壤的修复工作，加大地下水污染的管控力度。可以利用淋洗技术、化学氧化技术、阻隔填埋技术等修复技术进行土壤联合修复，将土壤风险控制在合理范围内。参考文献1陆海建，邓一荣，邓达义，等.城市地块土壤重金属污染的感应电磁法与高密度电阻率法分析J.华南师范大学学报（自然科学版），2021，53（6）：15-22.谷艾婷：重金属污染地块风险评估及土壤修复技术探析171山西化工第 42 卷体的危害和对生态的污染。2.3.2强化化学试剂的监管在日常工作中，由于对试剂的管理未形成标准化流程或管理混乱，会造成一些实验
14、试剂没有进行合理化采购，导致采购的数量远远大于药品的实际使用量，造成大量试剂长期堆放，一旦过期失效只能作为危险化学品回收处理，造成国家资源的严重浪费。此外，监测实验中用到的关键试剂由于人员疏忽，或者由于检查繁琐、人为懈怠等原因，未按照要求进行符合性鉴定，会造成试剂错过质保时间而滞留在存储间堆放，无形中加大了对废弃试剂的管控。因此，在实际工作中，要做好药品规划，包括试剂的采购流程、批次及数量等。优先使用临近过期的试剂。2.3.3废弃物回收综合利用对于超过保存期限但没有出现浑浊絮凝物的标准样品，不能适用于高精度的质控和考核，但是基于节约成本的需要，可以用于对分析仪器的调试。3结论生态环境监测实验室
15、产生的废水、废气、固废等都属于危险废物，对环境存在着较大的污染，要加强对生态环境监测实验室的管理力度，通过采取有效的方法和措施来减少实验室污染物的排放，降低环境污染，使各项污染物能够达标排放2。参考文献1莫月余.环境监测实验室废水处理与污染防治J.环境与发展，2020（10）：35.2祝艳涛，谢枢.浅谈生态环境监测实验室污染物产生、治理及防治J.当代化工研究，2021（18）：125.Generation and Control of the Three Wastes in the Ecological Environmental MonitoringLaboratoryYang Jing（Y
16、angquan Ecological Environment Monitoring Center of Shanxi,Yangquan Shanxi 045000）Abstract:The ecological environment monitoring laboratory often uses toxic and hazardous samples in the process of experiments.A largenumber of reagents are consumed,and then a certain scale of pollutants are generated.The pollutants have many types and complexcomponents,which pose a great threat to environmental safety.If they are directly discharged without treatment and elimination of thehazards,it may lead to s