某多氯联苯污染地块土壤修复技术筛选与工程应用研究

龚成云

（安徽尊科时代环境科技有限公司，安徽 合肥 230088）

1 前言

多氯联苯（PCBs）具有难降解性、生物毒性（致癌性、生殖毒性、神经毒性、干扰内分泌系统）、生物蓄积性、远距离迁移性等危害特性，是首批被列入《关于持久性有机物的斯德哥尔摩公约》（“POPs公约”）控制的12种持久性有机污染物之一[1]。我国自1965年开始生产多氯联苯（PCBs），主要在西安、桂林、苏州等地生产，其中三氯联苯主要用于电力电容器浸渍剂，五氯联苯用于油漆添加剂等。另外，我国引进的电力设备中还带进约6 000吨多氯联苯（PCBs），因此在我国境内使用的多氯联苯（PCBs）总量约为16 000吨，这构成我国多氯联苯（PCBs）的主要污染源。

目前，在政府的大力推动和企业的积极配合下，地面以上封存的含PCBs电力设备已基本处置完毕，但是由于历史原因，一部分含PCBs电力设备尚埋藏于地面以下，这些电力设备一般埋藏时间较长，存在较大的泄露风险，必须及时回收清理并进行无害化处置[2]。

本项目采用现场调查、物探定位调查、钻探验证、钻孔取样分析、水文地质调查和土壤污染范围调查等措施[3]，确定了封存点的大致方位，采集了周围的土壤样品进行实验室分析，并对封存点区域的PCBs污染状况开展详细的调查评估，从而明确了土壤污染的范围与程度。

2 地块污染特征

多氯联苯含量超过50 mg/kg的土壤为重污染土壤；含量低于50 mg/kg，且具有多氯联苯浸出毒性的土壤为轻污染土壤，含量低于50 mg/kg，大于0.1 mg/kg，但不具备多氯联苯浸出毒性的土壤为其他污染土壤。

2.1 重污染土壤量估算

重污染土壤清挖量约为18 m3，土壤密度按照1.5 t/m3估算，重量为27吨。重污染土壤清挖范围和深度如图1和图2所示。

图1 重污染土壤清理范围平面示意图

图2 重污染土壤清理范围剖面示意图

2.2 轻污染土壤量估算

这部分土壤主要是多氯联苯含量低于50 mg/kg，大于0.1 mg/kg，且具备多氯联苯浸出毒性的污染土壤，轻污染土壤清挖量为80 m3，约为120吨。轻污染土壤清挖范围和深度如图3和图4所示。

图3 轻污染土壤清挖区域平面示意图

图4 轻污染土壤清挖区域深度示意图

2.3 其他污染土壤量估算

这部分土壤主要是多氯联苯 含量低于50 mg/kg，大于0.1 mg/kg，但不具备多氯联苯浸出毒性的污染土壤。其他污染土壤清挖量为50 m3，约为75吨。其他污染土壤清挖深度如图5所示。

图5 其他污染土壤清挖区域深度示意图

3 土壤修复技术路线

参照《含多氯联苯废物污染控制标准》（GB 13015-2017）[4]中“适用范围”内容“多氯联苯含量小于50 mg/kg的废物按照一般工业固体废物进行无害化管理”。因此，将本项目中多氯联苯含量小于50 mg/kg的污染土壤参照《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB 16889-2008）[5]中一般工业固体废物，将其送入生活垃圾填埋场进行处理后，填入生活垃圾填埋场处理；因《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB 16889-2008）[5]中对入场废物无PCBs浓度要求，故本项目中多氯联苯含量小于50 mg/kg的污染土壤可直接填入生活垃圾填埋场。

考虑到部分土壤中的多氯联苯具有浸出性，为避免可能的潜在环境风险和管理风险，本项目对需处理的多氯联苯含量小于50 mg/kg的污染土壤进行精细化管理，结合调查阶段采样检测结果，将多氯联苯含量小于50 mg/kg的污染土壤划分为有浸出和无浸出两类，并在现场施工过程中，将以上两类土壤分别按不同浓度进行堆放，便于施工和管理。

针对以上两类土壤，对于无浸出的多氯联苯污染土壤可直接填入生活垃圾填埋场；对有多氯联苯浸出的污染土壤，处理至浸出达标后再填入生活垃圾填埋场[6]。在进行安全填埋时，要求多氯联苯含量小于50 mg/kg 的土壤经治理修复工艺处理后，检测结果需满足进入生活垃圾填埋场的要求，即按照《固体废物 浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》（HJ/T 299-2007）[7]，制备的浸出液中多氯联苯质量浓度低于检出限0.5 μg/L，含水率小于30%，方可进入生活垃圾填埋场，与生活垃圾分区填埋处理。

4 土壤修复技术比选

根据前期调查监测结果，本次清理的土壤全部为低浓度多氯联苯污染土壤（浓度＜50 mg/kg），本项目根据现有成熟的处理处置措施，并结合各方因素，筛选出切实可行的无害化处置技术，总体上分为以下几大类：（1）物理修复技术：如封存法、填埋法、玻化法、吸附和萃取法等；（2）化学修复技术：如氢化法、化学氧化法、化学还原法、热脱附法、固化稳定化法等；（3）生物修复技术：如好氧生物降解、厌氧生物还原脱氯、连续厌氧-好氧生物降解等[6]。

每种修复技术都存在优点和局限性，本项目结合本次处理的污染土壤中的污染物浓度、场地特征等信息进行综合考虑，针对本项目中PCBs浓度小于50 mg/kg的污染土壤，筛选所列的修复技术：（1）玻化法为新近发展的治理技术，其治理效果有待评估，且受土壤组分影响大，因此不建议采用；（2）吸附萃取法仅适用于水体，因此不采用；（3）化学氧化法中的氯解法虽对药剂混匀度有一定要求，但技术成熟且已经工业化，因此建议采用；（4）阻隔填埋法适用于低浓度PCBs污染土壤的处置，经济、技术、管理规范均符合要求，建议采用；（5）热脱附法处理低浓度污染土壤效果不佳，采用该方法处理低浓度且量少的PCBs污染土壤成本过高，缺乏经济性，因此不建议采用；（6）微生物法技术不成熟，不建议采用；（7）因找不到接收污染物的水泥窑，因此不建议采用水泥窑处理方式；（8）固化/稳定化处理技术虽然在处理高污染土壤时存在一定缺陷，但可用于低浓度污染土壤的处理，且处理后的土壤可进行资源化利用，因此建议采用。

5 土壤修复方案设计

本项目根据修复方案比选结果，针对多氯联苯总量为50 mg/kg以下，且有浸出毒性的污染土壤采用“化学氧化+固化稳定化+阻隔填埋”的组合修复技术路线；针对PCBs总量为50 mg/kg以下且无浸出毒性的土壤采用“固化稳定化+阻隔填埋”的组合修复技术路线。

5.1 化 学氧化法

本项目由于修复土方量小、土壤污染浓度低，并遵循安全、无二次污染的治理原则，所以采用H2O2、微纳铁和过硫酸钠试剂作为本项目的修复药剂。首先，使用H2O2降低土壤中的有机质含量，减少土壤有机质对过硫酸钠产生的羟基自由基的消耗，从而增强过硫酸钠的处理效果；同时使用微纳铁活化过硫酸钠，提升过硫酸钠生成羟基自由基的速度和数量，提高过硫酸钠对多氯联苯污染物的处理效率。

5.2 固化/稳定化

采用固化/稳定化处置设备进行处置，处置后的土放置在堆放场进行养护。实施固化/稳定化工序后采样检测验收。

5.3 阻隔填埋法

待通过验收后，在某生活垃圾填埋场进行安全填埋。

6 修复工程实施过程

6.1 化学氧化作业

本项目采用的化学氧化药剂为过硫酸盐，通过小试试验，确定过硫酸盐质量添加比为1.6%，多氯联苯含量低于50 mg/kg，且有多氯联苯浸出土壤为80 m3，土壤密度按1.5 吨/m3计算，添加过硫酸盐2吨。过硫酸盐的添加使用ALLU斗进行，添加过硫酸盐后的污染土壤添加水至土壤含水率饱和，在潮湿环境中使药剂和土壤进行反应。

6.2 固化/稳定化作业

污染土壤的固化/稳定化流程为污染土壤与固化药剂混合→加水养护→装袋成型。固化/稳定化药剂为水泥，添加比为35%，水泥总用量为70吨。水泥与污染土壤使用ALLU设备进行混合，混合体通过人工添加水，并使用挖机进行搅拌，搅拌混匀后的土壤装入吨袋。装入吨袋的固化土壤堆放于修复施工作业区，上部采用雨布进行遮盖。

6.3 固化土壤暂存

为避免固化后土壤受到雨水冲淋等造成二次污染，将固化后的土壤暂存于平房和新建的活动板房内。

7 结语

本项目依据《含多氯联苯废物污染控制标准》（GB 13015-2017）[4]、《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB 16889-2008）[5]的相关要求，将生活垃圾填埋场作为含量小于50 mg/kg的多氯联苯污染土壤的最终处置去向。

本项目为避免可能的潜在环境风险和管理风险，对修复工程进行精细化管理，将含量小于50 mg/kg的多氯联苯污染土壤划分为有浸出和无浸出两部分，结合修复技术筛选，以上两类土壤处理处置措施如下：（1）对多氯联苯无浸出的污染土壤，经固化/稳定化处理后填入生活垃圾填埋场；（2）对多氯联苯有浸出的污染土壤，经化学氧化和固化/稳定化处理至浸出达标后，填入生活垃圾填埋场。