焦曉強(qiáng)

上海寶發(fā)環(huán)科技術(shù)有限公司 上海 201999

引言

2021年1月25日,習(xí)近平在世界經(jīng)濟(jì)論壇“達(dá)沃斯議程”對話會上發(fā)表特別致辭:中國將全面落實(shí)聯(lián)合國2030年可持續(xù)發(fā)展議程。力爭于2030年前二氧化碳排放達(dá)到峰值、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。鋼鐵行業(yè)做為碳排放大戶,在促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí),也使土壤受到不同程度的污染,污染種類包括有機(jī)污染、重金屬污染等,不僅對周圍環(huán)境造成影響,而且通過污染物遷移,對周邊受體健康產(chǎn)生長期危害。隨著城市開發(fā)擴(kuò)張,技術(shù)、產(chǎn)能落后鋼鐵企業(yè)關(guān)停并重新開發(fā)利用,污染場地成為焦點(diǎn)。造成土壤污染的成因復(fù)雜類型多樣,實(shí)際修復(fù)過程難度比較大。文章分析了土壤修復(fù)技術(shù)及案例,旨在為鋼鐵企業(yè)土壤修復(fù)工作提供參考,以有效降低土壤污染程度,促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。

1 污染類型及危害

目前中國鋼鐵企業(yè)退役地塊土壤污染類型及危害主要有:

（1）重金屬污染。主要是指汞、鉛、鎘等以及類金屬砷等生物毒性顯著的重元素對土壤的污染。具有較強(qiáng)的隱匿性、持續(xù)時(shí)間長、無法被生物降解,造成糧食減產(chǎn)等影響。

（2）土壤有機(jī)物污染。有機(jī)物污染物可通過地表徑流、大氣干濕沉降或土氣交換作用進(jìn)入土壤或大氣,多具有致畸、致癌、致突變、內(nèi)分泌干擾性的特點(diǎn)。

2 修復(fù)措施

常用的土壤修復(fù)技術(shù)主要有:

（1）原位電滲析。是利用電化學(xué)、電動力學(xué)原理將污染物富集到電極區(qū)處理,適用污染范圍小的場地。

（2）異位熱脫附。將污染土壤移運(yùn)到專門修復(fù)場地,加熱使污染物揮發(fā)去除。該技術(shù)適用于高濃度有機(jī)物污染土壤修復(fù),周期跟設(shè)備處理能力、污染物性質(zhì)等有關(guān)。國內(nèi)處理成本約600-3000元/噸。

（3）化學(xué)氧化。通過加入氧化劑,使其與土壤中污染物發(fā)生反應(yīng)降低污染物含量。對有機(jī)污染土壤處理效果較好,一般用于土壤地下水有機(jī)污染聯(lián)合修復(fù)。國內(nèi)處理成本一般為500-1500元/m3。

（4）多項(xiàng)抽提。將污染物轉(zhuǎn)移到有機(jī)溶劑或者超臨界液體中,然后對廢溶劑進(jìn)行處理。

（5）土壤淋洗技術(shù)修復(fù)。通過添加水或合適的增效劑,采用物理分離或增效淋洗等手段,分離重污染土壤組分或使污染物從土壤相轉(zhuǎn)移到液相的技術(shù),淋洗處理可以有效地減少污染土壤的處理量,實(shí)現(xiàn)減量化。異位淋洗技術(shù)適合處理被重金屬、半揮發(fā)及難揮發(fā)性有機(jī)污染的土壤,不適用于土壤細(xì)粒（粘/粉粒）含量高于25%的土壤,處理成本約為150-500元/m3。

（6）水泥窯協(xié)同處置技術(shù)。將污染土壤經(jīng)預(yù)處理后投入水泥回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行焚燒處理,實(shí)現(xiàn)無害化處置。水泥回轉(zhuǎn)窯溫度高、熱穩(wěn)定性好,能將有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為無機(jī)物或?qū)⒅亟饘俟潭ㄔ谒嗍炝现?。處理周期與生產(chǎn)能力及土壤量相關(guān),國內(nèi)成本為800-1000元/m3。

表1 我國工礦業(yè)污染土壤修復(fù)主要應(yīng)用的技術(shù)

3 案例

案例一:華中某鋼鐵企業(yè)主要從事酸洗、冷軋、連退、熱鍍鋅和彩涂生產(chǎn),在土壤和地下水自行監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)廠區(qū)內(nèi)部分區(qū)域存在不同程度的土壤重金屬污染,主要污染因子為鉛、砷。

污染三維模擬圖

通過調(diào)查獲得數(shù)據(jù),制作三維模擬圖,污染類型主要為砷污染、鉛污染和砷、鉛混合污染,按照《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》GB36600-2018中第二類用地篩選值,鉛共有10個(gè)點(diǎn)位超標(biāo),最大超標(biāo)倍數(shù)為1.85倍,超標(biāo)點(diǎn)位占比20%。砷共有19個(gè)點(diǎn)位超標(biāo),最大超標(biāo)倍數(shù)為2.9倍,超標(biāo)點(diǎn)位占比28%。砷超標(biāo)土壤方量約47603.924m ;鉛超標(biāo)土壤方量約4874.941m ;砷、鉛混合超標(biāo)土壤方量約47823.685m ,合計(jì)總修復(fù)方量為100302.55m 米。采用土壤淋洗工藝處置重金屬砷、鉛超標(biāo)的土壤,處置后能達(dá)到目標(biāo)值通過驗(yàn)收。

案例二:華中某鋼鐵企業(yè)配套附屬產(chǎn)業(yè)地塊占地面積159637m2,歷史上主要從事特種氣體的制備、存儲、輸送等業(yè)務(wù),地塊內(nèi)有生產(chǎn)區(qū)、污水處理區(qū)、原輔材料堆存區(qū)域、鼓風(fēng)冷凝區(qū)、粗笨區(qū)等,目前企業(yè)已經(jīng)關(guān)停閑置,未來擬開發(fā)為住宅。調(diào)查監(jiān)測因子主要有重金屬、有機(jī)物、揮發(fā)性有機(jī)物、石油烴、多氯聯(lián)苯（總量）等。通過土壤污染狀況調(diào)查發(fā)現(xiàn)苯、氯乙烯、苯并蒽、苯并[a]芘、苯并熒蒽、印并{123-cd）芘、萘、五氯酚、二苯并[a,h]蒽及石油烴等超過《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》GB36600-2018中第一類用地篩選值,超標(biāo)污染物類型主要是半揮發(fā)性有機(jī)物,超標(biāo)深度主要集中于表層土壤。經(jīng)過對污染土壤的小試、中試,用熱脫附工藝可以去除土壤中半揮發(fā)性有機(jī)物污染情況,去除率達(dá)到95%。

4 分析

鋼鐵企業(yè)原址場地可能因原生產(chǎn)活動遺留有各種有害污染物,例如重金屬、多環(huán)芳烴、二噁英與鈦酸酯類化合物等,這些污染物可以通過大氣沉降及廢渣滲濾等方式進(jìn)入工業(yè)區(qū)周邊土壤,導(dǎo)致土壤嚴(yán)重污染。當(dāng)原場址改做其他用途,如住宅、商業(yè)用途時(shí),土壤環(huán)境中的重金屬和有機(jī)污染物會嚴(yán)重影響人體健康,引起免疫系統(tǒng)水平失調(diào),影響中樞神經(jīng)系統(tǒng),有些物質(zhì)可能影響消化系統(tǒng),嚴(yán)重時(shí)甚至可能損傷肝臟和造血系統(tǒng)。因此,針對污染物的特性、類別,以及在哪些工序、如何產(chǎn)生污染等問題的深入研究就顯得十分必要。

鑒于冶金工業(yè)生產(chǎn)自身的特性,其對土壤的污染具有如下特點(diǎn)。

隱蔽性和滯后性。大氣、水和廢棄物污染比較直觀,通過感官即可發(fā)現(xiàn)。土壤污染有所不同,它往往需要通過對土壤樣品和農(nóng)作物樣品進(jìn)行化驗(yàn)和檢測,甚至通過研究對動物和人的健康狀況的影響才能確定。因此,冶金工業(yè)對土壤的污染從產(chǎn)生污染到出現(xiàn)問題會滯后較長的時(shí)間,不易受到重視。

積累性。在大氣和水體中,冶金工業(yè)污染物一般都比在土壤中更容易遷移。這使得污染物在土壤中不易擴(kuò)散和稀釋,因此易在土壤中積累而超標(biāo),同時(shí)也使土壤具有較強(qiáng)的地域性。

不可逆性。冶金工業(yè)廢物,特別是重金屬,對土壤的污染基本上是一個(gè)不可逆過程,某些重金屬污染的土壤可能需要100年～200年時(shí)間才能恢復(fù)。

難治理性。切斷污染源之后,大氣和水體污染通過稀釋和自凈作用不斷好轉(zhuǎn),但是積累在土壤中的難降解污染物則很難依靠稀釋和自凈作用來緩解和消除。土壤污染一旦發(fā)生,僅僅依靠切斷污染源的方法往往很難奏效,有時(shí)需要換土、淋洗土壤等方法才能解決問題,其他治理技術(shù)可能見效較慢。因此,治理污染土壤通常成本較高,治理周期較長。

結(jié)語

隨著十四五規(guī)劃的實(shí)施,國內(nèi)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革使得傳統(tǒng)重工業(yè)領(lǐng)域不斷升級整合,鋼鐵行業(yè)是重要的基礎(chǔ)工業(yè)部門,是發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)與國防建設(shè)的物質(zhì)基礎(chǔ)。鋼鐵工業(yè)水平也是衡量一個(gè)國家工業(yè)化的標(biāo)志。鋼鐵企業(yè)不斷升級并購、重組,城市鋼鐵企業(yè)搬遷后,原先的場地可能會遺留多種有毒有害物質(zhì)而無法直接利用,需要進(jìn)行場地修復(fù)。目前,整個(gè)鋼鐵行業(yè)對搬遷后的場地修復(fù)尚處于起步階段,還未形成完善的解決方案。這也從一個(gè)側(cè)面說明,城市鋼廠搬遷是一個(gè)需要慎重考量的問題。針對鋼鐵企業(yè)土壤污染,可從源頭抓起促進(jìn)工業(yè)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級,做好防滲、防污染等工作防止污染?，F(xiàn)狀調(diào)查可引入遙感技術(shù)、定期采樣監(jiān)測等便于查明污染。針對已污染場地不同類型采取相應(yīng)措施,對復(fù)合型污染結(jié)合多種方法修復(fù),修復(fù)過程要考慮對周圍環(huán)境影響避免二次污染。加強(qiáng)新技術(shù)研發(fā)并予以政策支持。通過以上措施可有效降低土壤污染程度,促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。