Page 287 - 《环境工程技术学报》2023年第1期

第 1 期 马迅等：退役油制气场地原位燃气热脱附应用效果 · 283 ·

的加热处理，对修复后土壤进行自然降温，整个过程 量损失越大，土壤升温速率越慢。到加热中期（20～
合计 约 203 d。加热和降温过程中对场地地表以下 40 d），土壤中的地下水在加热井热辐射过程中，逐渐
1、3、5、8、1 和 16 m 处土壤的冷点温度进行监测， 由下层蒸发到上层，导致土壤上层的热量散失，进而
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不同深度土壤平均温度随时间的变化见 图 6。运行 导致土壤升温速率缓慢。故在加热中期土层的升温
期间原位热脱附区 域 0～8 m 污染土壤目标温度为 速率从大到小依次变为中层、上层和下层。在加热
d
140 ℃，8～16 m 污染土壤目标温度 为 100 ℃。 后期（40 以后），土壤上、中、下层的升温速率逐渐
升高，直至趋于目标温度并稳 定 5～7 d，以利于其他
残留的易挥发性有机物的去除 [23] 。热脱附系统熄火
后土壤自然降温，不同深度的冷点温度逐渐降低，至
约 190 后逐渐趋于稳定。
d
综上，场地内地下水的赋存情况是导致不同深
度土壤温度变化不一致的直接原因。由于地下水的
比热容相较于土壤明显偏高，其升温所需要的热量
远多于土壤，故土壤中水分越多，加热升温越缓慢。
图 6 不同深度土壤温度随时间变化曲线
本场地修复施工前的地下水水位 为 2～3 m，修复施
Fig.6 Variation curve of soil temperature with time at
工开始后随着抽提系统的运行，地下水水位不断降
different depths

低，故上层土壤的温度会随着地下水位下降而快速
从 图 6 可以看出，不同土层的温度都最终达到
升高，下层土壤的温度会随着地下水位的下降缓慢
或接近目标温度，其中场地地表以 下 0～8 m 的土壤 上升。
温度均达到 了 140 ℃ 上层土壤的目标温度，场地地 2.2 不同采样情形下土壤中污染物浓度的变化
表以 下 8～16 m 处土壤温度达到 了 100 ℃ 的下层土 加热系统停止运行前进行第一次土壤采样，随
壤目标温度。从上往下，土壤升温的速率逐渐下降； 后样品送第三方实验室进行检测。采样时现场温度
熄火后土壤降温的速率也逐渐下降，最后趋于平稳。 均达到设计温度，即上层土壤（0～8 m）温度 为 140
在加热初期（0～20 d），土层的升温速率从大到 ℃ 以上，下层土 壤 (8～16 m 温度 为 100 ℃ 以上。
)
小依次是上层（1～3 m）、中层（5～8 m）和下层 从 表 5 第一次土壤采样结果可以看出，修复后场地
（12～16 m）。这是因为原位燃气热脱附在加热过程 特征污染物浓度较修复前明显降低，污染物去除率
中伴随着土壤中地下水流动，使其在加热过程中损 为 95.45 % 以上，所有目标污染物的浓度均达到修复
耗热量，随着土壤深度的加大，地下水流速越快，热 要求。

表 5 第一次土壤采样结果
Table 5 Results of the first soil self-test sampling
S6 S11 S3
污染物 修复前/ 修复后/ 去除率/ 修复前/ 修复后/ 去除率/ 修复前/ 修复后/ 去除率/
(mg/kg) (mg/kg) % (mg/kg) (mg/kg) % (mg/kg) (mg/kg) %
苯并（a）蒽 47.85 ND 100 58.06 0.01 99.00 90.33 1.23 98.63
苯并（a）芘 123.01 1.53 98.76 90.03 2.53 97.19 45.22 0.33 99.27
苯 34.33 0.33 99.04 123.23 3.48 97.18 10.11 0.46 95.45
间/对二甲苯 100.01 3.33 96.67 78.00 0.12 99.84 32.23 0.99 96.93
萘 80.88 0.78 99.04 55.12 1.43 97.41 98.89 0.73 99.26
注：ND表示未检出，下同。

原位燃气热脱附在加热过程中，若土壤温度处 同温度对土壤修复效果的影响尤为重要。
于较高的状态，一方面会有利于吸附在土壤中的挥 在加热系统停止运行 后 3 个月，进行第二次土
发性有机污染物的去除，另一方面会给土壤生态系 壤采样，自检结果全部合格，特征污染物去除率为
统和土壤养分造成一定程度的伤害。但是当土壤中 97.43%～100%（ 表 6），此时现场平均温度均达 到 50
温度降低到一定水平时，未被抽提干净的污染物会 ℃ 以下，最低温度 为 30 ℃。在加热系统停止运行
再次吸附到土壤中造成二次污染 [23-24] 。因此，验证不 后 4 个月，进行第三次土壤采样，现场土壤温度最高