世博会园区土壤修复应该说很多人在里面做了大量的工作，付出了辛勤的劳动。上海市环境科学研究院付融冰总工主要负责推进和落实土壤修复的各项工作，参与和见证了世博园区土壤修复的全过程。他从四个方面介绍一下当年所做的工作。
付融冰：世博会园区土壤修复应该说很多人在里面做了大量的工作，付出了辛勤的劳动，特别是李小平博士，可以说是世博土壤修复的总设计师，罗博士大家可能比较熟悉，我是从2007年开始从事世博土壤修复工作的，主要负责修复技术的研发和应用，2009年的时候又代表环科院被借调到世博局，主要负责推进和落实土壤修复的各项工作，参与和见证了世博园区土壤修复的全过程。我想从四个方面给大家介绍一下当年我们所做的工作。
2002年12月份，上海获得了2010年世博会举办权，世博会的主题确定为“城市—让生活更美好”，为了实现这个主题，上海市政府做出了搬迁规划园区内所有企业的重大决定，世博园规划区域处于黄浦江两岸、南浦大桥和卢浦大桥之间的滨江地带，这是上海的老工业基地，也是我国近代工业的发祥地，里面有大大小小的几十家企业，有的企业已经有一百多年的历史了，像江南造船厂是李鸿章那个年代建的。
在这样一个工业场地里，我们要举办世博会，土壤环境安全就是一个很大的问题，国外对土壤环境质量的要求是非常高的。因此，上海市决定以科研先行的方式，来寻求对策和措施，从2005年起，我们院依托上海市科委的重大攻关项目——“世博园区原工厂旧址受损土壤修复技术与应用”，当时是由李小平博士负责的，当然还有市环保局的其他课题，会同很多单位对世博园区场地调查、监测、评估、修复技术、修复方案、维护管理进行了系统的研究，从科研到实践，为世博园区土壤修复提供了管理思想、技术路线和工程方案。
2008年底修复工程基本结束，共处置了30多万方污染土，可以说是当时中国最大的土壤修复工程，开创了中国城市土地可持续发展的新纪元。世博土壤修复在上海经济结构转型和城镇化过程中起到了关键的作用，这个地块卖得很贵，13年5月份，世博A片区推出六块地皮，起价是45.6亿元。
我们主要做的工作第一部分就是园区场地调查与监测，从2006年就开始了这项工作，主要是三个方面，一个是园区内所有企业场地土壤调查，二是重点区域，指的是国外自建馆，还有非重点区域，主要包括国外租赁管、联合馆、国家组织馆和城市最佳实践区等。
关于土壤采样和监测包括五个方面：一是普查，是对园区所有地块进行的，主要目的是判断疑似污染地块、污染因子和点位，确定重点污染源。我们找到了一百多个疑似污染地块，确认了十余个污染地块。主要是重金属和多环芳烃超出B级标准;
二是加密监测，目的有两个，其一确定污染地块的修复范围和深度，其二是对外国自建馆进行加密监测，确定是否需要修复和维护，监测结果证明大部分场馆存在不同程度污染，需要进行必要的修复和维护;
第三方检测主要是对回填土土壤环境质量进行监测，还有场地修复后的边界和底部的监测以及清洁土回填后的监测;
第四是风险评估监测，主要是对联合馆、租赁馆、外国企业馆、国际组织馆和特殊功能区场地进行监测，是按照风险评估的要求进行的，同时也获取了一些与风险评估有关的参数，风评监测结果证明，有极少部分地块的污染物是有暴露风险的，需要采取措施进行规避;
第五是对特殊污染物的监测，我们指的是二噁英和放射性污染物，监测的结果是没有问题的，均符合安全标准限制。这是当时对典型地块监测的布点图。场地调查和监测采用的主要方法有现场踏勘、历史资料追踪和分析、多种采样布点方法相结合、GPS定位以及地理统计方法。整个世博会园区调查监测获得了40多万个数据，为后续风险评估、修复标准制定、工程实施和后评估提供了坚实的数据基础。
第二部分工作是土壤质量评价标准、土壤修复指导限值和风险评估。因为那时候我们国家缺少对土壤环境质量的评价标准，世博会要把土壤修复好，用什么来评价?因此2007年上海市环保局设立了一个研究课题，这一研究课题的直接成果就是制定了我们国家的一个行业标准——《展览会用地土壤环境质量评价标准》。
标准里面的有机物指标主要是从国外环境质量标准中筛选出来的，而重金属污染物评价标准则主要参考了土壤环境重金属的背景值。虽然这是一个是用于展览会用地的标准，但是实际上我们现在很多土壤修复工程也参考这个标准。
其次是污染土壤修复指导限值和风险评估，2005年的时候上海市环保局就设立了土壤污染修复指导限值的研究课题，这个课题建立了污染物——途径——受体的健康风险概念模型，对上海建设用地类型和建筑物的特征、污染物暴露特征、关键受体和暴露时间等方面进行了研究，采用英国的CLEA-UK模型，计算了上海及世博园区若干污染场地的修复指导限值。
2008年世博土控公司又设立了世博园区场地健康风险评估项目，我们对世博园区ABCDE五个片区进行了风险评估，一共使用了36万个检测数据，结果表明只有极少数点位污染物有暴露风险，我们也提出了规避风险的控制措施。
第三部分工作是世博园区土壤修复方案和维护管理。当初面临的一个重要问题是旧工业企业拆迁问题，我们知道世博园区建设过程中是边拆边建，边拆边监测，我们在前期监测过程当中，发现很多污染是由于不规范的拆迁造成的，因此还专门制定了一个《工业企业场旧厂区搬迁拆除管理规范》，内容涉及到工厂企业拆迁带来的环境问题，包括国外拆迁工业管理发展的趋势，对上海世博园区工厂和设施拆除做了指导性规定。最后形成了一个标准，但是这个标准其实并没有发布，但是上海环保局非常重视这项工作，还专门发了一个文件——《关于做好企业拆迁、防治土壤污染的函》。
土壤修复方案，总结起来我们一共为世博园区土壤修复做了三类工程方案，一个是世博园区超过B级标准场地污染修复工作方案，这个工作的主要部分在实际过程中得到了应用。二是世博园区场馆土壤修复和维护方案，方案中我们贯彻了分级处理的理念。三是城市最佳实践区的土壤固化/稳定修复工程方案。
如果说第一个方案是我们更多借鉴和参考国外同种类型的场地修复经验的话，第二个方案则更多地融入了我们自己的思考和理念，第三个方案则是完全是由我们自主研发，并实施的工程案例。当然修复过程中，管理指导很重要，由上海世博土控公司和我们单位以及上海环境集团共同制定了土壤修复管理大纲，对土壤修复过程中一些工程目标、内容、责任、进度等进行了规定，还有整个土壤技术方案、工艺路线、工程设计等进行了详尽分析和说明，另外从管理、组织体系、保密制度上也做了规定，这个大纲为上海世博园区土壤修复顺利推进提供了保障。
此外，污染场地的施工跟我们一般土方工程的施工有很大差别。世博园区的土壤修复是一项浩大的工程，投入很高，难度也很大，工期时间紧，任务重，如何保证工程质量，这也是非常重要的工作，我们也专门对工程监理编制了指导性的文件。第三方监测和验收，包括任何出入世博园区的土壤都要进行监测，对地块挖掘清理之后它的边界和底部也要进行监测和评估，最后修复完毕之后有一个验收，验收的时候我们也是要进行监测和评估的。
第四部分工作，我想讲一下世博土壤修复技术研发和应用。世博场地里面的土壤污染主要分两大类，一个是重金属，一个是多环芳烃。根据这个特点，考虑到世博工期紧张的现实情况，当时我们考虑了一些技术，主要有以下几种，一个是挖掘-后续处理，这个是世博土壤修复采用的主要方法。二是生物堆技术，三是稳定固化技术，四是淋洗技术，这个是在我们维护方案里做的，但是这个方案并没有实施，后续也没有跟进研究。五是土壤电动修复技术，这个到现在也没有应用，但是我们的研究一直在持续。六是蒸汽抽提技术，这个当初也没有应用，我们研究也是在持续。
关于挖掘-后续处理技术，因为相对比较简单，我就不再介绍了，重点讲后面的技术。生物堆技术，这个技术是针对多环芳烃类污染物，实验室的研究主要是由环保部南京所蔡院士完成的，模拟了在添加EM菌、复合肥、绿肥、秸秆和调节空气流量的情况下，对土壤中BaP和DBA的降解情况。工程化的研究，是当时我在上海宝山做的中试研究，根据前期研究的结果，我们构建了添加EM菌、营养液、绿肥、释氧剂等生物堆，主要目的是要确立在工程应用条件下通风系统、供液系统、土壤调理等关键工艺参数和设计。目前，当时暂存的世博园区污染土壤正在考虑采用该技术进行处理。
接下来讲稳定/固化技术，当时这个技术的研发和应用是我负责的，我们那时候查了很多文献，也找了很多资料，但是如何应用实施，这些施工细节是非常缺乏的，我们基本是完全靠自己摸索建立的，当时压力是非常大的。首先是稳定/固化剂的研发，当时我们研发了两种，一个是GS01，一个是GS02，01是固化成型，02是稳定化不成型，系统研究了稳定固化剂处理世博污染土壤的浸出毒性、力学指标、物化性能及机理等，确定了合理的添加比例。
当然对稳定固化剂也做了表征研究，这个我们当时也形成了一些专利。稳定/固化技术我们后来又有了进一步的发展，我们知道稳定/固化技术只能改变污染物的形态，不能降低它的总量，我们后来发现在材料里面加上一些纳米铁之类的材料，可以在一定程度上消减氯代、溴代有机物的含量，使它的总量有所下降，这个是稳定固化技术比较前沿的东西，我们也形成了一些专利。
实施的实际工程位于城市最佳实践区，也就是原来的南市发电厂场址，最早是南市灯泡厂，1897年建立的。大家经过南浦大桥的时候，你会发现一个很高的温度计，这就是电厂的大烟囱，后来保留下来，变成了世博会的气象景观塔。
修复场地范围有5400平方米，深度是1-4米，污染物主要是重金属，我们确定的技术路线是稳定化-外运-路基材料，修复土壤的体量是1.24万方，这是我们当初模拟的包括工程设计的图片，实际上这个场地我们在实际执行的时候，基本所有复杂的情况都遇到了，很多情况也是第一次遇到，怎么解决?我们建立了很多程序和方法，比如场地物探作业方法、现场放样方法、挖掘作业组织方法、土壤稳定化实施规范、回填土施工技术要求、修复后养护办法等等，建立了一系列规范和方法，应该说城市最佳实践区的土壤修复工程，是我们国家实施的第一个大规模土壤稳定/固化工程，也建立了我们院该技术上的优势，为国家实施类似工程提供了参考和借鉴，后来中国环境报专门对此做了报道。
另外我也提一下电动修复技术，当时考虑到固化/稳定化技术不能去除污染物，电动技术则是一种可以去除重金属的技术，但是该技术存在一个最关键的技术瓶颈，在修复过程中，特别是阴极电解过程中，PH值会升高，氢氧根离子进入到土壤中会和重金属结合成沉淀物，过早地沉淀，这个问题我们也称之为偏极效应，它极大的降低了重金属去除率，二十年来，专家学者们想出很多办法解决这个问题，我归纳了一下主要有3类：一个是缓冲液法，二是离子交换膜法，三是交换电极法，在实验室里这些方法确实取得了很好的效果，极大地提高了污染物的去除率，但是并没有得到很好的应用，问题主要是两方面，一是设计上过于复杂，工程可操作性差。二是在大部分研究中，阴极和阳极间的距离太小，修复大面积场地时使用的电极数量巨大，经济上难以承受。后来我提出了一个新的构想，在导电电极上附着一层活性材料构成一体式电极，我称之为可渗透反应复合电极，该法有很好的pH值控制和捕获重金属的作用，另外还有工程可操作性，很方便的插入和拔出，而且材料还可以再生利用。
这是我们研究的均匀电场和非均匀电场的一个情况。针对不同的电极构型我们也进行了模拟。实际污染场地电极布设基本单元一个是点状的污染晕，一个是移动的污染羽。假如说这是一个场地的话，我的电极可以很方便的插到土壤中，然后修复一定时间后，可以更换电极，还可以方便地拔出实现重金属的彻底去除，这个电极上的活性材料还可以回用，这项技术我们正在进行中试研究，这个项目先后获得了一些项目的支持，获得了三项国家自然科学基金的支持，今年还申请到了上海市自然科学基金和上海市人才发展基金。我们形成了六项发明专利，一项新型实用专利。
最后是挥发性有机物，当时我们做了一些思考和设计，后来市环保局资助了我一个重点项目，我就开发了这台处理设备，是采用蒸汽的方法，加热到很高温度，蒸出的有机物在负氧状态下被抽提出去，经过净化后排放，可以较为快速地去除土壤中挥发性、半挥发性有机物。
另外，我们在长期研究的基础上，和环保部南京所共同编制了“场地土壤污染修复技术导则”，这个文件中的许多部分和技术描述都源自于我们在上海世博园区场地污染土壤修复的研究和实践。
到今天，世博园区土壤修复工程已经过去七年了，与全国正在兴起的土壤修复的热潮相比，我们当年所做的科学研究和工程实践似乎略显稚嫩和粗浅，但是我觉的我们的工作是非常沉稳和踏实的，给我们留下了很多的经验和可供参考的思路。我们当初建立的规范、标准、导则，不仅指导了世博园区的土壤修复，也在国家层面上产生了深远的影响。我们确立的一些方法和修复技术，在实际的工程当中也得到了应用。总结起来，我们形成了3点东西，一个理念，也就是基于健康风险的场地修复理念;两个思路，形成了对大型工业场地修复的技术思路和管理思路;如果说是经验的话，我们有三点，那就是场地修复的管理经验、技术经验和工程经验，这其实也就是一个从科学研究到工程实践的过程，也是一个从个案到一般的过程。应该说世博园区土壤修复，在我们国家污染土壤修复的历史上，或许不是原点，但一定是个转折点。
报告人简介：
付融冰，现任上海市环境科学研究院总工程师办公室(科学技术办公室)主任。主要从事土壤与地下水污染防治与修复、重金属污染防治、水污染控制技术研究与应用。先后主持国家自然科学基金项目2项、上海市人才发展资金项目1项、上海市自然科学基金项目2项，主持和参与世博科技专项、市科委重大攻关项目、市环境保护重大项目、世界银行项目及其他各类项目20余项。为主承担了上海世博会园区污染土壤修复技术的研发与应用，获得“世博科技保障先进个人”称号。
原标题：上海世博会园区土壤修复：科学研究与工程实践
