場地調(diào)查、風險評估與修復工作流程！

導語：場地污染往往是“看不見的污染”，一旦污染，其修復既費時間又耗費大量資金。土壤污染防治攻堅戰(zhàn)的戰(zhàn)斗核心依然是污染修復。

現(xiàn)階段，我國正在全 面開展土壤環(huán)境詳查工作，逐步建立疑似污染地塊和污染地塊清單，為我國大規(guī)模污染地塊修復鋪墊基礎。這可是“十四五”環(huán)保產(chǎn)業(yè)的重要熱點哦！

我國土壤修復的難點在于開發(fā)符合我國國情的調(diào)查和修復技術(shù)體系，重 點在于場地調(diào)查的全 面性、風險評估的準確性、修復技術(shù)的可靠性。

從2018年開始國家科技部圍繞場地污染的多個領域開展組織開展“土壤專項”。污染預防和風險控制也是我國土壤污染防止攻堅戰(zhàn)的核心任務。

01場地調(diào)查

場地調(diào)查是場地修復成功的基礎，不合適的概念模型是導致修復失敗的主要原因。在場地調(diào)查中，較準確地確定污染源、污染擴散途徑、污染物分布和受體關系，才能制定更經(jīng)濟有效的修復方案。現(xiàn)階段我國場地污染調(diào)查階段投入的人力和資金往往十分不足，存在較為嚴重的重修復輕調(diào)查現(xiàn)象。

場地調(diào)查，分為初步調(diào)查和詳細調(diào)查兩個階段。實施步驟一般包括資料搜集、現(xiàn)場踏勘、人員訪談、初步采樣分析等。搜集場地有關文件、歷史檔案、照片等資料，有助于了解場地污染的歷史情況；現(xiàn)場踏勘目的在于核實已搜集到的資料，了解污染現(xiàn)狀，包括周邊敏感點等；人員訪問是為了進一步考證已有資料。而后，制定采樣計劃并現(xiàn)場采樣，分析整理監(jiān)測結(jié)果，后形成初步調(diào)查報告和詳細調(diào)查報告。

圖1 某退役煉廠場地調(diào)查工作程序

如果缺乏細致的場地調(diào)查數(shù)據(jù)，復雜場地的修復效果可能收效甚微。目前美國場地調(diào)查先進技術(shù)包括概念模型、土壤采樣統(tǒng)計學、地下水采樣及監(jiān)測井優(yōu)化、三元現(xiàn)場決策法、基于決策的場地調(diào)查、高精度技術(shù)、環(huán)境法醫(yī)學、場地修復地質(zhì)學、水文學和環(huán)境生物分子診斷等。

圖2 某化工廠初步污染概念模型圖

本節(jié)側(cè)重介紹一下地球物理方法，包括探地雷達、高密度電法、感應電磁法、微地震法等。

傳統(tǒng)的調(diào)查方式是透過有限的鉆孔取樣或MIP來推測可能的分布情況，通過點和點之間的結(jié)果的關聯(lián)來推估污染分布的范圍、深度等信息；地球物理探勘方法是透過非破壞性的方式，對地底下的填埋物和地層構(gòu)造做量測，除了不須鉆孔的特點之外，還能透過大范圍的量測得到連續(xù)性的剖面數(shù)據(jù)。這些傳統(tǒng)的探礦方法用于場地環(huán)境調(diào)查可以實現(xiàn)：

01 查明工作區(qū)地下管線平面位置、走向、埋深等基本情況；

02 結(jié)合高密度電阻率法，探地雷達法及感應電磁法可以有效的初步查清土壤污染羽，垂直分布范圍及深度等信息，確定可能的高濃度污染物區(qū)域；

03 通過高密度電阻率法結(jié)果能準確分辨出地表附近地層結(jié)構(gòu)以及潛水面的位置；

04 利用微地震和大地電阻法可以探測深層污染的分布，如石油開發(fā)對地下水環(huán)境的影響等。在現(xiàn)場資料缺失的條件下，能有效的避開地下管線，提高現(xiàn)場施工安 全性和鉆孔取樣效率；對于復雜大面積場地可以協(xié)助提高調(diào)查效率，降低調(diào)查成本。

此外，在城市應急調(diào)查中也可以發(fā)揮巨大的作用，例如探地雷達可以掃面的形式圈定整個油品疑似泄露區(qū)，迅速探測泄露油品的分布范圍及深度。也須看到，地球物理方法屬于間接測量，且受多種因素的影響，其結(jié)果的解譯除了需要專業(yè)軟件和知識的支撐，還需要豐富的經(jīng)驗，因此目前其使用率和準確率均有待提高。

02風險評估

場地風險評估，主要是指健康風險評估，是估算地塊污染對人體健康影響的方法體系，從而合理確定修復目標，支撐法規(guī)為《污染場地風險評估技術(shù)導則》（HJ 25.3-2014），其評估程序見下圖。我國尚缺乏針對自然環(huán)境的生態(tài)風險評估制度。

圖3 風險評估工作程序

一步 , 危害識別，即根據(jù)上一階段場地調(diào)查結(jié)論，對地塊內(nèi)土壤樣品、地下水樣品中超過項目風險篩選值的指標開展風險評估工作，一般選取各關注污染物大值進行風險計算。

二步，暴露評估，包括暴露途徑和暴露量的計算。根據(jù)業(yè)主提供的規(guī)劃資料，確定評估地塊是否屬于敏感用地，地塊內(nèi)淺層地下水未來是否作為飲用水；根據(jù)暴露情景和暴露途徑分析結(jié)果，按照《污染場地風險評估技術(shù)導則》（HJ25.3-2014）的要求及方法進行各種暴露途徑的暴露量計算。

圖4 土壤中污染物暴露途徑

圖5 地下水中污染物暴露途徑

第三步，毒性評估。毒性評估是在危害識別的基礎上，分析關注污染物對人體健康的危害效應，包括致癌效應和非致癌效應，確定與關注污染物相關的參數(shù)，包括參考劑量、參考濃度、致癌斜率因子和呼吸吸入單位致癌因子等。而后，根據(jù)《污染場地風險評估技術(shù)導則》（HJ 25.3-2014）及 HERA 軟件確定項目污染物的毒性參數(shù)和理化參數(shù)。

第四步，風險表征。在暴露評估及毒性評估的基礎上，根據(jù)《污染場地風險評估技術(shù)導則》（HJ 25.3-2014）中風險表征的相關技術(shù)要求進行污染物各種暴露途徑的致癌及非致癌風險計算，并進行不確定性分析。風險表征過程中涉及的主要參數(shù)包括：暴露參數(shù)、土壤理化性質(zhì)參數(shù)、空氣特征參數(shù)、建筑物參數(shù)、污染物濃度等。受基礎科學發(fā)展水平、時間及資料等限制，不確定性分析一般包括暴露途徑的不確定性和評估參數(shù)的不確定性分析。

風險評估后需要確定土壤和地下水中哪些污染物的致癌風險和危害指數(shù)超過人體可接受水平，確定風險控制值，進而確定修復目標。

風險評估目前存在的普遍問題，主要包括缺乏準確、可信的定量風險評價軟件，以及一系列復雜模型的應用經(jīng)驗，缺少針對我國的基礎數(shù)據(jù)，難點仍然是參數(shù)的確定。

03場地修復

場地調(diào)查和風險評估，是為了后形成較為科學、有效的場地修復方案，提高場地修復成效。

01污染類型

場地污染修復，通常分為重金屬污染修復、有機污染修復、礦山修復、復合型修復四類。

Part 1|重金屬污染修復

重金屬污染土壤元素不能被降解，只會發(fā)生形態(tài)的變化和遷移。因此，各種修復技術(shù)都是圍繞“轉(zhuǎn)換或轉(zhuǎn)移”這一核心路徑來進行的。目前，重金屬污染的修復主要有兩種途徑：一，改變重金屬的存在狀態(tài)，降低其活性，使其鈍化，脫離食物鏈，減小其毒性；二，利用特殊植物或微生物吸收土壤中的重金屬，然后將該植物除去或用工程技術(shù)將重金屬變?yōu)榭扇軕B(tài)、游離態(tài)，再經(jīng)過淋洗，然后收集淋洗液中的重金屬，從而達到回收重金屬和減少土壤中重金屬的雙重目的。土壤重金屬一般有五種存在形態(tài)：可交換態(tài)、碳酸鹽態(tài)、鐵錳氧化態(tài)、有機質(zhì)和硫化物態(tài)和殘渣態(tài)，其生物有效性受土壤質(zhì)地、有機質(zhì)、pH、氧化還原電位以及粘土礦物等因素影響。

江西作為傳統(tǒng)的有色金屬和農(nóng)業(yè)大省，農(nóng)田重金屬修復項目較為集中。在此，需要著重強調(diào)一點， 2014年國家啟動重金屬污染耕地修復研究，旨在通過加強耕地質(zhì)量建設和污染修復治理，實現(xiàn)重金屬污染耕地的糧食達標生產(chǎn)，確保國家糧食安 全和人民群眾“舌尖上的安 全”。因此，彼農(nóng)業(yè)部“農(nóng)田重金屬修復”與環(huán)保意義上的土壤重金屬修復稍有差異！

Part 2|有機污染修復

有機污染修復，一般通過以下四種途徑來減小土壤有機污染物對環(huán)境、人體或其他生物體的危害：降低土壤中既有有機污染物的濃度、固定污染物、轉(zhuǎn)化為低毒或無毒物質(zhì)、阻斷污染物在生態(tài)系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)移途徑。

土壤有機污染物在土壤中的環(huán)境行為主要包括吸附、解吸、揮發(fā)、淋濾、降解殘留、生物富集等。主要影響因素包括有機污染物的特性（化學特性、水溶解度、揮發(fā)性、蒸汽壓、吸附特性、光穩(wěn)定性、生物可降解性和毒性等）、環(huán)境特性（溫度、日照、降雨、濕度、灌溉方式和耕作方式等）、土壤特性（土壤類型、有機質(zhì)含量、氧化還原電位、水分含量、pH、離子交換能力）。

Part 3|礦山修復

我國有色金屬尾礦產(chǎn)量巨大。江西更是我國有色金屬開采和冶煉主要省份，代表性礦種有銅、鎢、稀土等。開采原礦和對產(chǎn)生的尾礦處理不當，容易造成環(huán)境污染問題及潰壩現(xiàn)象，多種重金屬污染物（鉻、砷、鎘、鉛、鋅、錳等）會滲透到土壤中，且可能引起人工性泥石流，同時這些尾礦還具有養(yǎng)分貧乏等特點，破壞原來的生態(tài)環(huán)境，植被無法存活。典型的兩種有色金屬尾礦包括鉛鋅尾礦和銅尾礦。本文之所以把礦山修復單獨作為一類場地，是因為其對環(huán)境的破壞除了重金屬污染，一般都還伴隨著嚴重的生態(tài)破壞，有些還夾雜著其它污染，如稀土開采除了對地表植被產(chǎn)生破壞，還會造成高氨氮尾水排放和一定程度的重金屬污染；鎢的開采則產(chǎn)生含砷鎢渣形成危廢。

礦山修復即對礦業(yè)廢棄地污染進行修復，實現(xiàn)對土地資源的再次利用。礦業(yè)廢棄地多以重金屬污染和礦山酸性排水污染為主，治理內(nèi)容以生態(tài)修復和污染治理為主。礦山污染修復受地形地貌、氣候特征、水文條件、土壤物理化學生物特征、表土條件、潛在污染等因素的制約，因此，修復技術(shù)和實施方案的選擇需要考慮各因素的影響。

礦山修復措施，常見的有邊坡、尾礦的治理，土壤基層改良，礦山重金屬污染的植物修復，礦山水資源的修復以及微生物修復措施。

目前植物修復在處理礦山土壤污染技術(shù)上被認為有前景的技術(shù)之一。植物修復是利用一些抗逆性強的植物及其自身的生理特性，從環(huán)境中富集一種或多種有毒有害物質(zhì)，并在其體內(nèi)進行正常代謝，從而達到去除環(huán)境中污染物效果的方法，具有原位，成本低，無破壞性等優(yōu)點。按照修復過程及作用機理，植物修復技術(shù)又可分為植物提取、植物固定、植物揮發(fā)和植物過濾。目前研究較多的是植物提取，即利用植物根系吸收富集土壤中的重金屬，并經(jīng)一系列的生理生化作用，繼而轉(zhuǎn)移到植物莖葉，通過收割莖葉及根系，達到修復礦山的目的。

02修復技術(shù)

我國土壤污染情況復雜，很多地塊由于產(chǎn)業(yè)類型的不斷變革存在復合污染情形。當前，我國主要污染地塊分為重污染企業(yè)用地、工業(yè)廢棄地、工業(yè)園區(qū)污染地塊、固體廢物集中處理處置場地、采油區(qū)、采礦區(qū)、污染耕地等類型，也可簡單地歸納為城市污染場地、農(nóng)村污染耕地和采礦/采油區(qū)。在實際中，往往污染物不止一種，故常以多技術(shù)聯(lián)用的方式進行修復。實際上影響修復成功的因素除了技術(shù)的選擇還有很多關鍵的因素，包括場地條件、污染現(xiàn)狀、修復時間、有效的修復藥劑、高 效和適宜的修復設備、投資和成本控制，以及專業(yè)性團隊。

綜上，場地污染防控技術(shù)是一門涉及多學科，與歷史污染作戰(zhàn)的技術(shù)體系，下圖對場地污染防控技術(shù)進行了歸納。從污染物深度分類，可以分為土壤污染、地下水污染和復合污染，當然地下水污染往往伴隨有土壤污染。單一技術(shù)的研究已相對成熟，目前研究較多的是兩種及以上的修復技術(shù)組合應用。