随着社会经济发展和城镇建设加快，许多企业搬出城镇中心使原有土地使用性质发生改变，原有的工业用地可能被逐步开发为居住用地、学校或绿地等。但是，工业企业使用过的土地会遗留一系列环境问题，其中最突出的问题是场地遗留的污染物可能对土壤、地表水和地下水造成污染，会对生态系统产生直接或间接的有害影响，甚至危及到未来使用该土地的人群健康^[1]。由于土地资源有限，许多土壤修复技术发展迅速。国内有机污染场地常用的修复技术主要包括化学氧化、热脱附、水泥窑协同处置和生物修复等^[2]，其中化学氧化具有反应速率快和周期短等优势^[3]，热脱附具有不受环境制约和二次污染少等优势^[4]。常用的化学氧化试剂主要包括过硫酸盐、高锰酸盐、芬顿(Fenton)试剂和臭氧(O₃)等^[5]，这些氧化剂具有非常强的氧化势能，并且部分药剂持续作用时间较长。目前，我国污染场地修复后主要用于城市建设用地，修复达标后的土地主要用于住宅、工商业和服务业等建设强度较大的项目^[6]。污染场地修复效果的评估是场地修复工程必不可少的重要环节。国家和地方层面相继发布了《污染地块风险管控与土壤修复效果评估技术导则(试行)》(HJ 25.5—2018)、《污染地块地下水修复和风险管控技术导则》(HJ 25.6—2019)、《污染地块风险管控与土壤修复效果评估技术指南》(DB36/T 1176—2019)等导则和指南，规范了污染地块修复效果评估的工作内容和工作程序，依据这些要求检测场地目标污染物和可能产生的二次污染物浓度水平是否达到修复目标值和评估标准值。中国环境保护产业协会发布的《污染地块风险管控与修复后长期环境监测技术指南》(T/CAEPI 59—2023)提出应针对修复效果的稳定性和持久性进行周期性监测。广东省环境科学学会发布的《污染地块安全利用保障技术第7部分：修复后地块再开发利用风险评估技术规范》(T/GDSES 9.7—2023)提出应针对修复后地块中超筛选值污染物进行健康风险评估。尽管修复后场地目标污染物浓度水平达到修复目标值及二次污染物浓度低于评估标准值，但由于修复技术的局限性以及部分污染场地水文地质的复杂性等原因，修复后场地仍然可能存在不利于安全利用的物质残留或异味等风险隐患。例如，化学氧化修复技术通常存在化学氧化药剂过量使用的现象，氧化药剂反应过程中会产生较多的硫酸根离子和氯离子等盐分副产物，当盐分浓度过高时，会对再开发利用过程的混凝土与金属地基等造成盐分腐蚀风险^[3]。因此，为进一步完善污染地块修复后再利用评估方法，对可能存在的污染风险进行识别，现以煤制气厂地块为研究对象，根据地块的污染类型、修复手段和规划用途，从感官可接受度异味评估、工程安全性地基土物理力学评估和环境质量评估3个方面对修复后地块进行安全再利用评价，为修复地块的再开发安全利用提供有效、科学的指导依据。

1 研究方法 1.1 场地概况

本研究选取的是某煤制气厂遗留场地，场地原企业生产重油制气，进行备煤、煤气净化、化学产品加工、污水处理等，通过工艺分析判定，生产过程中有污水排出，主要包含的污染物为苯系物、多环芳烃、杂环芳烃、酚、氨、硫化物等。2000年企业关闭，关闭后对厂区设备进行了处置，2003年，煤制气厂5座厂房被爆破拆除，后将厂区对外出租，主要用于物流公司用地。通过对场地土壤和地下水进行调查，发现厂区内重油制气区和原煤制气M区(脱硫和污水处理)土壤和地下水受到苯系物、氯代烷烃、多环芳烃和石油烃等有毒化学品污染。

2018—2022年，采用原位化学氧化和原位热脱附技术对污染场地重油制气区和原煤制气M区进行土壤和地下水修复。其中，重油制气区原位热脱附和原位化学氧化区占地面积分别为3 198和1 098 m²，原煤制气M区原位热脱附和原位化学氧化区占地面积分别为5 328.5和4 009 m²。根据用地规划，煤制气厂的重油制气区主要规划为居住用地、幼儿园和小学用地，原煤制气M区规划为中学用地。

1.2 采样与测试 1.2.1 感官可接受度评估

根据煤制气厂场地调查结果，地块异味范围是重油制气区和原煤制气M区的原位热脱附区。由于原位热脱附是将污染物向表层抽提，因此，土壤表层容易蓄积污染物，取样时将重点关注表层0~1 m土壤。现通过建设钻杆直插式监测井进行土壤气采样，采样深度为0.9 m，土壤气监测井成井后平衡48 h开始采样，采样前首先对采样系统的气密性进行测试，测试通过后设置0.2 L/min流量洗井，洗井量为4倍井管体积，之后以0.1 L/min的速度采气，土壤气样品用吸附管(MK-V3型，北京北仪铭科科技有限公司)和Tedlar气袋(3L，宁波环测实验器材有限公司)收集。重油制气区原位热脱附区布设2个采样点位，原煤制气M区原位热脱附区布设4个采样点位，具体见图 1(a)(b)。

恶臭污染物的组成成分复杂，挥发性有机物普遍具有异味，对恶臭具有重要的影响。根据《恶臭污染物排放标准》(GB 14554—93)规定，恶臭物质须监测氨、三甲胺、硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳、苯乙烯和臭气浓度共9项指标。根据前期场地调查资料，明确显示本地块不包含三甲胺、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳等恶臭物质。因此，本研究对氨、硫化氢、臭气浓度和挥发性有机物进行监测，恶臭污染物指标分析方法与仪器设备见表 1。

嗅阈值是指人体感官对某种恶臭物质能够引起嗅觉的最小物质浓度或最低检出量。根据恶臭的嗅阈值，可以大体判断污染或危害的程度^[7]。对于单一恶臭物质，嗅阈值越小越易被闻到，表示该物质越易被人体察觉。在混合组分中，嗅阈值越小的组分其致臭作用越大^[8]。日本环保署对恶臭物质的嗅阈值进行了研究^[7,9]，本研究选取典型恶臭物质的嗅阈值(表 2)作为恶臭污染评估的依据。

1.2.2 工程安全性评估

在重油制气区和原煤制气M区的原位热脱附和原位化学氧化修复区，利用高效率声频低扰动钻进取样装备(SRS-ML型，荷兰Eijkelkamp SonicSampDrill公司) 采集不同深度的土柱样品，进行场地修复前后土壤工程安全性评估。采样对照点选择在无扰动、无明显污染痕迹的相邻对照区域布设。重油制气区原位热脱附区修复深度为0~6 m，原位化学氧化区修复深度为0~8 m；原煤制气M区原位热脱附区修复深度为0~13 m，原位化学氧化区修复深度为0~2 m，采样深度范围不小于修复深度。另外，煤制气厂地块土层可分为3个工程地质层，包括素填土、粉质黏土、岩土或残积土。因为不同地质层经过修复后可能存在残留污染物不同，对地块后期安全利用影响不同，因此，在3个不同地质层采取土柱样品评估土工性质的变化。采样对照点位布设1个，重油制气区和原煤制气M区的原位热脱附区和原位化学氧化区分别布设1个采样点位，具体见图 2(a)(b)。

在对照区、重油制气区和原煤制气M区的原位热脱附和化学氧化修复区采集不同工程地质层土柱样品，根据《土工试验方法标准》(GB/T 50123—2019)测定土柱的基本土性参数，包括含水率、密度、孔隙比、压缩系数和渗透系数等。将原位热脱附区和化学氧化区的土柱参数与对照区进行对比，分析地块原位热脱附和原位化学氧化修复后的土工性质的变化。另外，由于地块原位化学氧化区采用过硫酸盐氧化技术，考虑到氧化过程中产生的硫酸根等盐类副产物可能对修复后场地有腐蚀影响，因此也对地块化学氧化区的硫酸盐指标进行监测。

1.2.3 环境质量评估

在重油制气区和原煤制气M区的原位热脱附和化学氧化修复区，利用高效率声频低扰动钻进取样装备采集土壤和地下水样品，采样深度范围不小于修复深度。采样对照点选择在无扰动、无明显污染痕迹的相邻对照区域布设。采样对照点位布设1个，重油制气区原位热脱附区布设2个，重油制气区原位化学氧化区布设2个，原煤制气M区原位热脱附区布设1个，原煤制气M区原位化学氧化区布设2个，详情见图 3(a)(b)。环境质量评估中土壤和地下水监测指标为煤制气厂特征污染物，包括苯系物、氯代烷烃、多环芳烃和石油烃。

2 结果与讨论 2.1 感官可接受度评估

对重油制气区和原煤制气M区主要恶臭物质进行分析，恶臭污染物质量浓度监测结果见表 3。由表 3可见，除硫化氢质量浓度明显超出其嗅阈值外(1.6~4.8倍)，氨、甲苯和三氯甲烷质量浓度均低于其嗅阈值，臭气浓度低于检出限。检测结果表明，场地经原位热脱附修复后土壤表层未蓄积较多挥发性污染物，产生恶臭物质来源很少，感官可接受程度较高，但后续仍须对土壤气中硫化氢气体进行监测，持续评估其在感官可接受度方面的影响。

2.2 工程安全性评估 2.2.1 基本土性参数评估

对照区、原位热脱附区和原位化学氧化区不同点位、不同深度的土样的基本参数见图 4(a)(b)(c)。由图 4可见，对照区的含水率为17.7%~20.7%，热脱附区的含水率为7.2%~22.2%，化学氧化区的含水率为18.5%~29.8%。相比于对照区，热脱附区在表层土壤中(0~2 m)的含水率降低了6.0%~10.5%，这可能是由于热脱附设备加热导致土壤水分减少造成的，而化学氧化区在0~8 m土壤中的含水率相比于对照区增加了1.2%~12.1%，这可能是由于化学药剂注入后引起土壤含水率增加导致的。与对照区相比，经热脱附和化学氧化修复后，土壤的密度略微降低，其中热脱附区土壤的密度降低了1.49%~2.48%，化学氧化区土壤的密度降低了3.92%~9.41%。孔隙比是表征土壤松紧程度的指标，与土壤密度的变化趋势相反。相比于对照区，场地经热脱附和化学氧化修复后，土壤的孔隙比均有不同程度的增加，其中热脱附区的孔隙比相比对照区增加了7.81%~19.02%，而化学氧化区的孔隙比相比对照区增加了39.73%~54.16%，这可能是由于原位化学氧化对场地的扰动更大造成的。

2.2.2 压缩系数和渗透系数评估

不同区域土样压缩系数沿土壤深度变化情况见图 5。由图 5可见，不同区域的压缩系数随深度变化均较小。对照区不同工程地质层的土样压缩系数为0.12~0.21 MPa^-1，重油制气区热脱附区为0.10~0.19 MPa^-1，原煤制气M区热脱附区为0.12~0.21 MPa^-1，重油制气区化学氧化区为0.19~0.21 MPa^-1，原煤制气M区化学氧化区为0.12~0.20 MPa^-1。对于原位热脱附区，重油制气区素填土层(0~2 m)的压缩系数相比于对照区降低了0.02 MPa^-1，重油制气区和原煤制气M区粉质黏土层(6~8 m)的压缩系数降低了0.04~0.08 MPa^-1，原煤制气M区岩土层(10~13 m)的压缩系数没有明显变化。这可能是由于电阻加热时会导致土壤水分减少和热传导制热，土壤水分减少会引起土壤的收缩，导致土壤压缩系数降低^[10]。对于原位化学氧化区，原煤制气M区素填土层(0~2 m)和重油制气区粉质黏土层(6~8 m)的压缩系数相比于对照区分别升高了0.06和0.01 MPa^-1。化学氧化区土样压缩系数升高的原因可能是由于氧化剂注入土壤后，土粒间起胶结作用的固态盐类及两性氧化物与反应剂发生反应，导致土壤颗粒间胶结作用变弱进而引起土壤的压缩系数增大^[11]。《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011)依据100~200 kPa压力区间的压缩系数对土的压缩性进行分级，其中低压缩性土、中压缩性土及高压缩性土的划分限值分别为0.30和0.60 MPa^-1。因此，对照区、重油制气区和原煤制气M区土样均为低压缩性土，表明场地经过原位热脱附和原位化学氧化修复后，土样的压缩级别并未发生改变。

地层渗透系数是场地安全再利用时工程设计的重要参数。评价土层渗透系数空间变形的指标为渗透系数各向异性比[水平渗透系数(k_h)与垂直渗透系数(k_v)的比值(k_h/k_v)]。不同区域土样垂直渗透系数、水平渗透系数和渗透系数各向异性比沿深度变化情况见图 6(a)(b)(c)。由图 6可见，不同区域的渗透系数沿深度方向变化较小，且不同区域之间渗透系数差异较小。不同区域土样的水平渗透系数整体上＞垂直渗透系数，表明主渗流方向为水平方向。对照区、热脱附修复区和化学氧化修复区各向异性比值分别为1.09~1.25，0.98~1.28和0.93~1.26，数值沿深度变化不明显，表明场地经过原位热脱附和原位化学氧化修复后，对土壤渗透系数影响较小。

2.2.3 腐蚀性评估

过硫酸盐激活产生强氧化性的硫酸根自由基，可以将目标有机污染物破坏去除，但是过量的氧化剂在土壤中持续发生氧化作用，可能对后期开发利用中地基和管道等地下构筑物表面产生较强的腐蚀作用。重油制气区和原煤制气M区原位化学氧化区修复后土壤中残留的硫酸盐质量分数见表 4。由表 4可见，重油制气区原位化学氧化区残留的硫酸盐质量分数为93~666 mg/kg，原煤制气M区原位化学氧化区残留的硫酸盐质量分数为1 050~5 920 mg/kg。根据《岩土工程勘察规范》(2009年版)(GB 50021—2001)中按环境类型土对混凝土结构的腐蚀性评价，硫酸盐质量分数＜750 mg/kg属于微腐蚀等级，750~4 500 mg/kg属于弱腐蚀等级，4 500~9 000 mg/kg属于中腐蚀等级，＞9 000 mg/kg属于强腐蚀等级。重油制气区原位化学氧化区残留的硫酸盐质量分数＜750 mg/kg，属于微腐蚀等级，原煤制气M区原位化学氧化区残留的硫酸盐质量分数(除点位MH2外)＜4 500 mg/kg，属于弱腐蚀和微腐蚀等级，点位MH2浅层土壤属于中腐蚀等级。因此，在后期开发用地建设时，应进一步对地块土壤的腐蚀等级进行评价，确保地块安全开发利用。

2.3 环境质量评估

重油制气区和原煤制气M区的原位热脱附区和原位化学氧化区不同深度土壤样品中仅检出了多环芳烃类污染物，检测结果见表 5。由表 5可见，ZH2点位和MH2点位在2.5~3.0 m和4.5~5.0 m土壤样品中均检出较低质量分数的多环芳烃类污染物。其多环芳烃类污染物的质量分数均未超过《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 36600—2018)中第一类用地筛选值，表明修复后的场地土壤环境质量达到第一类用地标准，满足地块修复后安全再利用条件。重油制气区和原煤制气M区的原位热脱附区和原位化学氧化区地下水样品中污染物质量浓度检测结果见表 6。由表 6可见，重油制气区原位热脱附区(点位ZR1和ZR2)、原煤制气M区原位化学氧化区(点位MH2)和原位热脱附区(点位MR1)地下水中仅检出低质量浓度多环芳烃类污染物，地下水中多环芳烃类污染物质量浓度均未超过《地下水质量标准》(GB/T 14848—2017)中的Ⅱ类水质标准，表明修复后的场地地下水适用于生活饮用水水源，满足地块修复后安全再利用条件。

3 结论与建议 3.1 结论

本研究选取了一块经原位化学氧化和原位热脱附修复后的煤制气遗留场地，基于现有评估体系，从感官可接受度、工程安全性和环境质量3个方面系统评估了地块后期再开发安全利用的适宜性。在感官可接受度评估方面，除硫化氢质量浓度明显超出其嗅阈值外(1.6~4.8倍)，氨、甲苯和三氯甲烷质量浓度均低于其嗅阈值，臭气浓度低于检出限，感官可接受度高；在工程安全性评估方面，地块经原位热脱附和原位化学氧化修复后，基本土性参数、压缩系数和渗透系数未发生明显改变，但是MH2点位浅层土壤硫酸盐残留浓度达到中腐蚀等级；在环境质量评估方面，修复后场地土壤中污染物质量分数和地下水中污染物质量浓度均低于相应评价标准，满足地块修复后安全再利用条件。在场地后期开发建设中，应进一步对土壤气中硫化氢气体进行监测，以持续评估其在感官可接受度方面的影响，同时应进一步对地块土的腐蚀等级进行评价，以确保地块安全开发利用。

3.2 建议

传统的污染场地治理强调的是污染区域风险，而忽略了修复过程自身所造成的跨时间、跨区域的负面环境影响，同时也忽略了修复行为对社会和经济的影响^[12-13]。为了确保污染地块的可持续开发和安全利用，需要基于绿色可持续理念系统解决历史遗留污染地块，从绿色修复核心技术、绿色修复专业设备、绿色友好修复材料和绿色修复工程实践等方面，进一步强化修复施工二次污染防控、量化修复施工二次环境影响、提升修复管控社会综合效益^[14-15]。此外，生命周期评价作为一种可评估项目全过程环境影响的技术，能够实现从场地调查、系统运行、长期监测和场地关闭等整个修复活动过程的角度，对污染场地修复活动产生的环境影响进行全面的分析评价^[16-18]。同时，也应关注相同类型污染场地的修复实践经验^[19]。污染地块修复后再开发安全利用评价应全面考虑环境、社会和经济的影响，将风险评估、费用效益分析、多标准分析与生命周期评价相结合，同时也应注重公众参与度。