編者按

和人看病類似，土壤和地下水“生病”后，也要向“老中醫(yī)”問診，經(jīng)過 “預(yù)診→診療→復(fù)查”的治療步驟恢復(fù)健康。在這一過程中，“診療”環(huán)節(jié)無疑是實(shí)現(xiàn)“康復(fù)”的重中之重。為此，中國石化石油化工科學(xué)研究院自主研發(fā)出一系列先進(jìn)技術(shù)，幫助石油石化企業(yè)的土壤及地下水保持健康。石化“中醫(yī)術(shù)”都有哪些絕技？這些絕技的療效如何？接下來讓我們一起打開“老中醫(yī)”的技術(shù)“百寶箱”，詳細(xì)了解這些神奇的“中醫(yī)術(shù)”。

本版文圖由 任黎明 陳子佩 提供

石化“老中醫(yī)”妙手回春三步驟

預(yù) 診

問癥狀：對現(xiàn)場環(huán)境狀況實(shí)地踏勘，與相關(guān)人員深度訪談，詳細(xì)了解目前土壤及地下水的“癥狀”。

看病史：系統(tǒng)收集地塊地質(zhì)水文資料及地塊利用情況變遷等歷史資料，對場地的歷史及現(xiàn)狀全面深入了解。

診 療

做檢查：結(jié)合物探、遙感、地球化學(xué)分析等先進(jìn)技術(shù)，利用污染指紋溯源技術(shù)對場地進(jìn)行“懸絲診脈”，分析檢測結(jié)果，憑借專業(yè)場地修復(fù)知識(shí)和豐富經(jīng)驗(yàn)做出診斷。

開藥方：通過檢查判斷“病情”嚴(yán)重程度（污染程度），結(jié)合“患者”自身訴求（企業(yè)的特殊需求）及規(guī)定的康復(fù)指標(biāo)（相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)），為場地制訂治療計(jì)劃，從治療技術(shù)“百寶箱”中對癥選取適當(dāng)技術(shù)，對場地開展管控與修復(fù)。

復(fù) 查

?？祻?fù)：在“診療”過程中持續(xù)開展過程監(jiān)測，跟蹤治療效果。同時(shí)，持續(xù)開展環(huán)境修復(fù)狀況評估，根據(jù)實(shí)時(shí)進(jìn)展動(dòng)態(tài)調(diào)整“治療”方案，最終實(shí)現(xiàn)“康復(fù)”，使場地各項(xiàng)環(huán)境指標(biāo)達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)要求。

促預(yù)防：結(jié)合本次“診療”過程及類似地塊修復(fù)經(jīng)驗(yàn)，為企業(yè)梳理“臨床指南”，詳細(xì)記錄企業(yè)的場地條件、分析監(jiān)測及防控修復(fù)手段等，為企業(yè)記錄“病癥”、解釋“病理”、分析“體質(zhì)”，給出有針對性的預(yù)防建議和治療指導(dǎo)，并幫助企業(yè)建立“藥品”儲(chǔ)備庫，配置好私人“小藥箱”。如此一來，石化企業(yè)日后再遇到“小病”時(shí)，就可以參照指南自行診斷，并且自行對方抓藥進(jìn)行簡單治療，而不是無論大病小病都要去找“老中醫(yī)”。

“懸絲診脈”查明病因

治療思路

污染源的精準(zhǔn)識(shí)別是土壤及地下水污染防控修復(fù)的第一步，這需要開展場地污染風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查與評估。

科學(xué)家通過使用現(xiàn)場快速檢測設(shè)備、物探設(shè)備、無人機(jī)等，依托地質(zhì)勘探、地球化學(xué)分析、遙感及污染指紋溯源等先進(jìn)技術(shù)，可以對場地進(jìn)行“X光影像學(xué)檢查”，初步探查污染分布區(qū)域。同時(shí)，還可以通過鉆孔方式獲取土壤及地下水樣品進(jìn)行“抽血化驗(yàn)”，通過一系列系統(tǒng)性的檢查進(jìn)一步明確污染的程度和范圍，得出檢查結(jié)果?？茖W(xué)家通過檢查結(jié)果來判斷“病情”，確定場地土壤及地下水是否被污染，以及污染物的類型、濃度和分布范圍，進(jìn)而整體評估環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)和危害水平。

治療難點(diǎn)

按《中華人民共和國土壤污染防治法》和《工礦用地土壤環(huán)境管理辦法（試行）》的要求，石化企業(yè)需要定期自行開展土壤及地下水監(jiān)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除潛在的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。但是，正如定期體檢無法全面反映一個(gè)人的健康狀況一樣，即使體檢結(jié)果一切正常，也不代表身體在未進(jìn)行體檢的時(shí)段內(nèi)完全健康。同樣，一兩年開展一次的自行監(jiān)測很可能無法及時(shí)檢測到環(huán)境污染的早期跡象，一些環(huán)境問題可能會(huì)在兩次監(jiān)測的時(shí)間間隙快速發(fā)展，等到下一次監(jiān)測發(fā)現(xiàn)時(shí)“病情”早已惡化，錯(cuò)過了早期管控修復(fù)的最佳機(jī)會(huì)。

【技術(shù)名稱】

石化場地典型污染物原位實(shí)時(shí)在線監(jiān)測技術(shù)

【技術(shù)簡介】

作為石科院自主研發(fā)的高靈敏、高選擇性在線監(jiān)測技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)與傳統(tǒng)的“定期體檢”監(jiān)測技術(shù)相比，就像一個(gè)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行狀況并及時(shí)反饋各項(xiàng)指標(biāo)的“運(yùn)動(dòng)手環(huán)”。基于石科院自主研發(fā)的小型化、低成本實(shí)時(shí)在線監(jiān)測設(shè)備，以及集成的自動(dòng)洗井、采樣、分析等模塊，科學(xué)家可以構(gòu)建起一張石化企業(yè)的地下水污染監(jiān)測網(wǎng)，對地下水水質(zhì)實(shí)施全天候自動(dòng)監(jiān)測，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)傳遞給在線監(jiān)測系統(tǒng)平臺(tái)匯總整理。通過實(shí)時(shí)、客觀的第一手監(jiān)測數(shù)據(jù)，科學(xué)家可對石化特征污染物濃度及排放情況進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，并對污染泄漏及污染羽的擴(kuò)散態(tài)勢給出有效預(yù)警，及時(shí)采取治療措施，實(shí)現(xiàn)“早診斷、早治療”。

【技術(shù)特點(diǎn)】

·反應(yīng)速度快

單次分析時(shí)間不超過10分鐘，可實(shí)現(xiàn)對石化企業(yè)地下水水質(zhì)的高頻次檢測。

·生產(chǎn)擾動(dòng)小

監(jiān)測、預(yù)警不會(huì)影響企業(yè)的正常生產(chǎn)。

·投入成本低

每年僅需少量維護(hù)工作，儀器的維護(hù)及損耗費(fèi)用僅為傳統(tǒng)人工采樣、離線分析成本的20%。

“未病先防” 增強(qiáng)免疫力

治療思路

污染源的及時(shí)阻斷是土壤及地下水污染防控修復(fù)的第二步，這需要開展場地污染風(fēng)險(xiǎn)管控。

發(fā)現(xiàn)“病情”后，當(dāng)務(wù)之急是防止“病情”進(jìn)一步惡化，科學(xué)家通過采用在地下水流動(dòng)路徑上建立原位阻隔帶、阻控帶及改變地下水流動(dòng)方向等方式，快速阻斷污染、梯次減弱污染或減緩污染物的傳輸途徑，遏制污染進(jìn)一步擴(kuò)散。

治療難點(diǎn)

石油石化企業(yè)的污染防控修復(fù)過程往往是不能讓裝置停車和生產(chǎn)停滯。如何盡量在不影響正常生產(chǎn)的情況下阻斷污染源？這就對技術(shù)的擾動(dòng)性提出了挑戰(zhàn)，盡量不采取停產(chǎn)、挖掘等對環(huán)境擾動(dòng)大、生產(chǎn)影響大的阻斷方式。此外，污染一旦發(fā)生，擴(kuò)散速度往往比較快，必須抓住疾病“早期”這一極短的時(shí)間，避免“病情”快速惡化，這就對技術(shù)快速起效、實(shí)時(shí)見效提出了很高的要求。

【技術(shù)名稱】

石化場地高效原位反應(yīng)帶/長效原位阻控帶技術(shù)

【技術(shù)簡介】

當(dāng)污染發(fā)生后，當(dāng)務(wù)之急是快速消除絕大部分污染物，之后再徹底消除剩余污染物，這就好比患者發(fā)高燒后，首先需要進(jìn)行快速退燒緩解癥狀，防止病情加重，之后再慢慢拔除病根，實(shí)現(xiàn)標(biāo)本兼治。為此，石科院自主研發(fā)HRT系列高反應(yīng)傳質(zhì)傳輸納米材料和TICR系列靶向識(shí)別可控緩釋材料，這些材料可以在地下“主動(dòng)出擊”尋找污染物并將其快速捕集、分解或轉(zhuǎn)化成無毒的物質(zhì)。科學(xué)家將這些材料以原位注入方式在地下形成反應(yīng)帶，就好像為場地注入一劑“退燒針”，及時(shí)控制污染。

同時(shí)，科學(xué)家還可以在地下構(gòu)筑原位阻控帶，提前設(shè)好圍剿病根的“埋伏圈”。比如人們在服用腸溶片時(shí)，藥片不會(huì)在胃中溶化，只有到達(dá)腸道時(shí)才會(huì)溶化并釋放藥效，這個(gè)由靶向識(shí)別可控緩釋材料構(gòu)成的阻控帶也可以自動(dòng)識(shí)別周遭環(huán)境，遇到污染物之前，這些包埋的微膠囊可以在地下潛伏待命，長久保持自身活性，當(dāng)發(fā)生污染，“埋伏圈”識(shí)別到特征污染物后，這些包埋的微膠囊就會(huì)緩慢釋放藥物成分，讓經(jīng)過阻控帶的污染物被降解或去除。

【技術(shù)特點(diǎn)】

·阻控效果好

HRT系列材料單井注入后，影響半徑可達(dá)現(xiàn)有技術(shù)的2倍以上，可以在8小時(shí)內(nèi)消除99%以上的污染物。TICR系列材料對石油類、苯系物等石化特征污染物的捕集能力與現(xiàn)有技術(shù)相比可提升50%以上。

·適用場景廣

對場地環(huán)境擾動(dòng)小，避免對環(huán)境進(jìn)行大規(guī)模開挖，不受污染廣度和深度的限制，特別適用于在產(chǎn)企業(yè)輕、中度污染的地下水長期風(fēng)險(xiǎn)管控，廣泛適用于石油烴、苯系物、氯代烴等有機(jī)污染物，以及鉛、錳、鉻、砷等重金屬污染物的治理，也可有效應(yīng)對有機(jī)污染場地修復(fù)過程中的“拖尾反彈”。

·持續(xù)時(shí)間長

TICR系列材料對活性組分的緩釋速率小，注入后可以穩(wěn)定緩釋至少8個(gè)月，藥效持久，是現(xiàn)有技術(shù)水平的2倍以上。同時(shí)，對活性組分的利用效率能夠提升2倍以上，可以通過更少藥量收到同等療效，節(jié)省治理成本。

【技術(shù)名稱】

石化場地強(qiáng)化自然衰減技術(shù)

【技術(shù)簡介】

除采取“戴口罩”“穿衣服”等手段預(yù)防生病外，增強(qiáng)自身免疫力也是實(shí)現(xiàn)“康復(fù)”的關(guān)鍵。正如人體可以通過自身免疫力抵抗病毒一樣，生態(tài)系統(tǒng)也具有一定的消除污染并自我恢復(fù)的能力。生態(tài)系統(tǒng)可以依靠自然界的生物、化學(xué)和物理過程清除或減少污染物在土壤及水體中的濃度，這被稱為“自然衰減”。石科院的科學(xué)家通過向地下原位注入空氣、營養(yǎng)體系配方等方式，可以顯著增強(qiáng)地下土著菌的排毒能力，大幅強(qiáng)化微生物、植物及其他生物體在特定物理和化學(xué)條件下發(fā)生的生物降解、氧化還原、吸附、揮發(fā)和遷移等能力，加速有害污染物自然降解、稀釋、轉(zhuǎn)化或遷移，快速恢復(fù)受污染環(huán)境的自然平衡，好比通過讓病人多喝“綠豆湯”強(qiáng)化自身的排毒能力，縮短自愈時(shí)間。

【技術(shù)特點(diǎn)】

·適用范圍廣

廣泛適用于包括但不限于工業(yè)廢棄場地、化學(xué)品泄漏現(xiàn)場、油田、礦區(qū)、農(nóng)業(yè)場地和城市污染地區(qū)等各種類型的污染場地?？捎行幚硗寥兰暗叵滤械氖蜔N、揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）、重金屬、氯代烴等有機(jī)污染物和無機(jī)污染物。

·經(jīng)濟(jì)性突出

相較傳統(tǒng)的污染治理方法，強(qiáng)化自然衰減技術(shù)因?yàn)闇p少了對昂貴設(shè)備和化學(xué)藥劑的依賴，可以大幅降低治理成本。

·生態(tài)安全友好

依賴自然過程，最大限度地減少了外部資源的干擾，杜絕了部分傳統(tǒng)治理方法可能引發(fā)的二次污染，有助于維持生態(tài)平衡和生物多樣性。

【技術(shù)名稱】

石化場地可注入型原位阻隔帶技術(shù)

【技術(shù)簡介】

當(dāng)人生病時(shí)，可以通過“戴口罩”的方式防止病菌傳播，避免傳染他人。基于石科院自主研發(fā)的膠體生物炭-膨潤土阻隔材料（CB系列），科學(xué)家可以通過原位注漿方式將阻隔材料布置到地下形成原位阻隔帶，相當(dāng)于在地下為污染源戴上了一個(gè)“口罩”，阻止污染物透過阻隔帶繼續(xù)污染下游，從而將污染物阻隔在可控范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對有機(jī)污染物的快速阻斷及長久管控。

【技術(shù)特點(diǎn)】

·見效速度快

可以在廠區(qū)邊界或污染源區(qū)對污染地下水的遷移進(jìn)行快速阻斷，對酸、堿、鹽、有機(jī)類污染物（NAPL）負(fù)荷沖擊耐受性強(qiáng)，特別適合處理突發(fā)污染泄漏事件。

·生產(chǎn)影響小

通過原位注漿的方式構(gòu)筑阻隔墻，不需要在廠區(qū)內(nèi)進(jìn)行開挖等操作，不影響企業(yè)正常生產(chǎn)。

·阻隔效果強(qiáng)

對石油類、苯系物等石化特征污染物可以達(dá)到100%阻控，提升耐酸堿鹽NAPL侵蝕能力50%以上，有效消除現(xiàn)有技術(shù)無法在強(qiáng)酸堿鹽惡劣環(huán)境下應(yīng)用的弊端。

“刮骨療毒” 妙手回春

治療思路

污染后的修復(fù)治理是土壤及地下水污染防控修復(fù)的第三步，這需要開展場地污染修復(fù)治理。

科學(xué)家先通過原位淋洗、原位增溶增流等技術(shù)大幅降低污染物濃度，然后通過構(gòu)建原位反應(yīng)帶快速消滅難降解污染物，最后通過營養(yǎng)元素、微生物修復(fù)等措施為土壤及地下水補(bǔ)充營養(yǎng)、強(qiáng)化自然衰減功能，促進(jìn)其自行“療傷”，將“病根”全面拔除，最終將有毒有害的污染物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)或使其濃度降低到符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的可接受水平，恢復(fù)相應(yīng)土壤及地下水的環(huán)境功能或使用功能。

治療難點(diǎn)

想要讓被污染的土壤及地下水“一鍵復(fù)原”，難題之一是保障治療效果。由于石化場地污染物種類多、情況雜、區(qū)別大，采用單一的治療方法難以收到療效，科學(xué)家必須聯(lián)用物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)、生物修復(fù)等多種方法來進(jìn)行“組合治療”，克服單項(xiàng)修復(fù)方法的局限性，從而提升“療效”。這就要求科學(xué)家必須合理“開方”，讓不同種類的技術(shù)充分發(fā)揮各自的作用，實(shí)現(xiàn)各司其職、珠聯(lián)璧合。難題之二是防止二次污染，所謂“是藥三分毒”，治療土壤及地下水時(shí)，必須要保證技術(shù)手段不能對場地造成二次污染，這就對技術(shù)的生態(tài)友好性、綠色環(huán)保性提出了很高的要求。難題之三是壓減修復(fù)時(shí)間，土壤及地下水“康復(fù)”的時(shí)間越久，對生態(tài)環(huán)境造成的負(fù)面影響就越大。但是“病來如山倒，病去如抽絲”，如何在盡可能短的時(shí)間內(nèi)快速治愈“病情”？這就對治療手段提出了較高的要求。

【技術(shù)名稱】

基于氣流遷移助劑的強(qiáng)化氣動(dòng)力修復(fù)技術(shù)

【技術(shù)簡介】

石油烴、苯系物、硝基苯等揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機(jī)污染物是石化行業(yè)主要的污染物來源。由于這些污染物比較容易揮發(fā)到氣體中，因此可通過曝氣的方式進(jìn)行去除，也就是向地下水中通入氣體來“吹泡泡”，讓這些污染物揮發(fā)溶解到吹出的“泡泡”中，然后再通過配套的氣體抽取或吸附收集系統(tǒng)，將這些包含污染物的“泡泡”抽提到地面開展后續(xù)處理，去除其中的污染物。石科院的科學(xué)家通過向氣體中添加自主研發(fā)的ASE系列氣流遷移助劑，一方面可以增加氣泡的柔韌度和穩(wěn)定性，使氣流更大、更均勻，提升地下水中的氣流飽和度，能在地下水中吹出更多吸附污染物的“泡泡”，使土壤和地下水中的污染物更容易與“泡泡”接觸；另一方面可以提升氣流與污染物的傳質(zhì)效率，也就是讓污染物更容易溶解在“泡泡”中，使“泡泡”能帶出更多的污染物，提升氣動(dòng)力修復(fù)效率。

【技術(shù)特點(diǎn)】

·修復(fù)效果好

自主研發(fā)的氣流遷移助劑使地下水氣流飽和度>30%，修復(fù)效率較現(xiàn)有技術(shù)提升2倍以上，復(fù)雜地層波及面積擴(kuò)大30%。

·經(jīng)濟(jì)性好

修復(fù)成本較傳統(tǒng)氣動(dòng)力修復(fù)技術(shù)降低10%以上，特別適合對大面積污染的化工廠、加油站、固廢處理站等進(jìn)行修復(fù)。

【技術(shù)名稱】

綠色原位增溶增流修復(fù)技術(shù)

【技術(shù)簡介】

石油烴、氯代烴等NAPL類污染物是土壤和地下水治理的難題，它們會(huì)在地下形成水-土-氣-油四相復(fù)雜系統(tǒng)且不斷遷移：有些會(huì)向下穿過土壤層，“漂浮”在地下水中；有些會(huì)直接穿過含水層，滯留在底板附近；有些則隨著漂移路線遺留油團(tuán)，行蹤詭秘、治理困難。為此，石科院自主研發(fā)出SFE系列生物基增溶增流藥劑體系，讓這些難溶的污染物變得易于溶解流動(dòng)。通過配套的石科院自組裝注-抽一體化裝備，科學(xué)家可將藥劑通過注入井注入地下，把殘余相、自有相NAPL類污染物從土壤及地下水中“趕”出來并溶解于藥劑中，大幅減少土壤及地下水中的污染物殘留。當(dāng)污染物充分溶解后，科學(xué)家再將溶解這些污染物的藥劑從地下抽出，在地面進(jìn)行分離凈化，將注入的藥劑進(jìn)行回收再利用，就好比對地下水進(jìn)行了一次“洗胃”，讓受污染的地下水快速“吐”出有毒物質(zhì)。

【技術(shù)特點(diǎn)】

·適用范圍廣

廣泛適用于化工廠、油田、垃圾填埋場和其他潛在有機(jī)污染源的場地修復(fù)，如石油烴、氯代烴等NAPL類污染物。

·清除效果佳

生物基增溶增流材料SFE-1配合助活性組分體系對硝基苯溶解度高達(dá)200克/升，與清水的溶解能力相比提升100倍以上；生物基增溶增流材料SFE-2配合助活性組分體系對四氯乙烯溶解度高達(dá)60克/升，與清水的溶解能力相比提升400倍以上；驅(qū)替試驗(yàn)中，增溶效果占比40%左右，增流效果占比60%左右。

·環(huán)保性能好

藥劑采用糖蜜等天然原料，利用微生物代謝生產(chǎn)，不會(huì)對地下水產(chǎn)生二次污染，更不會(huì)對地下水中的土著微生物造成傷害。

【技術(shù)名稱】

綠色新型淋洗-生物耦合修復(fù)技術(shù)

【技術(shù)簡介】

針對油污染或化學(xué)物質(zhì)滲透所造成的土壤污染，石科院自主研發(fā)綠色新型淋洗-生物耦合修復(fù)技術(shù)。利用專門清洗土壤油污的特殊“洗潔精”——RP-1土壤淋洗劑，科學(xué)家可以像用洗潔精洗掉碗筷上的油污一樣，通過用淋洗劑給油污土壤洗“藥浴”的方式洗走土壤中的大部分油污。之后，科學(xué)家通過“微生物-植物”聯(lián)用工藝，利用自主研發(fā)的BA系列高效修復(fù)菌劑中的細(xì)菌“吃掉”土壤中剩余的油污，再利用植物對于重建土壤生態(tài)的積極作用，通過種植堿蓬、檉柳、甜高粱等耐鹽堿植物，與修復(fù)菌劑緊密耦合根除病灶。

通過“淋洗劑+菌劑+植物”的“組合療法”，石科院的科學(xué)家可將土壤中的油含量從20%以上大幅降至0.45%以下，修復(fù)后的土壤符合國家二類建設(shè)用地的土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，可用于城市建設(shè)、綠地、道路建設(shè)等。經(jīng)業(yè)界專家鑒定，該技術(shù)整體達(dá)到國際先進(jìn)水平。

【技術(shù)特點(diǎn)】

·淋洗效率高

在RP-1土壤淋洗劑使用濃度≤3%的極少用量下，可以將土壤中的油含量從20%大幅降至2%以下，淋洗效率高達(dá)90%以上。淋洗劑成本與市場上銷售的同類產(chǎn)品相比低三至六成，而去除石油污染的效果可達(dá)美國、捷克等同類產(chǎn)品的十倍以上，噸處理成本較現(xiàn)有技術(shù)降低63%。

·適合惡劣環(huán)境

嗜烴菌可以在礦化度高達(dá)70000毫克/千克的鹽堿地上使用，非常適合位于灘涂地區(qū)的油氣田企業(yè)應(yīng)用。

·環(huán)境兼容性好

RP-1淋洗劑利用豆粕、玉米漿等天然原料生產(chǎn)，不會(huì)對土壤產(chǎn)生二次污染，更不會(huì)對土壤中的微生物造成傷害，也不會(huì)像傳統(tǒng)焚燒處理一樣產(chǎn)生大量二氧化碳和有毒有害氣體，符合綠色低碳的理念。

·修復(fù)周期短

規(guī)?；瘧?yīng)用數(shù)據(jù)表明，修復(fù)周期可大幅縮短至6個(gè)月內(nèi)，與現(xiàn)有技術(shù)相比縮短40%以上。