随着我国城市化进程的加快和产业结构调整政策的实施，许多企业或生产经营单位需要搬迁。工业废弃地(被美国环境保护署界定为棕地)再开发利用是可持续发展的必然选择，然而这些废弃场地可能受到原生产活动遗留有毒有害物质的污染，直接建造住宅、办公楼等会给公众带来健康风险并影响生态环境。因此，工业废弃地需要进行环境风险评价，从而决定是否需要对其进行土壤修复及合理地界定使用性质[2]。原国家环保总局也于2004年颁布了《关于切实做好企业搬迁过程中环境污染防治工作的通知》，该通知强调产生危险废物的工业企业在改变原土地使用性质时，需要进行土壤环境状况调查和确定土壤修复方案，并强调原生产经营单位须负责治理并恢复土壤使用功能。为了实现2008年“绿色奥运“的承诺，国务院决定将首钢搬迁，并于2010年完成搬迁。继国务院批复的《北京城市总体规划(2004-2020年)》提出在石景山建设城市西部的综合服务中心之后，国家发改委以《发改工业[2005]273号》批复了首钢实施搬迁结构调整计划，这为促进该区域产业结构总体上向现代服务业和高新技术产业转变提供了有力的政策依据和难得的发展机遇。为了给首钢原址再开发提供技术依据和保护居民健康，本文以首钢原址为例，对其进行土壤污染调查分析和环境风险评价，判断其是否需要进行修复，并提出采用基于环境风险的土壤污染治理模式及技术经济分析。1土壤取样分析根据首钢原址的平面布置图，结合场地实地勘查，选取原料场、焦化料场、污水处理厂和老排水沟进行土壤采样，采样深度为地面以下50cm，采集的土样装于密封的塑料袋内，送往实验室进行化学分析，实109环境工程2011年8月第29卷第4期验分析结果见表1。为防止交叉污染进而影响实验数据，在钻孔和采集样品前均仔细清洗所有钻探设备及采样工具。在样品分析过程中，应用现场质量控制样品和实验室质量控制样品来确保分析结果合理、有效。另外，所有样品保留时间、保存温度以及实验室内部的质量保证/质量控制措施均符合规定的要求。表1研究区土壤组分分析项目Cd/(mg·kg-1)Pb/(mg·kg-1)Hg/(mg·kg-1)As/(mg·kg-1)Cr/(mg·kg-1)Zn/(mg·kg-1)Fe/(g·kg-1)苯并[a]芘/(μg·kg-1)总有机质/%原料场0.6643.90.1072.5—50812.1100—焦化料场0.5462.60.5943.451.622110.41030—污水处理厂1.5037.70.5482.084.216620.81004.17老排水沟4.68201.00.2605.7—88123.031.598.00标准1.05001.53.4300500—4002～3注：Hg和As是依据HJ/T25—1999《工业企业土壤环境质量风险评价基准》中土壤基准迁移至地下水，苯并[a]芘依据北京市地方标准《场地环境风险评价筛选值》(2009年征求意见稿)，其余指标依据GB15618—1995《土壤环境质量标准》。由表1可知，研究区内4块区域分别存在不同程度的重金属、苯并[a]芘和总有机质超标现象，再开发前需要进行修复治理。2土壤污染风险评价采用内梅罗污染指数法对土壤环境进行评价和质量分级，分级标准见表2，该方法可以综合反映多种污染物对土壤的作用，同时突出了高浓度污染物对土壤环境质量的影响[2]。表2基于内梅罗污染指数的土壤质量分级指数范围Pi≤113质量分级非污染轻污染中度污染严重污染采用内梅罗指数法，并参照HJ/T25—1999《国家工业企业土壤环境质量风险评价基准》，对研究区的土壤污染进行风险评价，结果见表3。表3内梅罗污染指数分析项目Cd/(mg·kg-1)Pb/(mg·kg-1)Hg/(mg·kg-1)As/(mg·kg-1)苯并[a]芘/(μg·kg-1)Pi，maxP珔I标准值1.05001.53.4400原料场污染指数Pi0.660.08780.07130.73530.250.73530.36090.8191焦化料场污染指数Pi0.540.12520.39612.5752.5750.92722.7368污水厂污染指数Pi1.50.07540.36530.58820.251.50.55581.5996老排水沟污染指数Pi4.680.4020.17331.68240.0794.681.40334.8859由表3可知：研究区老排水沟的内梅罗污染指数4.8859，为严重污染，主要污染物为Cd和As;焦化料场的内梅罗污染指数2.7368，为中度污染，主要污染物为As和苯并[a]芘;污水厂的内梅罗污染指数1.5996，为轻污染，主要污染物为Cd，这些污染物均为有毒有害物质，此类土壤如不加以修复直接开发再利用，将会对人体健康和生态环境造成威胁。3污染来源分析根据研究区域的生产性质和周边环境分析，土壤污染途径可分为四类：1)面状渗漏。在研究区，由于大量使用废污水或中水抑尘、洒水，造成污染物下渗，导致松散孔隙水水质恶化，土壤被污染。另外，钢铁企业生产过程中产生大量的烟尘，随降雨会渗入土壤，其中所含的污染物质会对土壤造成污染。2)淋滤下渗。研究区内工业垃圾以及上游生活垃圾等各种固体堆积物中含有较多的硫酸盐、氨、细菌、混杂物和腐烂的有机物，经生物降解和雨水淋滤后，随雨水下渗，形成对土壤的污染。3)局部点状渗漏弥散。钢铁企业地下管道复杂，一旦管道发生腐蚀、破损等造成泄露，就会对周边土壤造成威胁。泄漏污水进入地下后，一部分会受到土壤吸附以及生物降解等作用，滞留在土壤中，还有一部分会随着水体继续前进，最终污染地下水。4基于环境风险的土壤修复的探讨实践经验表明，采用传统的方法来治理土壤污染110环境工程2011年8月第29卷第4期往往难以成功，主要是因为传统的环境标准治理模式治理费用高昂，许多政府和企业难以承受，且又很难将污染物治理至环境标准值以下。产生这些问题的根源在于环境标准治理模式固有的缺陷———治理目标的刚性，为解决这一问题，欧美、日本等发达国家逐渐发展出基于环境风险的治理模式，其中以ASTM(美国材料与试验协会)的RBCA(Risk-basedCorrectiveAction)模式[3-4]应用最为广泛和成功。目前，加拿大和我国台湾省也在采用该模式。4.1修复目标结合研究区土壤实际情况，以北京市地方标准《场地环境风险评价筛选值》(2009年征求意见稿)为基准，制定基于环境风险的治理目标[5-6]，见表4。表4基于环境风险的治理目标项目Cd/(mg·kg-1)Pb/(mg·kg-1)Hg/(mg·kg-1)As/(mg·kg-1)Cr/(mg·kg-1)Zn/(mg·kg-1)苯并[a]芘/(μg·kg-1)GB一级0.2350.151590100—GB二级0.33000.530200250—GB三级1.05001.540300500—HJ接触3790——44189001069100HJ迁移147——3.4147087900—BJ居住8400—202503500200BJ公园9400—208005000200BJ工商1501200—20250010000400一级目标1.0350.153.490100200二级目标83000.515200250200三级目标95001.520250500400注：1)GB指GB15618—1995，根据本研究区土壤pH值，其中二级以pH为6.5～7.5考虑，As和Cr采用旱地标准;2)HJ指HJ/T25—1999，其中接触是指土壤基准直接接触，迁移是指土壤基准迁移至地下水;3)BJ指北京市地方标准《场地环境风险评价筛选值》(2009年征求意见稿)。4.2不同修复目标的技术经济比较土壤修复模式主要有传统的环境标准治理模式和基于环境风险的治理模式。目前应用的土壤修复技术很多[5-6]，主要有焚烧、稳定—固化、挖掘—填埋，正在某些场地试点的技术有生物堆、热处理、生物通风等。本文选择适合研究区的三种方法进行技术经济比较分析，结果见表5。表5主要修复方法技术经济比较治理方法成本/(元·m-3)时间安全性维护需要修复后可开发性原位生物和植物修复技术8002年较安全无可开发污染土运走异位化学修复后回填100008个月安全无可开发在污染土壤上构造一层厚度0.6m的非污染土层，并在该覆土上种植植被10004个月污染仍存在一直需要有限开发在不同模式下选择适用的修复技术进行技术经济比较，结果见表6。表6不同治理目标的技术经济比较治理模式估算成本/万元所需时间环境标准治理模式18000～230001.5～2年一级目标20000～250001～1.5年RBCA模式二级目标11000～150006～8个月三级目标8000～100004～6个月由表6可知，采用不同模式将直接导致治理对象、治理方法及治理规模的差异;即使是采用相同的模式，治理目标等级不同，治理成本和时间也会有较大差别。5结论与建议1)钢铁企业往往会对原厂址及周围土壤产生污染。采用不同模式将直接导致治理对象、治理方(下转第120页)111环境工程2011年8月第29卷第4期水起到了有效的保护作用。在原油检测出的各VOCs组分中，BTEX含量最大且对人体健康的危害性也最强。它们具有较高的挥发性和溶解性，很容易进入大气和地下水中，直接危害人体健康。尤其是苯系物中的苯是世界卫生组织公布的具有致癌、致畸和致突变作用的有害污染物[12]。因从，进行油田区土壤及地下水环境质量或污染评价时，仅采用总石油烃并不能完全反映其问题的严重性，建议检测其BTEX、多环芳烃等主要的有机污染组分。油田采出水及落地原油势必造成油田区土壤和地下水的污染问题，因此在油田生产过程中要避免输油管道泄露及采油、修井等作业过程中原油洒落等问题，加强管道维修和清洁生产等环境保护意识。3结论1)原油采出水中共检测出92种VOCs，这些有机污染组分可直接以水溶态的形式污染土壤和地下水。2)通过石英砂的原油淋滤液中检测出29种VOCs，它们是原油经降雨淋滤后对土壤和地下水造成二次污染的主要有机污染物。3)土壤对原油溶解组分具有较强的吸附能力，大部分污染组分经过10cm厚度的土壤后浓度降低甚至完全被土壤吸附。