广东省重金属污染土壤修复治理存在的问题及对策研究

2021-07-19 09:29李硕
科技研究 2021年9期
关键词:土壤修复土壤污染重金属

摘要:土壤重金属污染是广东省较为突出的环境问题之一。目前重金属污染土壤修复技术选择较少,广东省内已有的重金属污染土壤修复工作以固化稳定化+阻隔填埋、水泥窑协同处置为主。但该部分修复技术无法减除重金属,只能进行污染物的转移,且有施工及再开发利用上的风险,同时具有一定的成本问题及管理问题。基于此,本文概述了广东省土壤重金属污染现状,并从多角度出发提出了解决此类问题的对策。

关键词:土壤污染;重金属;土壤修复;修复治理;处理处置措施

1.广东当前土壤重金属污染现状

如今,土壤重金属污染问题已经变成全球范围内亟待解决的重要问题。随着经济产业的快速发展,各个领域的工业化水平不断提升,重金属容易通过工业的“三废”进入土壤,使得土壤中重金属含量越来越高,对人体健康的负面影响较大(丁琮等,2012)。土壤重金属污染问题变得更加严重。根据《全国土壤污染状况调查公报(2014年)》,土壤重金属污染情况较为严重的是我国南方地区,并且越往南污染程度越严重。广东省作为工业企业较发达的省份,呈现出部分区域的土壤污染物以重金属污染为主,少量以复合型污染为主的空间分布特点。以深圳市为例,深圳土壤中铅、锌、砷、汞等重金属的背景值普遍高于我国其他地区,而在重点企业周围,则为砷、镍、汞、铅、多环芳烃类化合物等主要污染物(深圳市人居环境委员会,2017)。由此可见,如何对各地块中重金属污染的土壤进行合适的修复治理,是一个迫切需要解决的问题。目前广东省内已有一定的探索经验,摸索出较为成熟的技术路线,但是实际应用中仍然存在各种问题,因此需要对目前存在问题进行详细分析,并为未来土壤重金属的修复治理提供一定的对策建议。

2.广东省重金属污染土壤修复治理现状

根据国家原环保部2014年10月第75号公告的附件《污染场地修复技术目录(第一批)》,目前重金属污染的土壤修复技术的选择有原位固化/稳定化技术、异位固化/稳定化技术、阻隔填埋技术、水泥窑协同处置技术、土壤洗脱技术、化学还原(六价铬)、土壤植物修复技术等。根据《广州市工业企业场地土壤污染修复治理技术汇编(2018年版)》进一步对广东省内已有案例的分析指出,目前在广东省内已有的重金属污染土壤修复项目的技术路线以异位固化/稳定化+阻隔填埋技术、水泥窑协同处置技术两种为主。本文对《广东省建设用地土壤污染风险管控和修复名录(2021年3月更新)》中的土壤污染地块项目进行分析,通过网络查询名录中相关项目的风险评估报告、修复技术方案、修复工程招标文件等,可查阅得修复技术的项目共16个,其中不同技术占比如下:

其中砖厂协同处置技术与水泥窑协同处置类似,区别在于成品为烧结砖而非水泥熟料。

由此可见,广东省内重金属污染土壤修复项目技术以固化稳定化+阻隔填埋、水泥窑(砖厂)协同处置两种路线为主的情况属实。前者约占75%,后两者相加约25%。

3.广东省重金属污染土壤修复存在的问题

3.1.固化稳定化/阻隔填埋、水泥窑协同处置技术具有一定的局限性

虽然固化稳定化+阻隔填埋、水泥窑协同处置技术在广东省内应用较广,但这两种技术路线均有一定的局限性:

(一)固化稳定化+阻隔填埋

该种修复方法将重金属矿物化稳定化,以使重金属不再对环境进行释放输出,但这种方法处置过的土壤并不能降低重金属污染物的总量,对于以总量为验收标准的修复项目并不适用;一般需要提前结合规划及地块将来的用途,确定具体的阻隔回填区域,并在后续维护中注意长期地下水环境监控;且需要避免扰动,不利于地块周边的二次开发;对于地块地下基础复杂的地块,工程施工成本较高,防渗难度较高。

(二)水泥窑协同处置技术

该种技术利用已有的水泥回转窑生产线,将污染土壤作为水泥熟料的生产原料,焚烧固化处理污染土壤。但该种修复技术的应用需协调水泥厂并配合其生产计划进行处理处置,且直接受到水泥生产需求以及水泥市场行情波动的影响。同时该种技术耗能较大,排放较大,在处理含水率较高以及热值较低的土壤时能量消耗更高,未来在国家“2030年前二氧化碳排放达峰行动”中面临着受限制的可能。

3.2.土壤重金属污染治理技术成本较高

根据《广州市工业企业场地土壤污染修复治理技术汇编(2018年版)》所示,与其他技术路线相比,该两种技术路线的费用较高,其中固化稳定化+阻隔填埋修复治理重金属污染土壤的综合单价约为1250-1800元/m3,这主要受工程施工条件的影响;水泥窑协同处置技术的综合单价约为900-1200元/m3,这与水泥窑的分布有关,如果修复治理涉及跨市运输,则需要将运费考虑在内。

3.3.土壤环境背景值信息不足

目前重金属污染土壤的修复治理工作的理论基础主要是建立在风险评估上的,但我国土壤环境背景值信息尚不够詳细,直接利用国家已有规范开展风险评估作为修复治疗的工作依据,可能会有较大的偏差,带来过度修复等问题。目前仅有深圳市、韶关市等少数城市成功发布了土壤环境背景值相关地方标准,其他城市尚未完成相关工作,尚不能够满足精细化管理的要求。

4.土壤重金属污染治理问题的应对策略

4.1.加强技术的科研创新

由于固化稳定化/阻隔填埋、水泥窑协同处置技术均具有一定的局限性,一味依赖该两种技术在将来难以为继,因此在未来政府部门应鼓励相关技术的创新,首先要大力发展三废治理、清洁生产以及资源回收利用方面的技术并落地,从源头上阻断重金属污染物进入土壤的可能;同时鼓励高校、科研院所以及有实力的企业加大对重金属污染土壤修复治疗技术的科研创新,特别是注重重金属污染物减量化方面的技术创新(如洗脱等),形成更优的技术路线选择方案,提高行业整体修复水平。

4.2.推行新型土壤修复终端等处理处置格局

目前国内已开始推行土壤修复中心等新型土壤修复处理处置终端,且正在不断进行产业化发展。该种处理处置终端可将零碎的需修复污染土壤集中进行处理处置,为市场提供了除了原位阻隔填埋、水泥窑协同处置以外的污染土壤消纳新去向。广州本地企业的广州环保投资集团公司也于2021年4月进行公开招标,计划进行广州市污染土壤集中治理与资源化利用处置中心(一期)的建设。这种尝试不仅有助于缓解水泥窑的接纳压力,降低能耗,同时可以使得区域整体的土壤修复治理工作效率大大提高。同时国家应将市场作为重金属污染修复治理产业化发展的驱动力量,打造良好市场和营商环境,并加大对产业化的支持力度,使得重金属污染土壤的修复治理走向专业化、产业化(娄伟等,2020年)。

4.3.完善技術体系及监管体系的建设

目前由于固化稳定化/阻隔填埋、水泥窑协同处置技术尚无较好的替代技术,因此该两种土壤修复技术在较长的一段时间内仍然是主流。为保证在修复过程的二次污染防控效果,应加大投入,完善技术体系,对阻隔填埋后回填区域的长期监测要求、污染土壤运输至水泥窑过程中的二次污染防控技术要求。且由于重金属的总量尚无法减少,在修复过程中风险依然存在,应同时加强落实建设用地土壤环境联动监管,对修复治理过程中的污染土壤开挖和转运实行跨部门、跨行业共同联动监管,减少各种人为扰动因素带来的二次污染。

4.4.加大对土壤环境背景值地标建设工作的投入

自2004年4月北京宋家庄地铁站污染中毒事件以来,我国的土壤污染修复行业已发展了将近20年了,已经从粗放式修复治理的阶段过渡到精细化管理、个性化修复的阶段。因此在我国这种土壤环境背景值差异十分巨大的国家,需尽快发展新的污染防治思路,不再以一刀切的参数进行风险评估及制定修复目标值,应在未来尽量考虑现有修复工作思路在相关背景值、时间因素和过度治理等方面的局限性,加大对土壤环境背景值地标建设工作的投入,逐步补充完善相关评价体系(骆永明等,2020年)。只有这样,才能实现降本增效,将土壤污染修复产业带领至新的高度。

结语

我国的“十四五”规划中已经提出,要“有效管控土壤污染风险”,而土壤重金属污染作为土壤污染的主要形式之一,其修复治理的工作质量已经已经成为我国深入打好污染防治攻坚战的关键环节,各方均需参与其中,不断推动土壤重金属污染修复治理发展,从政策、管理、技术、产业化、产学研结合等方面互相促进,并不断加强科研投入,探索出更优的修复治理技术路线。这就需要政府、企业、市场共同努力,不断提高重金属污染治理力度,实现土壤重金属污染治理的产业化发展。同时,从技术层面讲,除稳定化、水泥窑协同处置等技术的应用外,在未来应进一步加强各种新技术的研究与应用,探索新技术的科学应用路径,建立更健全环境治理体系。

参考文献:

[1]丁琮, 陈志良, 李核, 等. 2012. 长株潭地区农业土壤重金属全量与有效态含量的相关分析[J]. 生态环境学报, 21(12): 2002-2006.

[2]深圳市人居环境委员会. 2017. 深圳市土壤污染治理与修复策略规划(2017-2020年).

[3]娄伟,宋典,王琦,肖启学,彭春雷.土壤环境质量标准在工程应用中的局限性分析[J].环境与发展,2020(04):252+254.

[4]骆永明,滕应.中国土壤污染与修复科技研究进展和展望[J/OL].土壤学报:1-8[2020-08-27].http://kns.cnki.net/kcms/detail/32.1119.P.20200617.1115.002.html.

作者简介:李硕(1991-),男,汉,硕士,工程师,研究方向:土壤污染状况调查与风险评估、土壤修复治理。

广东省环境科学研究院 广东 广州 510045

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