場地調(diào)查、風(fēng)險評估與修復(fù)工作流程！
導(dǎo)語
場地污染往往是“看不見的污染”，一旦污染，其修復(fù)既費(fèi)時間又耗費(fèi)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(fù)。
現(xiàn)階段，我國正在全面開展土壤環(huán)境詳查工作，2020年將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(fù)鋪墊基礎(chǔ)。這可是“十四五”環(huán)保產(chǎn)業(yè)的重要熱點(diǎn)哦！
我國土壤修復(fù)的難點(diǎn)在于開發(fā)符合我國國情的調(diào)查和修復(fù)技術(shù)體系，重點(diǎn)在于場地調(diào)查的全面性、風(fēng)險評估的準(zhǔn)確性、修復(fù)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(lǐng)域開展組織開展“土壤專項”。污染預(yù)防和風(fēng)險控制也是我國土壤污染防止攻堅戰(zhàn)的核心任務(wù)。
01 場地調(diào)查 場地調(diào)查，分為初步調(diào)查和詳細(xì)調(diào)查兩個階段。實(shí)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(guān)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(shí)已搜集到的資料，了解污染現(xiàn)狀，包括周邊敏感點(diǎn)等；人員訪問是為了進(jìn)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，最后形成初步調(diào)查報告和詳細(xì)調(diào)查報告。
如果缺乏細(xì)致的場地調(diào)查數(shù)據(jù)，復(fù)雜場地的修復(fù)效果可能收效甚微。目前美國場地調(diào)查先進(jìn)技術(shù)包括概念模型、土壤采樣統(tǒng)計學(xué)、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(xué)、場地修復(fù)地質(zhì)學(xué)、水文學(xué)和環(huán)境生物分子診斷等。
本節(jié)側(cè)重介紹一下地球物理方法，包括探地雷達(dá)、高密度電法、感應(yīng)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(diǎn)和點(diǎn)之間的結(jié)果的關(guān)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(diǎn)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(shí)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(dá)法及感應(yīng)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(zhǔn)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(fù)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(yīng)急調(diào)查中也可以發(fā)揮巨大的作用，例如探地雷達(dá)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。也必須看到，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(zhǔn)確率均有待提高。
02 風(fēng)險評估 場地風(fēng)險評估，主要是指健康風(fēng)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(fù)目標(biāo)，支撐法規(guī)為《污染場地風(fēng)險評估技術(shù)導(dǎo)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(fēng)險評估制度。
風(fēng)險評估，第一步是危害識別，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(fēng)險篩選值的指標(biāo)開展風(fēng)險評估工作，一般選取各關(guān)注污染物最大值進(jìn)行風(fēng)險計算。
第二步，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(fēng)險評估技術(shù)導(dǎo)則》（HJ25.3-2014）的要求及方法進(jìn)行各種暴露途徑的暴露量計算。
、
第三步，毒性評估。毒性評估是在危害識別的基礎(chǔ)上，分析關(guān)注污染物對人體健康的危害效應(yīng)，包括致癌效應(yīng)和非致癌效應(yīng)，確定與關(guān)注污染物相關(guān)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(fēng)險評估技術(shù)導(dǎo)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(fēng)險表征。在暴露評估及毒性評估的基礎(chǔ)上，根據(jù)《污染場地風(fēng)險評估技術(shù)導(dǎo)則》（HJ 25.3-2014）中風(fēng)險表征的相關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行污染物各種暴露途徑的致癌及非致癌風(fēng)險計算，并進(jìn)行不確定性分析。風(fēng)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(chǔ)科學(xué)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(fēng)險評估最后需要確定土壤和地下水中哪些污染物的致癌風(fēng)險和危害指數(shù)超過人體可接受水平，確定風(fēng)險控制值，進(jìn)而確定修復(fù)目標(biāo)。
風(fēng)險評估目前存在的普遍問題，主要包括缺乏準(zhǔn)確、可信的定量風(fēng)險評價軟件，以及一系列復(fù)雜模型的應(yīng)用經(jīng)驗，缺少針對我國的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，難點(diǎn)仍然是參數(shù)的確定。
03 場地修復(fù)
場地污染修復(fù)，通常分為重金屬污染修復(fù)、有機(jī)污染修復(fù)、礦山修復(fù)、復(fù)合型修復(fù)四類。
Part 1|重金屬污染修復(fù) 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(fù)技術(shù)都是圍繞“轉(zhuǎn)換或轉(zhuǎn)移”這一核心路徑來進(jìn)行的。目前，重金屬污染的修復(fù)主要有兩種途徑：第一，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；第二，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(dá)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(jī)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(jī)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(fù)項目較為集中。在此，需要著重強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)， 2014年國家啟動重金屬污染耕地修復(fù)研究，旨在通過加強(qiáng)耕地質(zhì)量建設(shè)和污染修復(fù)治理，實(shí)現(xiàn)重金屬污染耕地的糧食達(dá)標(biāo)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(fù)”與環(huán)保意義上的土壤重金屬修復(fù)稍有差異！ Part 2|有機(jī)污染修復(fù) 有機(jī)污染修復(fù)，一般通過以下四種途徑來減小土壤有機(jī)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(jī)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。 Part 3|礦山修復(fù) 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(dāng)，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(diǎn)，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(fù)單獨(dú)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(yán)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(fù)即對礦業(yè)廢棄地污染進(jìn)行修復(fù)，實(shí)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(fù)和污染治理為主。礦山污染修復(fù)受地形地貌、氣候特征、水文條件、土壤物理化學(xué)生物特征、表土條件、潛在污染等因素的制約，因此，修復(fù)技術(shù)和實(shí)施方案的選擇需要考慮各因素的影響。 礦山修復(fù)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(fù)，礦山水資源的修復(fù)以及微生物修復(fù)措施。 目前植物修復(fù)在處理礦山土壤污染技術(shù)上被認(rèn)為最有前景的技術(shù)之一。植物修復(fù)是利用一些抗逆性強(qiáng)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(jìn)行正常代謝，從而達(dá)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(diǎn)。按照修復(fù)過程及作用機(jī)理，植物修復(fù)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(dá)到修復(fù)礦山的目的。 02修復(fù)技術(shù) 我國土壤污染情況復(fù)雜，很多地塊由于產(chǎn)業(yè)類型的不斷變革存在復(fù)合污染情形。當(dāng)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(shí)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(jìn)行修復(fù)。實(shí)際上影響修復(fù)成功的因素除了技術(shù)的選擇還有很多關(guān)鍵的因素，包括場地條件、污染現(xiàn)狀、修復(fù)時間、有效的修復(fù)藥劑、高效和適宜的修復(fù)設(shè)備、投資和成本控制，以及專業(yè)性團(tuán)隊。
土壤有機(jī)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(jī)污染物的特性（化學(xué)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(jī)質(zhì)含量、氧化還原電位、水分含量、pH、離子交換能力）。
綜上，場地污染防控技術(shù)是一門涉及多學(xué)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(jìn)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(fù)合污染，當(dāng)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(fù)技術(shù)組合應(yīng)用。