污染场地修复技术筛选方法及应用论文_曹源

河北省水文工程地质勘查院 河北 石家庄 050021

摘要:污染场地修复是污染场地管理的重要环节,全面了解污染场地修复技术的筛选程序,对于在中国开展污染场地的修复与管理工作具有重要意义。

关键词:污染场地;修复技术;筛选方法

一、修复技术筛选体系

修复技术筛选包括初筛和详细评价两个部分,初筛是指根据目标污染物确定潜在可用的修复技术,详细评价则是根据筛选指标体系进行评价,对待选修复技术进行排序,确定各种修复技术的适用性。

1、修复技术初筛

修复技术初筛是从大量的备选修复技术中选出潜在可用的修复技术,为修复技术详细评价提供比较对象。修复技术初筛一般根据目标污染物适用性及修复介质来确定备选的修复技术,常见污染物适用的主要修复技术见表1。

表1常见污染物适用的修复技术统计

1)√表示该修复技术适用,×表示不适用,?表示尚不确定

2、修复技术筛选指标

选取修复技术筛选指标时应尽量采用能反映修复技术应用状况、易于赋值的指标,以提高决策过程的客观性。本研究选取技术、环境和经济这3类因素构建修复技术筛选指标体系(图1),根据相应信息对各项评价指标赋值(表2)。各项评价指标中,修复时间和修复费用主要参考国内外已完成的修复案例。利益方偏好主要考虑场地周边居民对修复过程产生干扰的可接受性、政府及业主对技术实施的态度,该指标的赋值通过问卷调查方式确定。环境扰动考虑修复时对水环境、大气、声环境和生态环境等方面产生的不利影响,通过理想最小扰动(待选修复技术各方面扰动最小情景)与待选技术之间的对比确定;技术可行性主要考虑技术适用的场地特征,包括土壤理化特性、污染介质特征和地质条件因素及其他限制条件;技术成熟度主要依据美国超级基金1982~2011年间完成修复的场地中各种技术的应用数量进行赋值;资源负担主要考虑能耗和原材料价格。

采用层次分析法确定技术成熟度、技术可行性、修复时间、总费用、资源需求、环境扰动和利益方偏好指标的权重分别为0.08、0.08、0.24、0.36、0.04、

1、0.1,层次分析法计算结果见表3。

3、基于可拓理论的修复技术详细评价

3.1可拓评价模型的构建

在污染场地土壤及地下水修复技术评价中考虑了7项因子,修复技术筛选指标中各指标的赋值分为五级。在修复技术评价中一般依据评价值按等间距划分评价等级,在该过程中存在一定程度的人为因素干扰。对于某一种特定的修复技术而言,需要判断7项因子与不同等级修复技术的相关性,修复技术筛选评价时需判断某个修复技术属于多个集合(五级)的程度,在该过程中存在一定的模糊性。根据国内外文献调研,以物元理论、可拓集合、关联函数为基础的可拓理论是解决该问题的有效方法,在前期研究基础上,本研究利用可拓理论来进行修复技术筛选评价。与定量赋值方法(如加权加和法、层次分析法)相比,基于可拓理论的评价方法既可得出待评价修复技术中各项因子与标准物元模型中各等级修复技术中相应因子的相关性,也可评价待评价修复技术与各等级修复技术的相关性。依据可拓学理论,建立标准物元模型为:

二、污染场地修复技术筛选案例研究

1、污染场地资料的收集与检测

某化工厂搬迁后,该场地被规划为经济适用房项目建设用地,由于开发商项目工程期短,所以要求尽快修复。经现场调查和检测,土壤中含有四丁基锡、邻苯二甲酸二辛酯、滴滴涕和重金属铅、镉等大量有害化学物质,污染物分布较为均匀,且主要集中在表层土壤。

2、修复技术初筛

根据场地的调查检测情况,该污染场地主要污染物为重金属和有机物,可采用的修复技术主要有异位固化/稳定化技术、异位土壤洗脱技术、水泥窑协同处置技术、原位固化/稳定化技术、土壤植物修复技术、土壤阻隔填埋技术。由于厂家急需,要求尽快修复,所以尽量选择异位修复性技术,因此排除土壤植物修复技术和原位固化/稳定化技术。初步筛选得到的修复技术为异位固化/稳定化技术(A1)、异位土壤洗脱技术(A2)、水泥窑协同处置技术(A3)和土壤阻隔填埋技术(A4)。

3、修复技术评价排序

根据修复技术评价矩阵,得到上述4个修复技术的评价集:异位固化/稳定化技术评价集B1=(5,4,5,3,3,5,5);异位土壤洗脱技术评价集B2=(4,3,5,2,4,5,4);水泥窑协同处置技术评价集B3=(4,3,5,4,4,5,5);

土壤阻隔填埋技术评价集B4=(5,4,5,5,4,3,4);

计算评价结果:A1=B1*W总=4.518 8,A2=B2*W总=3.831 3,A3=B3*W总=4.091 2,A4=B4*W总=4.353 9。由评价结果可知,4个修复技术的排序为A1>A4>A3>A2。

4、最优技术的确定

由评价结果可以看出,4个修复技术中,异位固化/稳定化技术得分最高,其次为土壤阻隔填埋技术,最后是水泥窑协同处置技术与异位土壤洗脱技术,因此推荐该污染场地修复采用异位固化/稳定化技术。

结束语:

将构建的修复技术筛选方法应用于我国北方某铬渣污染场地,初筛得出可用的土壤修复技术为挖掘处置、土壤清洗、土壤清洗、固化/稳定化,利用可拓理论计算得出修复技术优先排序为挖掘处理、土壤冲洗、固化/稳定化、土壤清洗,推荐挖掘处理和土壤冲洗技术作为该场地备选土壤修复技术。

参考文献:

[1]胡新涛,朱建新,丁琼.基于生命周期评价的多氯联苯污染场地修复技术的筛选[J].科学通报,2012,57(2-3):129-137.

[2]张倩,蒋栋,谷庆宝,等.基于AHP和TOPSIS的污染场地修复技术筛选方法研究[J].土壤学报,2012,49(6):1088-1094.

论文作者:曹源

论文发表刊物:《防护工程》2017年第31期

论文发表时间:2018/3/13

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