學術前沿 | 工業(yè)場地重金屬污染土壤治理現狀與展望
【谷騰環(huán)保網訊】【摘要】我國工業(yè)場地土壤重金屬尤其是多金屬復合污染形勢嚴峻。其治理目前仍存在場地污染環(huán)境調查精度不足、標準體系有待完善、概念模型準確性較差、修復和風險管控技術的長效性較差、部分修復技術引起污染擴散等一系列問題?;谝陨蠁栴}分析,本文提出了以下解決思路,主要包括:明晰地下水系統污染物生物地球化學過程,從土水協同的整體視角看待場地修復與風險管控;針對實際場地陰陽離子復合、多陽離子復合等復雜的多金屬污染特征,根據場地特征精準開發(fā)風險評估工具;研發(fā)適合復雜污染體系的新型多金屬穩(wěn)定化材料;完善評價其長效性的人工加速老化方法并開展長期監(jiān)測,構建長效穩(wěn)定性評估指標體系;強化“調查評估—修復/風險管控—安全回用后期監(jiān)管”的全流程管理體系,加快完善相關技術標準或指南。
【關鍵詞】工業(yè)場地;場地環(huán)境調查;風險評估;修復;風險管控;長效性
我國工業(yè)場地土壤污染嚴重。2014年發(fā)布的《全國土壤污染狀況調查公報》顯示,在重污染企業(yè)及周邊用地、工業(yè)廢棄地、工業(yè)園區(qū)、固體廢物集中處理處置場地、采礦區(qū)等工業(yè)相關典型地塊和周邊土壤,污染超標點位占比分別為36.3%、34.9%、29.4%、21.3%和33.4%,其中重金屬污染尤為突出,涉及的主要重金屬類型包括鎘、鉛、銅、砷、鋅、汞、鉻等[1]。工業(yè)場地重金屬污染很大一部分為歷史遺留問題,來源于工業(yè)化進程與城市化進程在發(fā)展上的高度耦合。近年來,隨著國家產業(yè)結構的調整和環(huán)保政策的多輪優(yōu)化,工廠企業(yè)“退城入園”和工業(yè)企業(yè)搬遷場地的修復、開發(fā)、再利用已成為潮流。目前,我國工業(yè)場地存在地塊多、安全管理缺乏、修復工作起步慢、技術體系與管理框架不成熟等問題[2],這導致早年間露天堆放、隨意排污等現象屢見不鮮[3-4],嚴重威脅工業(yè)場地周邊生態(tài)環(huán)境和人居環(huán)境。本文梳理對比了現有主流工業(yè)場地修復與風險管控技術的優(yōu)劣,分析水泥窯協同處置、固化工業(yè)場地穩(wěn)定化等熱點技術的優(yōu)勢與存在的問題,并從我國現階段重金屬污染場地治理的可能短板出發(fā),探討未來發(fā)展機遇。
調查與風險評估:問題與挑戰(zhàn)
場地環(huán)境調查
開展場地環(huán)境調查是進行土壤和地下水污染修復的基礎。“十三五”以來,我國逐步形成了土壤污染調查方法和技術體系,但仍存在調查精度不足、標準不完善等問題,難以滿足精準修復的需求。
在場地環(huán)境調查方面,很多場地由于污染歷史復雜、難以溯源,調查針對性不足。我國很多工業(yè)場地的生產歷史比較悠久,過去的粗放式管理導致場地土壤多金屬污染,存在污染責任難劃分、調查針對性不足等問題。通常認為土壤中重金屬(除六價鉻等含氧酸根陰離子外)遷移性較差,因此污染多集中在表層,但很多場地重金屬污染深度卻能夠達到10m以上[5],對于此類污染難以制定針對性的調查方案。此外,監(jiān)管部門、場地業(yè)主、從業(yè)人員對場地生產歷史和污染物的關聯性認識不足。
調查精度的欠缺以及對于土壤污染空間異質性缺乏深入的認識等導致調查結果不足以支撐后續(xù)修復工作。土壤污染具有很強的空間異質性。目前場地環(huán)境調查通常按照《建設用地土壤污染風險管控和修復監(jiān)測技術導則》(HJ 25.2—2019)所規(guī)定的一般不大于40m×40m的網格密度進行采樣,但在一些場地的實際調查工作中發(fā)現,即使是采用這個密度,樣品代表性也可能難以保障[6]?;谟邢尥寥傈c位調查結果形成的空間差值無法準確刻畫污染邊界,增加了后續(xù)修復的工作量和修復效果的不確定性。和有機污染物相比,重金屬(除六價鉻外)在土壤中的遷移轉化更加緩慢,該問題更為突出。
重金屬總量與浸出標準存在差異,導致場地概念模型不夠準確?!锻寥拉h(huán)境質量 建設用地土壤污染風險管控標準(試行)》(GB 36600—2018)規(guī)定的土壤中重金屬總量限值是場地調查的重要參考依據。然而,土壤中重金屬的有效態(tài)含量在調查過程中常常被忽略,導致場地概念模型構建不準確,無法很好的為重金屬污染修復和管控技術的選擇提供支撐。
場地風險評估
場地風險評估是連接地塊環(huán)境調查與修復/風險管控之間的橋梁。風險評估結果直接影響后期的修復治理決策。風險評估理論主要發(fā)源于國外的修復治理實踐,將其應用于中國的治理實踐,尚存在不少問題[7]。首先,我國和西方的風險暴露途徑和方式存在差異,不能照搬歐美國家的風險評估模型和參數。比如在居住用地中, 歐美的住所以別墅為主,而中國以高層建筑為主,這導致居民活動的土壤污染風險暴露途徑存在很大差異。獨戶住宅的前后院是典型的土壤暴露途徑,而對于高層居住來說,城市公共游憩空間是主要的暴露途徑[9]。因此,需要進一步構建本土化的風險評估經驗模型和推薦值,以實現精細化的風險評估。此外,我國存在一些特殊地質條件(如巖溶環(huán)境),地下水污染物遷移轉化及其風險評估具有很大的不確定性。巖溶地區(qū)占我國國土面積的1/3左右,同時也是我國礦產資源豐富的地區(qū)[10]。長期的礦山開采活動對巖溶地區(qū)的土壤和地下水造成嚴重的污染問題。相關研究表明,集中補水和含水層的非均質性是地下水污染的主要驅動因素[11],能夠將污染物傳輸到碳酸鹽巖含水層[12]。巖溶地區(qū)地下水水流及溶質運移模擬不確定性是影響評估結果的一大因素[13]??傮w來說,目前國內專門針對巖溶地區(qū)地下水污染的風險評估模型與方法仍十分缺乏。
主流修復與風險管控技術分析
主流修復技術
土壤淋洗修復技術是指向污染土層區(qū)域施加能促進污染物溶解或遷移的淋洗液,通過水力壓頭推進淋洗液穿過污染土壤,利用多相分配原理將土壤中的污染物轉移或置換到淋洗液中,再對淋洗液中的污染物進行回收處理[14]。采用淋洗技術需要選取恰當的淋洗劑,目前常用的淋洗劑有水、無機淋洗劑、螯合劑、表面活性劑等[15]。土壤淋洗修復技術具有修復效率高、周期短、工藝簡單方便、可操作性強、能夠與其他修復技術聯用等優(yōu)點,但同時也存在一定的局限性。其局限性主要體現在,土壤淋洗技術對黏土等低滲透性的土壤修復效果不佳,應用難度較大[16];土壤中淋洗劑殘留可能造成土壤和地下水的次生環(huán)境污染;淋洗劑價格通常比較昂貴[17]。因此該技術主要適用于大粒徑污染土壤。
化學還原技術主要是通過向污染場地中加入還原性物質,通過還原、吸附、沉淀等過程將毒性高的重金屬污染物轉化為低毒性的價態(tài)形式。該技術修復效果好,處理效率高,修復成本相對較低[18-19],但實際場地污染狀況、水文地質條件等因素可能會顯著影響該技術的修復效果。以六價鉻污染為例,化學還原修復技術將場地中毒性高、溶解性強的六價鉻還原成毒性低、溶解性小的三價鉻,進而達到去除或降低場地中六價鉻毒害性的目的。由于六價鉻氧化還原體系電動勢隨著pH升高而顯著降低,堿性環(huán)境下六價鉻難以被還原[20-21]。因此篩選還原劑和調查污染場地情況是化學還原修復技術應用前的必要準備。
水泥窯協同處置技術是指利用水泥燒成系統的熱工環(huán)境和廢氣處理設備,在生產水泥熟料的同時對污染土壤進行焚燒固化[22]。水泥窯協同處置是修復污染土壤的重要技術之一,有助于實現廢棄資源的合理化利用。水泥窯協同處置具有技術成熟、適用范圍廣、處置量大、資源化利用程度高等優(yōu)點[23]。但值得注意的是,污染土壤摻量與污染物類型應受到嚴格控制,在水泥窯的焚燒過程中必須保證煙塵和水泥的質量符合國家相關標準[24]。另外,考慮到水泥窯并不能真正降解重金屬污染物,使用水泥窯技術處置重金屬污染土壤實質上是對高濃度的污染土壤進行稀釋,仍存在污染擴散的風險。
主流風險管控技術
固化/穩(wěn)定化(Solidification/Stabilization, S/S)技術是通過添加固化或穩(wěn)定化材料降低危險廢物或土壤中有害物質的釋放,進而抑制有害物質遷移,降低其環(huán)境風險的風險管控技術。傳統的固化/穩(wěn)定化技術強調短時間內的高修復效果和實用性(包括成本低、工藝簡單、對各種污染物適用性強等優(yōu)點),但忽略了土壤修復的長期有效性和實用性。最常見的固化材料為硅酸鹽水泥(Portland Cement, PC),其固化作用主要是通過水泥水化反應形成不溶凝膠固體來包裹重金屬[25]。與此同時,水泥能夠提高土壤pH,進而通過形成沉淀來抑制重金屬的遷移。然而,固化后水泥在土壤干濕沉降、酸雨、凍融等作用下存在水化產物分解、產生毛細多孔結構,造成結構強度下降等問題,進而導致固化后土壤重金屬離子的解吸和釋放,最終降低固化后土壤重金屬的長效穩(wěn)定性[25-26]。此外,水泥的生產使用過程產生了大量的二氧化碳,加重了全球變暖趨勢。針對固化技術,亟需開發(fā)兼具高效能與長效性、低成本、可持續(xù)的綠色修復材料。除此之外,盡管固化技術存在操作簡單、周期短、固化效率高等優(yōu)點,但固化后土壤難以用于農林種植,且固化技術存在修復后土壤重金屬長效穩(wěn)定性差、占用體積大、對含有機污染物的復雜重金屬污染工業(yè)場地修復效率差等缺點。這使得固化技術的應用率逐年下降,取而代之,穩(wěn)定化逐漸衍生為近年來研究與應用最為廣泛采用的風險管控技術。
穩(wěn)定化技術通過加入化學穩(wěn)定劑誘導重金屬的化學反應(沉淀、表面沉淀、共沉淀、離子交換、表面吸附等),進而抑制其遷移性。在穩(wěn)定化過程中,僅關注重金屬可遷移性的變化,而不考慮作用后土體的力學性能。常見穩(wěn)定化材料有石灰、磷酸鹽、黏土礦物、多孔炭等[27]。穩(wěn)定化材料的低劑量投加不會顯著影響土壤的物理結構,因此穩(wěn)定化作用的土壤尤其適合回用作以綠化用地為主要目的的工業(yè)場地風險管控。與固化作用相似的是,穩(wěn)定化技術并沒有將重金屬從土壤中移除,因此對穩(wěn)定化作用后的土壤開展長期監(jiān)測、合理評判重金屬的長期遷移淋溶風險是必要的。
除了化學穩(wěn)定化作用外,植物穩(wěn)定化(phytostabilization)在科學研究領域也逐漸受到了人們的關注。通過植物根系誘導的沉淀、絡合等作用,實現重金屬在根際圈的固定[28]。該技術目前尚停留在理論研究和小規(guī)模實驗層面,未得到大規(guī)模工程應用。
現有技術路線:問題與思考
水泥窯協同處置
水泥窯協同處置技術起源于20世紀70年代,相關技術工藝較為成熟,目前已在許多國家得到了推廣和應用[29]。盡管我國水泥窯協同處置技術起步較晚,但從產能和規(guī)模來看,均呈現出高速增長的態(tài)勢,尤其在重金屬土壤污染治理方面。由于重金屬污染的持久性和不可逆性,水泥窯協同處置技術已逐漸成為近幾年主流的修復技術之一[30],這與我國行業(yè)缺口較大密切相關。許多地區(qū)處置容量不足,處理成本有限,而水泥窯協同處置技術依托現有水泥廠設備即可實現無害化處置[31],解決了很多地區(qū)環(huán)境管理部門的“燃眉之急”。此外,隨著近年來我國對于循環(huán)經濟的倡導和發(fā)展,大力推動城市廢棄物的協同處置,并陸續(xù)出臺了許多政策、標準來支持鼓勵水泥窯協同處置技術的發(fā)展,越來越多的水泥行業(yè)企業(yè)開始從基礎原材料產業(yè)向環(huán)保多功能產業(yè)轉型,直接導致了水泥窯協同處置產業(yè)產能的增長。這些市場需求的增加及利好政策的釋放,有效推動了水泥窯行業(yè)的擴張與發(fā)展。
誠然,水泥窯協同處置技術可以解決很多我們目前所面臨的“短痛”,但其在土壤重金屬污染治理方面的長期有效性仍值得我們進一步思考和探究。不同于有機固廢的協同處置,污染土壤中的重金屬經水泥窯協同處置后通常僅被固定,其濃度由于其他原料的投加而降低,但總量不變,并隨產品運送至不同地區(qū),其本質為一個重金屬稀釋排放的過程。加之部分地區(qū)對于入窯重金屬缺乏有效監(jiān)管,多數企業(yè)的粗放式管理使得其難以有效監(jiān)控熟料中的重金屬濃度,容易造成污染擴散。這樣的協同處置過程不僅僅造成了污染的轉移和延伸,更對人體健康和生態(tài)環(huán)境帶來了更大的危害。此外,這些含有重金屬的水泥產品在較長時間尺度內的穩(wěn)定性仍待考量和驗證。如何在確保當代人居環(huán)境風險可控的情況下保障代際公平,解決“短痛”的同時避免“長痛”,可能是未來重金屬污染土壤治理過程中值得關注的問題。
固化與穩(wěn)定化對比
如前文所述,盡管人們經常將固化作用與穩(wěn)定化作用混為一談,但二者使用材料不同、作用機理存在差異,針對工業(yè)場地重金屬的風險管控也各有利弊。值得注意的一個現象是:國外修復市場更為常用的是以傳統水泥基材料為主的固化技術,而國內修復市場正大力推動穩(wěn)定化技術[32]。對于固化技術,其最大的優(yōu)勢在于水泥基材料亦或堿激發(fā)火山灰類材料,通過物理包埋、化學沉淀等機理實現土壤污染物的長期穩(wěn)定包封。國外長達數十年的固化現場實驗結果表明,傳統的水泥基材料盡管會發(fā)生一定程度的開裂,導致水分、空氣進入固化體內部破壞無機高分子長鏈結構,但仍能夠在較長時間尺度內實現多金屬的協同鈍化,保證重金屬浸出濃度維持在可接受范圍內[33]。穩(wěn)定化技術一般情況下不會顯著改變土壤理化結構,這使其特別適用于污染農田土壤的風險管控。對于工業(yè)場地的風險管控,化學穩(wěn)定化材料往往通過沉淀、絡合、離子交換等作用實現污染物的鈍化,但這些穩(wěn)定化作用的長效性仍值得商榷。相比于密實的固化體,松散的穩(wěn)定化結構更容易暴露在環(huán)境中,受多種要素的作用。紫外光照、降雨淋溶、生物分解等老化過程會使穩(wěn)定化材料關鍵作用基團溶出,導致重金屬重新活化[34]。一些現場實驗結果表明,石灰類、生物炭類、磷灰石類穩(wěn)定化材料的作用年限往往局限于幾年[35-36],穩(wěn)定化作用是否能維持較長時間尺度的可靠性仍待驗證。除此之外,固化或穩(wěn)定化技術的選取需要綜合考量回用用途。固化土壤具有優(yōu)良的力學強度,穩(wěn)定化土壤具有良好的“土壤健康”(soil health)狀態(tài)。因此,固化技術更適用于路基、建筑用地回填等回用用途,而穩(wěn)定化技術更適用于回用作綠化用地等用途。
未來發(fā)展機遇
從土水協同的整體視角看待場地修復與風險管控
針對工業(yè)場地開展修復與風險管控,需要認識到土壤與地下水的連通性。最典型的情形就是在降雨浸瀝作用下,表層土壤中的重金屬從固相遷移至土壤液相,隨即在包氣帶遷移,并最終進入潛水[37-38]?,F有的場地修復過程往往將土壤與地下水的修復割裂開來,這種修復模式忽略了重金屬的跨界輸移過程,不利于較長時間尺度內環(huán)境風險的降低。未來場地重金屬修復的一個新思路是:從“地下水系統”尺度出發(fā),深入理解場地地層主控礦物作用下重金屬的固—液分配行為,明晰污染物在表層土—包氣帶—潛水之間的遷移過程,結合污染場地特異性條件、構建有針對性的土壤—地下水污染風險協同管控與長效修復方案。隨著儀器分析技術的進步,借助穩(wěn)定同位素技術和同步輻射等先進表征技術探究場地修復過程中污染物的平衡/非平衡分餾過程、污染物的絡合—解絡合反應機理等系列生物地球化學過程,為重金屬污染物的土水協同防治提供全新思路。
針對性進行復合污染及生物有效性的精準風險評估
風險評估是污染場地再利用的重要環(huán)節(jié)。實際的城市污染場地往往存在陰陽離子復合、多陽離子復合等復雜的多金屬污染特征,如電鍍與金屬加工制造場地存在的六價鉻-鉛鎘銅等陰陽離子復合污染,鋼鐵冶煉場地存在的鉛鎳鋅鎘等多陽離子復合污染,有色金屬采選冶煉場地存在的砷為主伴隨鎘汞鉛等多陽離子復合污染等?,F有研究發(fā)現,傳統的重金屬生物有效性評價方法體系,如DTPA、CaCl2等化學提取法,梯度擴散薄膜等原位擴散法,生物檢驗法等鑒定機理、適用對象與影響因素存在較大差異[39]。生物有效性的概念本身也存在模糊性,部分研究將人體有效性、植物有效性與重金屬浸出濃度混為一談。這些傳統方法針對特定場地土壤條件、不同多金屬污染類型的適用性亟待驗證。除此之外,需要結合特定場地中污染物的實際遷移過程與暴露途徑,充分認識到風險評估的場地特異性,從而避免將現有風險分析工具生搬硬套。
研發(fā)新型多金屬穩(wěn)定化材料
近年來,針對新型重金屬穩(wěn)定化材料的研究快速增長,但是大多數已有研究專注于單金屬或陽離子型雙金屬。由于重金屬之間的離子半徑、水合能各不相同,部分重金屬離子往往優(yōu)先占據了穩(wěn)定化材料表面的有效固定點位,使得剩余重金屬離子的鈍化效率顯著降低。如何在新型材料的穩(wěn)定化過程中克服多金屬離子之間的交互作用,從而實現多金屬離子協同高效鈍化是一個重要技術難點。此外,金屬陰陽離子的固定機理存在差異,鉻砷等陰離子通常需要通過氧化還原、表面絡合、晶格包裹實現鈍化[40],而鉛鎘等陽離子通常最有效的鈍化方式是沉淀作用[41]。因此,如何提高穩(wěn)定化材料同步鈍化金屬陰陽離子的效率,是多金屬穩(wěn)定化材料研究的主要方向之一。在場地環(huán)境中,受到降雨沖刷、干濕循環(huán)、微生物作用、紫外光照射等自然因素的影響,穩(wěn)定化材料表面電荷、官能團、孔隙發(fā)育、晶體結構等理化性質會發(fā)生變化(老化)。多金屬元素由于沉淀溶解、氧化還原、解絡合、靜電排斥等作用,重新活化并造成潛在的環(huán)境風險。長效穩(wěn)定化材料的研發(fā)可以從如下四個層面入手(圖1)。
晶格穩(wěn)定性。典型陰陽離子復合污染土壤中,砷、鉻等含氧酸根陰離子由于與土壤膠體電性相同而產生靜電互斥,具有高遷移性。傳統修復材料往往通過提升土壤pH實現陽離子鈍化,但卻增強了土壤與陰離子的靜電斥力,導致砷、鉻遷移性增加。因此,設計強化砷、鉻等陰離子固定、協同金屬陽離子有效鈍化的新型材料,不能單純通過提升pH、促進表面沉淀與靜電吸附等發(fā)生在材料表面的化學行為實現鈍化,而是需要針對不同重金屬離子靶向設計相對應的活性作用基團,將陰、陽離子通過氧化還原、吸附沉淀等作用有效包封在材料內部晶格中,從而實現長效穩(wěn)定化。
抗侵蝕性能。在酸性侵蝕地區(qū),酸性降水導致土壤陽離子重金屬活化、穩(wěn)定化材料關鍵基團溶解,從而導致穩(wěn)定化失效。在這種情形下,通過利用酸性條件穩(wěn)定的含鐵硫酸鹽礦物、具有高pH緩沖能力的2∶1黏土礦物等材料實現多金屬的協同穩(wěn)定化。
抗裂隙能力。土壤的干濕、凍融過程會造成土壤宏觀結構的開裂,同時也不可避免地導致土壤團聚體的破壞(微裂隙)。應對這種情形造成的穩(wěn)定化失效,可以借鑒新型抗裂隙水泥的作用機理,以具有延展性能力的物質(如高吸水樹脂等)作為基體合成功能化材料。
長效緩釋性能。針對城市綠化用地自然長期風雨暴露、重金屬持續(xù)零散溶出、基質匱乏、材料老化失效、及時治理難的問題,需要研發(fā)能夠將關鍵作用基團緩慢釋放的功能化材料,利用微生物的長期作用實現長效修復。
進行長效穩(wěn)定性預測與評估技術開發(fā)
目前,對于工業(yè)場地的重金屬污染土壤治理,往往只考慮短時間內的污染修復或風險管控效果,而對長效穩(wěn)定性缺乏精準預測和系統評估,其最終表現為近年來頻發(fā)的修復場地后的次生環(huán)境污染事件。如何保障治理手段的長期有效性,提升修復或風險管控過程的凈環(huán)境效益已成為國內外污染場地治理關注的重點和研究趨勢。基于此,未來對于長效穩(wěn)定性的預測和評估工作可以考慮從以下幾個角度入手。一是完善人工加速老化方法,開展多要素耦合協同研究,研發(fā)基于物理—化學微氣候調節(jié)、亦或生物—化學微生態(tài)調控的定量加速老化方法(見圖2)。受場地回用等諸多客觀因素的限制,我國前期大量治理后尤其是修復后的工業(yè)場地未能開展幾十年的長期監(jiān)控,重金屬在場地條件下老化的原始數據缺失,因而利用人工加速老化方法來模擬評估場地的長效穩(wěn)定性在目前研究中尤為普遍。而現有加速老化研究往往僅關注溫度變化、凍融循環(huán)、降雨干濕循環(huán)、化學氧化等單一過程的作用,忽視多因素協同老化作用。此外,模擬評估通常以定性老化方法為主,缺乏定量老化手段,對不同場地的指導意義相對有限。二是開展長期監(jiān)測,特別是針對修復或管控方案存在制度控制或工程控制的工業(yè)場地,應對其土壤、地下水等定期取樣檢測;對于采取風險管控的地塊,應定期對其工程措施的完整性進行檢查;監(jiān)測周期的選擇應與回用途徑密切相關,必要時可以延長整個項目的壽命周期,杜絕“毒地開發(fā)”等事件的發(fā)生。三是加速構建長效穩(wěn)定性評估指標體系。對于實際的工業(yè)污染場地,其長期穩(wěn)定性受到環(huán)境因素、場地特征等多方面因素的影響。鑒于此,應充分挖掘耦合人工加速老化和實際長期監(jiān)測的數據結果,篩選關鍵影響因子,探究不同因子間關聯效應(見圖2),并選取典型重金屬污染場地(如電鍍、鋼鐵冶煉等),進而構建可復制推廣的長效穩(wěn)定性評估體系。
構建全流程管理體系
對于我國工業(yè)場地重金屬污染土壤的管理,應強化“調查評估—修復/風險管控—安全回用后期監(jiān)管”的全流程管理體系,加快完善出臺相關技術標準或指南。如對安全回用后場地的長期監(jiān)管體系,我國尚無明確的指南標準,這使得部分監(jiān)管處在空白階段,難以對具體工作展開指導。而對于已經出臺的相關技術指南或標準,應及時更新完善。針對不同污染類型、不同治理技術的系列標準,應增強具體內容的針對性和精細化程度,提高相關技術標準或指南的有效性。對于全流程管理體系中的各個監(jiān)管部門,應充分加強部門間的協調與合作,建立科學的管理審批和信息共享流程,提高監(jiān)管和工作效率。此外,當地生態(tài)環(huán)境部門應及時對場地進行公開公示,適時開展相關科普交流活動,幫助普通民眾樹立正確認知,降低周邊民眾的心理隔閡,減少或避免“鄰避效應”的產生,保障生態(tài)環(huán)境與和諧社會建設的相輔相成。
*基金項目:國家自然科學基金面上項目“汞砷鎘復合污染農田土壤生物地球化學過程及風險阻抗機理研究(42077118)”;科技部國家重點研發(fā)計劃“場地土壤多金屬污染長效穩(wěn)定修復功能材料制備(2020YFC1808000)”
【作者簡介】
侯德義:清華大學環(huán)境學院長聘副教授,本文通訊作者;
張凱凱:清華大學環(huán)境學院博士后;
胡 瑩:清華大學環(huán)境學院博士后;
王劉瑋:清華大學環(huán)境學院博士研究生;
宋易南:清華大學環(huán)境學院博士研究生;
金遠亮:清華大學環(huán)境學院博士研究生;
宗汶靜:清華大學環(huán)境學院碩士研究生
參考文獻
[1]全國土壤污染狀況調查公報[EB/OL]. 2014-04-17. /foot/site1/20140417/782bcb88840814ba158d01.pdf.
[2]陳夢舫. 我國工業(yè)污染場地土壤與地下水重金屬修復技術綜述[J]. 中國科學院院刊, 2014, 29(3): 327-335.
[3]HOU Y, ZHANG T. Evaluation of major polluting accidents in China—Results and perspectives[J]. Journal of Hazardous Materials, 2009, 168(2-3): 670-673.
[4]GAO Y, XIA J. Chromium Contamination Accident in China: Viewing Environment Policy of China[J]. Environmental Science and Technology, 2011, 45(20): 8605-8606.
[5]YANG S, FENG W, WANG S, et al. Farmland heavy metals can migrate to deep soil at a regional scale: A case study on a wastewater-irrigated area in China[J]. Environmental Pollution, 2021, 281: 116977.
[6]姜林, 梁競, 鐘茂生, 等. 復雜污染場地的風險管理挑戰(zhàn)及應對[J]. 環(huán)境科學研究, 2021, 34(2): 458-467.
[7]王超, 李輝林, 胡清. 我國土壤環(huán)境的風險評估技術分析與展望[J]. 生態(tài)毒理學報, 2021, 16(1): 28-42.
[8]ZHONG M S, JIANG L. Refining health risk assessment by incorporating site-specific background concentration and bioaccessibility data of Nickel in soil[J]. Science of the Total Environment, 2017, 581: 866-873.
[9]JIN Y, O' CONNOR D, OK Y S, et al. Assessment of sources of heavy metals in soil and dust at children's playgrounds in Beijing using GIS and multivariate statistical analysis[J]. Environment International, 2019, 124: 320-328.
[10]JIANG Z, LIAN Y, QIN X. Rocky desertification in Southwest China: Impacts, causes, and restoration[J]. Earth-Science Reviews, 2014, 132: 1-12.
[11]ANDREO B, GOLDSCHEIDER N, VADILLO I, et al. Karst groundwater protection: First application of a Pan-European Approach to vulnerability, hazard and risk mapping in the Sierra de Libar (Southern Spain)[J]. Science of the Total Environment, 2006, 357(1-3): 54-73.
[12]HARTMANN A, JASECHKO S, GLEESON T, et al. Risk of groundwater contamination widely underestimated because of fast flow into aquifers[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2021, 118(20): e2024492118.
[13]FIORI A, BELLIN A, CVETKOVIC V, et al. Stochastic modeling of solute transport in aquifers: From heterogeneity acterization to risk analysis[J]. Water Resources Research, 2015, 51(8): 6622-6648.
[14]周建軍, 周桔, 馮仁國. 我國土壤重金屬污染現狀及治理戰(zhàn)略[J]. 中國科學院院刊, 2014, 29(3): 315-320.
[15]葉萌. 土壤重金屬污染修復及淋洗技術研究[J]. 中國資源綜合利用, 2021, 39(5): 144-146.
[16]DERMONT G, BERGERON M, MERCIER G, et al. Soil washing for metal removal: a review of physical/chemical technologies and field applications[J]. Journal of Hazardous Materials, 2008, 152(1): 1-31.
[17]王泓博, 茍文賢, 吳玉清, 等. 重金屬污染土壤修復研究進展:原理與技術[J]. 生態(tài)學雜志, 2021, 40(8): 2277-2288.
[18]LIU L, LI W, SONG W, et al. Remediation techniques for heavy metal-contaminated soils: Principles and applicability[J]. Science of the Total Environment, 2018, 633: 206-219.
[19]VOGAN J, FOCHT R, CLARK D, et al. Performance evaluation of a permeable reactive barrier for remediation of dissolved chlorinated solvents in groundwater[J]. Journal of Hazardous Materials, 1999, 68(1-2): 97-108.
[20]WU Q, ZHAO J, QIN G, et al. Photocatalytic reduction of Cr(VI) with TiO2 film under visible light[J]. Applied Catalysis B: Environmental, 2013, 142-143: 142-148.
[21]CHEN J, CHEN R, HONG M. Influence of pH on hexavalent omium reduction by Fe(II) and sulfide compounds[J]. Water Science and Technology, 2015, 72(1): 22-28.
[22]張振. 重金屬污染土壤修復技術研究[J]. 科技風, 2021, (15): 136-138.
[23]鄧旭. 我國水泥窯協同處置廢物的現狀與建議[J]. 中小企業(yè)管理與科技(下旬刊), 2021(8): 158-159.
[24]洪甜蜜. 水泥窯協同處置危險廢物技術現狀與發(fā)展趨勢[J]. 環(huán)境與發(fā)展, 2019, 31(3): 72-73.
[25]CHEN Q Y, TYRER M, HILLS C D, et al. Immobilisation of heavy metal in cement-based solidification/stabilisation: a review[J]. Waste Management, 2009, 29(1): 390-403.
[26]CONTESSI S, CALGARO L, DALCONI M C, et al. Stabilization of lead contaminated soil with traditional and alternative binders[J]. J Hazard Mater, 2020, 382: 120990.
[27]WANG L, RINKLEBE J, TACK F M G, et al. A review of green remediation strategies for heavy metal contaminated soil[J]. Soil Use and Management, 2021: 1-28 (early access).
[28]WANG L, HOU D, SHEN Z, et al. Field trials of phytomining and phytoremediation: A critical review of influencing factors and effects of additives[J]. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 2020, 50(24): 2724-2774.
[29]YANG L, ZHENG M, ZHAO Y, et al. Unintentional persistent organic pollutants in cement kilns co-processing solid wastes[J]. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2019, 182: 109373.
[30]LI Y Q, WANG H Z, ZHANG J, et al. A feasibility study on co-processing of soil contaminated with heavy metals in cement kilns[J]. Applied Mechanics and Materials, 2015, 768: C135-141.
[31]孫紹鋒, 蔣文博, 郭瑞, 等. 水泥窯協同處置危險廢物管理與技術進展研究[J]. 環(huán)境保護, 2015, 43(1): 41-44.
[32]宋云, 李培中, 郝潤琴. 我國土壤固化/穩(wěn)定化技術應用現狀及建議[J]. 環(huán)境保護, 2015, 43(15): 28-33.
[33]WANG F, WANG H, AL-TABBAA A. Leachability and heavy metal speciation of 17-year old stabilised/solidified contaminated site soils[J]. Journal of Hazardous Materials, 2014, 278: 144-151.
[34]WANG L, O'CONNOR D, RINKLEBE J, et al. Bio aging: mechanisms, physicochemical changes, assessment, and implications for field applications[J]. Environmental Science and Technology, 2020, 54(23): 14797-14814.
[35]CUI H, FAN Y, FANG G, et al. Leachability, availability and bioaccessibility of Cu and Cd in a contaminated soil treated with apatite, lime and coal: A five-year field experiment[J]. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2016, 134: 148-155.
[36]SUI F, ZUO J, CHEN D, et al. Bio effects on uptake of cadmium and lead by wheat in relation to annual precipitation: a 3-year field study[J]. Environmental Science and Pollution Research, 2018, 25(4): 3368-3377.
[37]谷慶寶, 馬福俊, 張倩, 等. 污染場地固化/穩(wěn)定化修復的評價方法與標準[J]. 環(huán)境科學研究, 2017, 30(5): 755-764.
[38]CHEN G, ZENG G, DU C, et al. Transfer of heavy metals from compost to red soil and groundwater under simulated rainfall conditions[J]. Journal of Hazardous Materials, 2010, 181(1-3): 211-216.
[39]ADAMO P, AGRELLI D, ZAMPELLA M. Chemical speciation to assess bioavailability, bioaccessibility and geochemical forms of potentially toxic metals(PTMs) in polluted soils. 2018: 153-194.
[40]KOMARE M, VANEK A, ETTLER V. Chemical stabilization of metals and arsenic in contaminated soils using oxides - A review[J]. Environmental Pollution, 2013, 172(6): 9-22.
[41]PALANSOORIYA K N, SHAHEEN S M, CHEN S S, et al. Soil amendments for immobilization of potentially toxic elements in contaminated soils: A critical review[J]. Environment International, 2020, 134: 105046.
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網”