丁浩然，王鏑翔，陳成，楊樂(lè)巍,2*，吳騰，王恒，徐宏偉，楊學(xué)志，劉鵬,2

1.北京建工環(huán)境修復(fù)股份有限公司

2.污染場(chǎng)地安全修復(fù)技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室

3.合肥東部新中心建設(shè)管理辦公室

我國(guó)作為焦炭生產(chǎn)大國(guó)，焦炭產(chǎn)量長(zhǎng)期位居世界前列，目前焦炭產(chǎn)量及消費(fèi)量已處于峰值區(qū)間，2021 年我國(guó)焦炭產(chǎn)量已達(dá)4.64 億t[1]。焦炭主要是將煙煤等原料通過(guò)隔絕空氣條件下1 000 ℃高溫加熱，再經(jīng)干燥、固熔等焦化工藝過(guò)程制得。研究表明，焦化過(guò)程中產(chǎn)生的主要有機(jī)污染物是多環(huán)芳烴(PAHs)，它來(lái)源于煤在缺氧條件下加熱產(chǎn)生的二次反應(yīng)(如芳構(gòu)化/環(huán)化反應(yīng))[2-3]。除有機(jī)污染物外，煉焦煙氣中也含有重金屬，其來(lái)自于煤炭原料；此外，焦炭生產(chǎn)區(qū)域往往緊鄰鋼鐵冶金工廠，區(qū)域內(nèi)還直接受到冶金廢渣、飛灰等帶來(lái)的重金屬污染[4]。含有多環(huán)芳烴和重金屬相關(guān)的焦化副產(chǎn)品，如煤煙、焦油、飛灰和廢渣，沉積進(jìn)入土壤。多環(huán)芳烴和重金屬可能通過(guò)與土壤顆粒相互作用而長(zhǎng)期滯留在土壤中，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和人體健康造成危害[5-6]。

目前，我國(guó)已逐步開(kāi)展對(duì)退役焦化場(chǎng)地的土壤污染調(diào)查和修復(fù)工作，各種修復(fù)技術(shù)得到廣泛關(guān)注[7]，然而，仍存在諸多科學(xué)技術(shù)難題。例如，由于多環(huán)芳烴在典型焦化場(chǎng)地離散且異質(zhì)性強(qiáng)，分布規(guī)律不清，難以界定修復(fù)范圍[8-10]；對(duì)于存在重金屬污染的土壤，目前大多采用水泥窯協(xié)同處置或固化/穩(wěn)定化技術(shù)，修復(fù)成本、能耗及二次污染風(fēng)險(xiǎn)難以控制[11-13]；重金屬與多環(huán)芳烴復(fù)合污染土壤的微生物群落結(jié)構(gòu)特征及修復(fù)后土壤的生態(tài)功能恢復(fù)情況方面的研究較少[14-15]。針對(duì)典型焦化污染場(chǎng)地復(fù)雜性及其修復(fù)難題，多技術(shù)聯(lián)用是具有應(yīng)用前景的治理措施，而其適用的典型場(chǎng)地污染特征、聯(lián)用技術(shù)路線和效益分析卻鮮見(jiàn)報(bào)道。筆者以安徽某退役焦化污染場(chǎng)地為例，對(duì)其污染特征和多技術(shù)聯(lián)用修復(fù)效果進(jìn)行分析，以期為典型焦化污染場(chǎng)地的修復(fù)提供借鑒。

1 焦化場(chǎng)地土壤污染特征

1.1 場(chǎng)地總體污染特征

安徽某退役鋼鐵廠焦化污染場(chǎng)地總占地面積2 200 km2，該場(chǎng)地在修復(fù)階段被劃分為多個(gè)區(qū)域進(jìn)行修復(fù)。其中原焦化車(chē)間、帶鋼車(chē)間、原料堆存車(chē)間所在區(qū)域土壤相接，涉及土壤污染修復(fù)面積共205 060.58 m2，土壤修復(fù)方量總計(jì)600 213.12 m3。對(duì)該區(qū)域污染土壤在地面清理前后進(jìn)行了2 次調(diào)查，根據(jù)生產(chǎn)資料和人員走訪確定該區(qū)域污染來(lái)源：1）焦渣等廢料或原輔料場(chǎng)內(nèi)堆存填埋及雨水淋溶造成的污染，分散分布在地下各深度土壤；2）煉鋼等生產(chǎn)過(guò)程中的煙氣飛灰沉降造成的污染，普遍分布于表層土壤。根據(jù)生產(chǎn)工藝、設(shè)施位置、原輔料投入和三廢排放情況確定了調(diào)查階段潛在特征污染物，并根據(jù)HJ 25.1—2019《建設(shè)用地土壤污染狀況調(diào)查技術(shù)導(dǎo)則》設(shè)置調(diào)查點(diǎn)位及指標(biāo)，對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物、半揮發(fā)性有機(jī)物、重金屬等污染因子進(jìn)行篩查。結(jié)果表明，特征污染物包括砷、鉛、鎘等5 種重金屬污染物，苯并[a]芘、二苯并[a,h]蒽、苯并[a]蒽等10 余種多環(huán)芳烴類(lèi)有機(jī)污染物，反映出焦化場(chǎng)地典型污染情況。前期調(diào)查階段（地面清理前）各地層深度共發(fā)現(xiàn)425 個(gè)污染超標(biāo)樣品。其中，重金屬污染樣品數(shù)占總超標(biāo)樣品數(shù)的32.94%；以苯并[a]芘、二苯并[a，h]蒽、苯并[a]蒽為多環(huán)芳烴統(tǒng)計(jì)因子，多環(huán)芳烴污染樣品數(shù)占總超標(biāo)樣品數(shù)的88.71%；而重金屬與多環(huán)芳烴復(fù)合污染樣品數(shù)達(dá)總超標(biāo)樣品數(shù)的21.88%。該場(chǎng)地石油烴污染點(diǎn)位較少，污染程度較輕，且以上3 種多環(huán)芳烴污染點(diǎn)位已涵蓋石油烴污染，故不對(duì)其進(jìn)行重點(diǎn)討論。該場(chǎng)地地質(zhì)和水文地質(zhì)情況如表1 所示。場(chǎng)內(nèi)地下水主要有上層滯水（位于雜填土層）和承壓水（位于粉砂層及以下）。上層滯水補(bǔ)給來(lái)源主要為：大氣降水及側(cè)向徑流，地下水排泄方式主要為向下游徑流、側(cè)向徑流及蒸發(fā)，流向?yàn)榈乇砀咛幜飨虻屯萏帲怀袎核?，具弱承壓性。補(bǔ)給來(lái)源及排泄方式均為側(cè)向徑流，流向?yàn)閺膱?chǎng)地北側(cè)流往南側(cè)南淝河。

表1 安徽某退役鋼鐵廠焦化污染場(chǎng)地地層地質(zhì)及水文地質(zhì)情況Table 1 Geological and hydrogeological condition of the coking polluted site of a retired iron and steel plant in Anhui

高有機(jī)污染占比土壤修復(fù)可首先考慮熱脫附和化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)，但該焦化場(chǎng)地同時(shí)具有顯著的重金屬污染特征，根據(jù)HJ 25.4—2019，有近30%污染土壤無(wú)法通過(guò)單一熱脫附或化學(xué)氧化修復(fù)達(dá)標(biāo)。根據(jù)原廠生產(chǎn)資料，該廠采用了主流的煉焦和軋鋼生產(chǎn)工藝，廠區(qū)占地面積和污染土方量大，調(diào)查結(jié)果具有典型性?？傮w而言，該焦化污染場(chǎng)地以多環(huán)芳烴有機(jī)污染為主，同時(shí)重金屬和復(fù)合污染占比高，具有修復(fù)工程量巨大，且單一修復(fù)技術(shù)難以完全處置的特點(diǎn)。

1.2 重金屬和多環(huán)芳烴污染特征

以砷和苯并[a]芘為例，2 種污染物在場(chǎng)內(nèi)的平面分布如圖1 所示。砷與苯并[a]芘在場(chǎng)內(nèi)各區(qū)域均有分布，污染濃度高的點(diǎn)位主要集中于生產(chǎn)區(qū)和原輔料堆場(chǎng)。污染物垂直分布情況對(duì)于修復(fù)技術(shù)選擇至關(guān)重要。一般而言，淺層污染可采用異位修復(fù)技術(shù)，深層有機(jī)污染可考慮原位修復(fù)技術(shù)，涉及重金屬的則可采用固化/穩(wěn)定化（原位）或水泥窯協(xié)同處置（異位）等修復(fù)技術(shù)。綜合分析修復(fù)深度、污染程度可為修復(fù)成本、工期測(cè)算、修復(fù)技術(shù)選擇提供依據(jù)。

圖1 污染物平面分布Fig.1 Plane distribution of pollutants

如圖2 所示，前期調(diào)查表明該焦化場(chǎng)地重金屬以砷污染為主，在地下0～5 m 范圍內(nèi)廣泛分布，污染濃度隨埋深增加而大致降低，鉛污染主要分布于地下0.5～1.5 m 處。焦化場(chǎng)地的重金屬污染主要來(lái)源于煉焦飛灰、鋼冶煉工藝中的原料廢物、成型廢渣等的沉降和灑落。砷在土壤中以無(wú)機(jī)砷酸鹽形態(tài)為主，具有一定的遷移性，經(jīng)土壤微生物還原后形成三價(jià)的亞砷酸鹽，毒性和遷移性增強(qiáng)；而鉛在土壤中以氧化物、磷酸鹽形態(tài)為主，遷移性極低。苯并[a]芘等多環(huán)芳烴在地下0～5 m 范圍內(nèi)均有檢出，前期調(diào)查表明地下1.5 m 處多環(huán)芳烴污染點(diǎn)位較多，污染濃度相對(duì)更高。焦化場(chǎng)地多環(huán)芳烴污染主要來(lái)源于焦油焦塊泄漏、飛灰沉降、油料泄漏和廢渣拋灑。多環(huán)芳烴隨液態(tài)油料在土壤中可以進(jìn)行微弱的機(jī)械遷移，然而由于多環(huán)芳烴類(lèi)物質(zhì)強(qiáng)疏水性，苯環(huán)π 電子交互效應(yīng)等，在土壤礦物和有機(jī)質(zhì)上強(qiáng)吸附高分配，因此遷移性很低。總體來(lái)看，焦化場(chǎng)地重金屬和多環(huán)芳烴污染主要集中在淺層土壤（<2 m），體現(xiàn)了污染泄漏分布特征。

圖2 前期調(diào)查污染分層分布情況Fig.2 Stratified distribution of pollution investigated in the early stage

該焦化場(chǎng)地在修復(fù)前對(duì)地表構(gòu)筑物、建渣、廢物進(jìn)行了清理整平。為精確分析場(chǎng)地污染情況，清理完成后進(jìn)行了10 m×10 m 網(wǎng)格布點(diǎn)下的補(bǔ)充調(diào)查，以GB 36600—2018《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）》第一類(lèi)用地篩選值為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，重金屬和多環(huán)芳烴檢出樣品共計(jì)2 696份，其中2 350 份超標(biāo)，重金屬超標(biāo)占比35.64%，多環(huán)芳烴超標(biāo)占比78.55%，復(fù)合污染超標(biāo)占比18.91%。相較前期調(diào)查，重金屬和復(fù)合污染超標(biāo)區(qū)域占比變化不大，但多環(huán)芳烴超標(biāo)占比明顯下降，意味著經(jīng)補(bǔ)充調(diào)查，確認(rèn)的多環(huán)芳烴污染范圍有所減小。由于多環(huán)芳烴遷移性弱，根據(jù)泰森多邊形或插值法[10]劃分的污染范圍可能偏大[8-9]。

補(bǔ)充調(diào)查污染分層分布情況如圖3 所示。砷污染超標(biāo)土層主要集中于地下0～3 m，鉛污染超標(biāo)土層主要集中于地下0～2 m，且超標(biāo)濃度隨埋深增加明顯降低。地下0～2 m 鉛污染超標(biāo)區(qū)域與地下7～8 m 深度范圍內(nèi)高濃度鉛污染區(qū)域?qū)儆谕徽{(diào)查小區(qū)，位于原料堆場(chǎng)廠址，樣品質(zhì)地為灰色雜填土，因此該處鉛污染可能為原廠廢渣掩埋造成。多環(huán)芳烴在地下0～13 m 均有檢出，但檢出濃度隨埋深增加而降低，超標(biāo)土層集中于地下0～6 m。

圖3 補(bǔ)充調(diào)查重金屬和多環(huán)芳烴污染分布特征Fig.3 Supplementary investigation on the distribution characteristics of heavy metals and polycyclic aromatic hydrocarbons

如圖4 所示，進(jìn)一步對(duì)多環(huán)芳烴檢出深度出現(xiàn)頻數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)檢出深度頻數(shù)呈現(xiàn)明顯的3 級(jí)分布，最高值集中在地下0～1 m，其次為1.5～3 和3～4 m，該分布可能對(duì)應(yīng)了原廠歷史生產(chǎn)排放情況。采樣調(diào)查采用直推式鉆機(jī)以1.5 m 為單次鉆進(jìn)深度，而土芯管端部土壤因管材問(wèn)題往往較少被采集，這是造成3 級(jí)分布的潛在因素。補(bǔ)充調(diào)查階段檢出深度普遍比前期調(diào)查高0.5 m 左右，這反映了地面清理、整平過(guò)程的影響。此外，地下3～6 m 黏土層對(duì)重金屬和多環(huán)芳烴遷移有很強(qiáng)的阻礙作用，造成了地下6 m 以下污染檢出頻數(shù)急劇降低?？傊?，重金屬和多環(huán)芳烴在土壤的污染分布非常淺，聯(lián)用異位修復(fù)技術(shù)具有明顯優(yōu)勢(shì)。

圖4 多環(huán)芳烴檢出深度頻數(shù)Fig.4 Frequency analysis of PAHs detection depth

1.3 復(fù)合污染分析

該焦化污染場(chǎng)地重金屬和多環(huán)芳烴復(fù)合污染樣品檢出468 份，超標(biāo)377 份。對(duì)各污染因子濃度和檢出深度進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果如圖5 所示。復(fù)合污染樣品中，多環(huán)芳烴檢出濃度與檢出深度存在一定的負(fù)相關(guān)性，即檢出濃度隨深度增加而減小。砷與鉛以及3 種多環(huán)芳烴兩兩之間污染濃度分別呈正相關(guān)，但重金屬檢出濃度與檢出深度、多環(huán)芳烴濃度并無(wú)相關(guān)性。這表明本場(chǎng)地重金屬和多環(huán)芳烴2 類(lèi)污染物內(nèi)部同源，互相之間不同源。這種復(fù)合污染因子的分布規(guī)律對(duì)于修復(fù)是有利的，不同源的污染介質(zhì)、載體不同，重金屬與多環(huán)芳烴之間的相互作用是微弱的，意味著可以采用多技術(shù)聯(lián)用修復(fù)，依次處置復(fù)合污染土壤中的多環(huán)芳烴與重金屬。

圖5 復(fù)合污染相關(guān)性分析Fig.5 Correlation analysis of composite pollution

2 聯(lián)用修復(fù)技術(shù)

焦化場(chǎng)地常用的修復(fù)技術(shù)主要有針對(duì)重金屬污染的固化/穩(wěn)定化、水泥窯協(xié)同處置、土壤淋洗技術(shù)，以及針對(duì)有機(jī)污染的熱脫附、生物修復(fù)、化學(xué)氧化和強(qiáng)化多相抽提技術(shù)等[16]。隨著對(duì)修復(fù)周期、能耗成本、修復(fù)效果要求的不斷提高，以上修復(fù)技術(shù)通過(guò)聯(lián)用也得到了延伸和發(fā)展。張淇翔[17]研發(fā)制備了改性生物炭負(fù)載納米零價(jià)鐵激活過(guò)硫酸鹽，實(shí)現(xiàn)寬pH 條件下多環(huán)芳烴污染土壤的化學(xué)氧化修復(fù)，并發(fā)現(xiàn)熱處理聯(lián)用化學(xué)氧化后，改性材料的活化過(guò)硫酸鹽性能提升11%。張海鷗等[18]提出將電動(dòng)修復(fù)與芬頓氧化聯(lián)用，相較單一氧化修復(fù)技術(shù)，聯(lián)用技術(shù)可將多環(huán)芳烴去除率提升6.53%～27.46%。張燦燦等[14]研究發(fā)現(xiàn)，施加對(duì)稱(chēng)電場(chǎng)可使土壤pH 保持在中性范圍，聯(lián)用微生物修復(fù)后可削減負(fù)荷，較單一微生物處理下高環(huán)芳烴去除率提升18.7%。但本研究典型焦化場(chǎng)地重金屬與多環(huán)芳烴復(fù)合污染占比大，涉及重金屬污染土壤的處理量大，以上技術(shù)還需在大規(guī)模工程應(yīng)用中進(jìn)行更多的嘗試。典型焦化污染場(chǎng)地中，各類(lèi)污染因子普遍分布在淺層土壤，高度適用異位修復(fù)手段，達(dá)到修復(fù)徹底、節(jié)省工期的目的。以異位化學(xué)氧化、異位熱脫附為前端修復(fù)技術(shù)，土壤淋洗技術(shù)為過(guò)渡節(jié)點(diǎn)，水泥窯協(xié)同處置為終端處置手段的聯(lián)用修復(fù)應(yīng)運(yùn)而生。

2.1 異位化學(xué)氧化

異位化學(xué)氧化修復(fù)多環(huán)芳烴污染土壤，是將污染土壤清挖轉(zhuǎn)運(yùn)至修復(fù)車(chē)間內(nèi)，再進(jìn)行氧化處理，相對(duì)于其他技術(shù)而言，具有工程實(shí)施簡(jiǎn)便、處理周期短、適用范圍較廣、效果明顯等優(yōu)勢(shì)。國(guó)內(nèi)常用的氧化藥劑為過(guò)硫酸鈉，可以投加Fe(Ⅱ)藥劑或檸檬酸等，起到激活或緩釋的作用。朱煜[19]通過(guò)先后投加1%～3%生石灰、2%過(guò)硫酸鈉、0.5%Fe(Ⅱ)溶液，在pH 為12、含水率為20%～25%條件下實(shí)現(xiàn)了多環(huán)芳烴污染土壤修復(fù)工程應(yīng)用。王琦[20]研發(fā)出一套高壓霧化加藥與土壤篩分拌和聯(lián)動(dòng)的施工方法，優(yōu)化工藝參數(shù)，將施工效率提高37%，成功將多環(huán)芳烴類(lèi)污染場(chǎng)地土壤一次性修復(fù)達(dá)標(biāo)率提高至93%。

2.2 異位熱脫附

異位熱脫附基本原理是通過(guò)直接或者間接加熱，使土壤達(dá)到一定溫度，其中的有機(jī)污染物向氣相轉(zhuǎn)換并揮發(fā)、分離，進(jìn)而通過(guò)尾氣處理系統(tǒng)徹底去除，實(shí)現(xiàn)土壤污染物去除和尾氣達(dá)標(biāo)排放。異位直接熱脫附主要優(yōu)勢(shì)在于處理量大，可達(dá)25 t/h 以上，加熱溫度高，污染物處理徹底，但存在尾氣量大、設(shè)備安裝周期長(zhǎng)的缺點(diǎn)；異位間接熱脫附主要優(yōu)勢(shì)在于大氣二次污染風(fēng)險(xiǎn)小，可處理高濃度有機(jī)污染和黏性介質(zhì)土壤，缺點(diǎn)是處置規(guī)模小，污染不能被徹底去除[21]。和麗萍等[22]通過(guò)中試規(guī)模試驗(yàn)驗(yàn)證了在750 ℃熱處理下，可將黏土介質(zhì)中的多環(huán)芳烴去除率提升至97%。朱瑞利等[23]研究了加熱時(shí)長(zhǎng)對(duì)熱脫附效果的影響，發(fā)現(xiàn)350 ℃加熱條件下，處理1 h，可將高濃度苯并[a]蒽、苯并[b]熒蒽、苯并[a]芘、茚并[1,2,3-cd]芘、二苯并[a,h]蒽污染土壤修復(fù)達(dá)標(biāo)。陳春紅等[24]的研究表明，多環(huán)芳烴的結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單，越利于脫除，并且稠環(huán)多環(huán)芳烴比含C—C 鍵的更容易脫除。

2.3 土壤淋洗

研究發(fā)現(xiàn)重金屬和有機(jī)污染物大多富集于土壤細(xì)顆粒中，土壤淋洗技術(shù)利用此特性將污染土壤分級(jí)篩分，通過(guò)凈水或化學(xué)藥劑對(duì)各粒徑土壤進(jìn)行淋洗，最終粗顆粒表面污染物被洗脫去除，土壤細(xì)顆粒形成泥餅待進(jìn)一步處理[25]。土壤淋洗技術(shù)可作為中間環(huán)節(jié)，與熱脫附、化學(xué)氧化、固化/穩(wěn)定化、電動(dòng)修復(fù)、微生物修復(fù)等技術(shù)聯(lián)用，進(jìn)一步增加土壤污染物去除效果[26]。土壤淋洗適合于快速修復(fù)高濃度重金屬和有機(jī)物污染土壤與沉積物，具有適用范圍廣、見(jiàn)效快、處理容量大、減量化效果明顯的優(yōu)勢(shì)。李爽等[27]利用Triton X-100、SDS、TW80 等組合表面活性劑對(duì)多環(huán)芳烴污染土壤進(jìn)行增溶淋洗，發(fā)現(xiàn)固液比為1∶20，使用Triton X-100/SDS 組合藥劑淋洗效果最佳。目前我國(guó)土壤淋洗設(shè)備可將土壤篩分至75μm，達(dá)到國(guó)際一流水平。廣州某鋼鐵廠項(xiàng)目、遼寧某化工廠項(xiàng)目、西北某鉻鹽廠項(xiàng)目土壤淋洗工程實(shí)踐表明，砂性土壤分離率可達(dá)95%，經(jīng)洗脫后土壤粗顆粒污染物全部達(dá)標(biāo)[26,28-29]。

3 聯(lián)用修復(fù)技術(shù)應(yīng)用實(shí)例

安徽某退役鋼鐵廠焦化污染場(chǎng)地具有明顯的重金屬和多環(huán)芳烴復(fù)合污染特征，檢出復(fù)合污染樣品數(shù)和對(duì)應(yīng)修復(fù)方量占總量的20%左右，污染范圍主要在地下0～6 m，所處地層主要為雜填土層和黏土層，涉及地下水為上層滯水，適用于異位修復(fù)技術(shù)。綜合考慮污染特征和地質(zhì)條件，修復(fù)技術(shù)需滿(mǎn)足的條件為修復(fù)效果好、技術(shù)成熟、修復(fù)風(fēng)險(xiǎn)和影響小、修復(fù)工期短、成本合理。根據(jù)污染特征，單一修復(fù)技術(shù)難以完全處置，且水泥窯消納量有限，成本高。

有研究表明，土壤重金屬與多環(huán)芳烴共沉淀時(shí)多環(huán)芳烴在黏土上的吸附量增加[30]。但本場(chǎng)地復(fù)合污染樣品分布特征和濃度關(guān)系表明，重金屬和多環(huán)芳烴濃度無(wú)相關(guān)性，結(jié)合生產(chǎn)工序歷史，推斷其污染不同源，互相作用的影響較小[31]。因此，選擇異位修復(fù)模式，并采用聯(lián)用修復(fù)技術(shù)：首先采用異位化學(xué)氧化或異位熱脫附技術(shù)，去除以多環(huán)芳烴為代表的土壤有機(jī)污染物[32]；再聯(lián)用土壤淋洗技術(shù)，將土壤進(jìn)一步篩分洗脫，實(shí)現(xiàn)減量化后將含有重金屬的泥餅送水泥窯協(xié)同處置。該技術(shù)具有修復(fù)徹底、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)低、修復(fù)工期短等優(yōu)勢(shì)，適用于如焦化類(lèi)污染且深度普遍在6 m 以?xún)?nèi)的大型復(fù)合污染場(chǎng)地，但該技術(shù)對(duì)于小型污染修復(fù)項(xiàng)目、土質(zhì)多為黏土、污染較深的場(chǎng)地而言設(shè)備投入、管理和土方清挖成本偏高，淋洗減量效果削弱。修復(fù)技術(shù)選擇時(shí)應(yīng)著重考慮對(duì)周邊環(huán)境的影響，包括地下水。由于污染范圍主要處于滯水層，多環(huán)芳烴和重金屬隨水遷移能力弱，土壤清挖施工對(duì)周邊區(qū)域地下水?dāng)_動(dòng)影響小。聯(lián)用修復(fù)技術(shù)路線如圖6 所示。

圖6 聯(lián)用修復(fù)技術(shù)路線Fig.6 Combined repair technical route

3.1 聯(lián)用修復(fù)技術(shù)修復(fù)成效分析

該場(chǎng)地一期工程經(jīng)聯(lián)用修復(fù)技術(shù)修復(fù)的污染土共5.6 萬(wàn)m3，經(jīng)土壤淋洗修復(fù)后，得到土壤粗顆粒2.3 萬(wàn)m3，土壤細(xì)顆粒（泥餅）3.3 萬(wàn)m3。其中土壤粗顆粒經(jīng)檢測(cè)全部達(dá)到修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)，泥餅則送水泥窯協(xié)同處置后達(dá)到修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)。該場(chǎng)地土壤黏粒含量高，但經(jīng)氧化/熱脫附修復(fù)聯(lián)用分級(jí)淋洗后，仍有效去除了多環(huán)芳烴等有機(jī)污染物，并且實(shí)現(xiàn)了約40%的減量化效果。以5.6 萬(wàn)m3復(fù)合污染土為總修復(fù)工程量，對(duì)同類(lèi)型污染場(chǎng)地采用異位熱脫附、異位化學(xué)氧化、土壤淋洗、水泥窯協(xié)同處置及聯(lián)用修復(fù)技術(shù)（多環(huán)芳烴超標(biāo)≤2 倍污染土1.8 萬(wàn)m3，多環(huán)芳烴超標(biāo)>2倍污染土3.8 萬(wàn)m3，淋洗減量40%）進(jìn)行成本分析，結(jié)果如表2 所示。

利用修復(fù)工程已建修復(fù)設(shè)施，聯(lián)用修復(fù)技術(shù)相對(duì)水泥窯協(xié)同處置可節(jié)省11%成本，修復(fù)周期相對(duì)單獨(dú)工藝縮減1/2 以上，表明在典型焦化污染場(chǎng)地，針對(duì)復(fù)合污染區(qū)域聯(lián)用修復(fù)技術(shù)具有明顯優(yōu)勢(shì)。

3.2 聯(lián)用修復(fù)技術(shù)修復(fù)難點(diǎn)解析

（1）工程管理。熱脫附等單獨(dú)修復(fù)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟，但聯(lián)用修復(fù)技術(shù)實(shí)際修復(fù)過(guò)程中各工藝進(jìn)出料的銜接才是保證聯(lián)用工藝流程正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。須通過(guò)優(yōu)化施工部署，保證各工藝環(huán)節(jié)時(shí)刻處于最佳處理狀態(tài)，并詳細(xì)記錄各工藝處理量。

（2）二次污染防治。聯(lián)用修復(fù)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，各修復(fù)過(guò)程同時(shí)進(jìn)行，修復(fù)后土壤須分別堆置，避免交叉污染，隨后進(jìn)行下一環(huán)節(jié)處理。聯(lián)用修復(fù)技術(shù)應(yīng)用增加了場(chǎng)內(nèi)倒運(yùn)負(fù)擔(dān)，應(yīng)避免土壤二次污染。

4 結(jié)論與展望

4.1 結(jié)論

（1）典型焦化污染場(chǎng)地具有明顯的重金屬與多環(huán)芳烴復(fù)合污染特征，但2 類(lèi)污染物相互影響微弱，重金屬主要分布于地下0～3 m，多環(huán)芳烴主要分布于地下0～6 m，該污染特征適合異位修復(fù)方式下的聯(lián)用修復(fù)技術(shù)。

（2）聯(lián)用修復(fù)技術(shù)可完成單一化學(xué)氧化或熱脫附難以完全修復(fù)的復(fù)合污染土壤處置，相較水泥窯協(xié)同處置節(jié)省11%的成本。

（3）聯(lián)用修復(fù)技術(shù)相對(duì)單獨(dú)工藝修復(fù)周期大大縮減，在典型焦化污染場(chǎng)地修復(fù)中具有明顯優(yōu)勢(shì)，但實(shí)踐中仍需克服二次污染防治與工程管理難題。

4.2 展望

（1）污染精細(xì)化調(diào)查。聯(lián)用修復(fù)技術(shù)主要針對(duì)復(fù)合污染土壤，對(duì)污染范圍、污染程度、地質(zhì)土質(zhì)進(jìn)行精細(xì)調(diào)查，有助于細(xì)化修復(fù)范圍，應(yīng)根據(jù)污染類(lèi)型和超標(biāo)程度合理設(shè)計(jì)不同的前端處置技術(shù)，嚴(yán)格把控進(jìn)料土質(zhì)，提高淋洗效率。

（2）持續(xù)發(fā)展淋洗技術(shù)。目前國(guó)內(nèi)常用的淋洗液多為潔凈水，對(duì)土壤重金屬和難溶的有機(jī)物修復(fù)效果不佳。化學(xué)淋洗技術(shù)在鹽分回收、廢水處理和設(shè)備防腐方面存在諸多難點(diǎn)，也造成了成本負(fù)擔(dān)。持續(xù)攻克以上難點(diǎn)，可以提高淋洗技術(shù)的資源化程度，提高對(duì)重金屬等的修復(fù)效率，大幅減輕后端處理負(fù)荷。

（3）開(kāi)展微生物修復(fù)技術(shù)實(shí)例示范。在本研究焦化場(chǎng)地修復(fù)實(shí)例中，淋洗減量化達(dá)到40%左右，但成本降低比例僅為11%，即以土壤淋洗為中心的聯(lián)用技術(shù)仍有30%的成本降低空間。微生物修復(fù)技術(shù)具有成本低、綠色修復(fù)的優(yōu)勢(shì)，而淋洗出料的泥漿可為微生物生長(zhǎng)提供良好的反應(yīng)空間，土壤淋洗與微生物修復(fù)這2 種技術(shù)具有很好的聯(lián)用前景。未來(lái)需為微生物聯(lián)用修復(fù)技術(shù)提供更多示范實(shí)例，發(fā)展配套生物泥漿反應(yīng)器及其輔助強(qiáng)化單元，提高處理能力，降低綜合修復(fù)成本，并探索“土壤淋洗+化學(xué)氧化+生物修復(fù)”多技術(shù)裝備、技術(shù)的商業(yè)化推廣模式。

（4）綜合評(píng)價(jià)體系。目前對(duì)修復(fù)技術(shù)的比選評(píng)價(jià)僅限于技術(shù)可行性和定性的成本效益評(píng)價(jià)。然而，“十四五”規(guī)劃明確提出了“雙碳”目標(biāo)，作為生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目，技術(shù)發(fā)展也應(yīng)得到包括碳足跡評(píng)價(jià)、全生命周期評(píng)價(jià)等的引領(lǐng)，發(fā)展低能耗、低成本、低排放、低二次污染風(fēng)險(xiǎn)的綠色修復(fù)技術(shù)。