污染场地修复工程技术经济评估方法

环境保护工程

Environmental Protection Engineering

污染场地修复工程技术经济评估方法

张

军，王

瑀，安

琳

100044）

（北京城市排水集团有限责任公司，北京

摘要：近年来，随着城市化进程的加速，许多原来位于城区的污染企业从城市中心迁出，产生了大量污染场地。这些污

染场地的存在带来了双重问题：一方面是环境和健康风险；另一方面是阻碍了城市建设和地方经济的发展。解决污染场地问题的最直接方法是场地修复。污染场地修复工程技术经济评估工作对修复项目的技术选择以及立项和实施具有非常重要的作用。简述了污染场地修复领域的现况、技术经济评估方法及主流修复技术。关键词：污染场地；技术经济评估；修复技术中图分类号：X 53

文献标志码：B

文章编号：1009－7767（2012）02－0084－05

Technical and Economic Assessment of Restoration of Contaminated Sites

Zhang Jun ，Wang Yu ，An Lin

环境污染已成为一个日益严重的问题。近年来，随着城市化进程的加速，许多原来位于城区的污染企业从城市中心迁出，产生了大量污染场地。这些污染场地的存在带来了双重问题：一方面是环境和健康风险；另一方面是阻碍了城市建设和地方经济的发展。解决污染场地问题的最直接方法是场地修复。国外污染场地修复的实践证明，污染场地的治理和修复要花费巨额投资。美国在20世纪90年代用于污染场地修复方面的投资达近1000亿美元；荷兰在20世纪80年代已投资15亿美元进行土壤污染的修复；德国在1995年一年就投资60亿美元净化土壤污染。今年，由于地震和海啸导致的日本核泄漏事件，更是把污染场地修复工程的重要性鲜明地摆在全人类面前。

从我国技术经济现状考虑，我国还不具备对污染场地进行大规模全面修复的技术力量和经济实力。污染场地修复工程技术经济评估工作对修复项目的技术选择以及立项和实施具有非常重要的作用。

污染状况十分严重。有些场地污染物含量非常高，有的超过有关监管标准的数百倍甚至更高，污染深度甚至达到地下十几米，有些有机污染物还以非水相液体的形式在地下土层中大量聚集，成为新的污染源，有些污染物甚至迁移至地下水并扩散导致更大范围的污染。按照主要污染物的类型来划分，我国城市工业污染土地大致可以分为以下几类：

1）重金属污染场地；

2）持续性有机污染物污染场地；

3）以有机污染为主的石油、化工、焦化等污染场地；4）电子废弃物污染场地等。

由于土壤污染具有滞后性，而且过去在土壤污染物的识别和监测中还存在诸多困难，使得土地污染问题在过去受到关注较少[2-3]。工业企业搬迁遗留遗弃场地是近年来我国城市化进程加速的产物。污染企业搬迁在各大中城市得到了大力实施，如海河流域的北京和天津、东北老工业基地、长江三角洲和珠江三角洲。污染土地的环境问题已经成为土地再开发过程中的一个障碍。目前一些位于城市中的老工业区由于污染问题迟迟不能进行再开发。环境污染（包括地下水、土壤、危险废弃物和一般固体废弃物的持续倾倒）以及土地所有者与开发商的责任问题都成为原工业用地再开发及城市发展的障碍。城市中污染土地的遗弃及其延迟再开发，还会产生更为深远的社会影响，诸如

1我国污染场地及修复工作状况

自20世纪50年代以来，随着工业化和现代化进

程的开始，我国城市中逐渐出现了大量的被工商业污染的土地，其具体数量目前还没有全面的统计数据。当时，大多数工厂建在城市的周边地区，这些生产历史悠久、工艺设备相对落后的国营老企业，经营管理粗放，环保设施缺少或很不完善[1]，因此，造成的土地

84

2012No.2（Mar. ）Vol.3

环境保护工程

Environmental Protection Engineering

生活环境差、就业机会减少甚至增加社会不稳定因素等等[4-6]。

我国土壤修复市场目前尚处于试验阶段和市场培育阶段。近年来，在政府财政支持下，我国开展了多个类型场地的修复技术设备研发与示范项目。尽管可以罗列的土壤及地下水污染的修复技术很多，但实际上，经济实用的修复技术很少。我国目前应用比较成熟的修复技术是以挖掘后异位处理处置为主，多种原位修复技术尚处于研究开发阶段。一些国内及国外环保企业积极开展土壤修复工程实践，并对土壤修复市场进行培育。发达国家开展土壤修复早于我国几十年。在污染土地修复治理方面，已经开发了多种较为成熟的技术，积累了大量宝贵经验，形成了一个产业[7-10]。

目前，我国行之有效的针对污染土地管理的制度和法规尚在逐步建立和完善过程中，仍有一些问题需要解决。开发适合我国实际，费用、效益好的修复技术仍然处于起步阶段[11]。我国应该充分利用世界先进的技术和设备，积极与土壤修复产业发达的国家开展技术合作，尽快推动土壤修复技术的进步与市场的完善。

该类项目监测难度大、维护成本高、见效缓慢、技术的长效合理性难以判断，因此，技术经济评估难度大，难以形成全面统一的标准。目前，我国尚未正式出台相应的技术经济评估规范性文件。对于该类项目，还只能参考现有类似规范进行评估。通过对该领域相关政策、法规、方法的研究分析，污染场地技术经济评估应该充分考虑以下方面：

1）对环境污染造成经济损失的估算必须进行；2）根据具体项目情况，进行综合、长效的分析，选

择最佳技术手段；

3）对于工程投资可采用恢复费用法进行估算；4）通过建立环境经济补偿的长效机制进行后续

保障。

2. 1估算方法

估算环境污染造成的经济损失是环境经济学中

重要的研究课题，是直接为环境决策中计算环境改善带来的效益服务的。目前我国有关课题研究均采用直接估算法。从实践来看，应用这种方法需要大量反映环境污染程度与环境功能损害两者之间关系的定量资料，而目前我国尚缺乏这方面较完整的数据，严重影响估算精度。此外，对于损失项目、估算参数和方法的选择也缺乏规范性。由于这些原因，造成不同作者的估算成果之间存在很大差异，有时非常悬殊。

目前，环境污染估算常用方法有以下3种：

2010年4月26日，国家发改委牵头启动生态补偿条

例的起草，意味着我国生态补偿制度在经历了漫长的讨论与摸索之后进入到立法准备阶段。

2技术经济评估方法

技术经济评价又可称为项目经济评价，是指在工

程项目或设计方案投资决策过程中，采用现代分析方法对项目方案在计算期（包括建设期和生产期）内的经济效果所做的测算与分析。技术经济评价是可行性研究的核心内容，是项目方案投资决策的重要依据[12-13]。在环境工程项目中，为了提高工程的经济效益，采用先进的技术，以节约工程建设的造价，降低运行成本和节约经常性的维护费用。但是，在某些情况下，采用先进的技术还必须与当地的客观条件相适应。例如，海水淡化技术是至今还在发展的新技术，就目前情况看，它的制水成本还较高。对于严重缺乏淡水资源的海岛和沿海地区来讲，就地采用淡化技术比从大陆输水还是经济的，但对于淡水资源丰富的地区，尽管海水淡化是一项新技术，却不会被采用[14]。又如，有些污水处理新土艺尽管处理效果很高，但需占用较多的土地，对于用地紧张的地区来说就无法采用。

污染场地修复工程项目投资巨大、社会影响巨大、环境价值突出、对经济的可持续发展意义重大，同时，

1）直接计算法。

此法是建立在污染区与清洁区有关指标的对比计算上。为此，应按有关指标选择与污染区非常相似，但具有不同的污染程度的区域作为对比区。一般来讲，应为每项损失选择相应的对比区。在估算人体健康损失时，对比区的选择应考虑居民的职业和年龄的构成、气候特点、生活习惯、卫生医疗设施水平等项条件。在估算市政设施损失时，应根据居民住房和公共设施水平，城市规模、人口和占地、公共交通、通讯和绿化等项条件，选择对比区。在估算农业损失时，首先应考虑企业规模、收入水平、动力装备程度、土壤类型、供水状况、牲畜种类和头数、农作物施肥等项条件。为了消除诸如企业经营管理水平等因素的影响，应在不同企业内选择对比区，再取其平均数。估算时应收集不同时期的多年数据为依据，以提高损失估算的精度。在估算林业损失时，选择对比区应考虑土壤类型、施肥水平、地下水深度、湿度、地形地貌、经营条件、树木

2012年第2期（3月）第30

卷

85

环境保护工程

Environmental Protection Engineering

组成、年龄等级、森林密度等项条件。环境污染造成的经济损失（Y ）由物质损失（Y 物）、生产损失（Y 生）和国民经济损失（Y 国）组成即：

广应用与修复过程中的技术选择非常必要。在实际的场地修复过程中，修复技术的选择会受到政治、经济、社会等因素的影响，随着时间的推移，人们对同一技术的认识也会有所变化。因此，若想获得污染场地的最佳修复方案，必须对场地修复技术的筛选程序有深入的认识。

场地修复技术筛选应发生在场地修复项目的可行性研究阶段。应作为可研批复的先行条件，宏观上应综合考虑以下因素：①短期效果；②长期效果；③污染物毒性、迁移性和数量的减少程度；④可操作性；⑤成本；⑥符合应用与其他相关要求；⑦全面保护人体健康与环境；⑧政府接受程度；⑨公众接受程度。

Y =Y 物+Y 生+Y 国。

物质损失包括原材料、半成品和产品的散失。生产损失包括生产用房损失、机器磨损损失、减产损失和健康损失等。国民经济损失则包括农业和林业损失、住宅与公共事业损失、工业损失和人体健康损失，即：

Y 国=Y 农、林+Y 公+Y 工+Y 健。

各项损失估算的一般公式为：

Y =Л×P 。

式中：Y 为经济损失值；Л为损失指标；P 为单位损失指标的货币价值。

一般来讲，物质损失和生产损失仅占总经济损失的8%～12%，而国民经济损失占88%～92%。每次应用直接估算法都需要重新收集国民经济各个部门的大量数据，为此需投入大量人力和时间，但是这种方法比较实用、简单，是分析计算法和经验估算法等其他估算方法的基础。

2. 3恢复费用法

由于环境经济损失评估是一项难于计算的工作，

可以利用恢复费用法反算地质环境经济损失。即综合分析研究污染场地控制与修复措施，全面考虑清除污染源、处理工程、监测工程等各项费用，根据项目具体情况确定修复工程持续时间，按照现有造价体系进行投资估算。这种方法计算简单，便于操作，但项目范围和修复工程持续时间的确定非常重要，对项目的最终效应和总体投资影响巨大，需要多方面共同研究确认。

2）分析计算法。

此法依据多因素分析原理，建立环境污染数学模型，建模过程中要筛选影响环境污染的各项因素，要使观察点数超过十倍于影响因素。应用分析法估算环境污染造成的经济损失，必须具备各项损失与其影响的环境污染参数之间的因果关系资料，在此基础上建立环境污染损失估算体系。为此，必须开展定点监测试验研究。

2. 4生态补偿

为了更好、更全面的解决污染场地修复问题，全社

会需要建立起生态补偿的意识与机制。在生态学上，生态补偿分为生态系统的内部补偿机制和外部补偿机制。其中，生态系统的内部补偿机制是指自然生态系统由于外界活动而遭干扰、破坏后的自我调节、自我恢复。生态系统的外部补偿机制是人类为了推进和加速生态系统的内部自我补偿机制，恢复与重建生态系统，所进行的生态建设活动的总称。生态补偿给恢复和重建生态系统的人带来一定的成本费用，表现为劳务和物质的付出，它的实质是实现经济价值补偿生态价值的过程。生态补偿是为了恢复和重建生态系统，使生态系统具有良好的物质、能量循环功能和自净功能，使生态系统保持高的能量转化率、物质积累率和最大的自净能力，这就是生态效益；而经济效益要求在保持良好的生态环境的基础上提高环境资源的利用率，使投入和产出最大化。所以生态补偿中，要用最大的投入换来最大的生态效益，用生态效益更好地为经济效益服务，同时良好的经济效益又能为生态补偿提供经济基础，这符合可持续发展的要求。所以，评判生态补偿

3）经验估算法。

应用经验法估算环境污染损失的基础数据是各项污染承受项目和物体的单位损失（标准定额）。所谓单位损失（又称比损）系指按一定结构组合的污染物质给一定污染程度区域内各项国民经济部门和设施带来的经济损失。应用经验估算法之前，需根据实际监测资料绘制污染物含量等值线图，在含量等值区内计数承受物体的数量，在此基础上估算环境污染造成的经济损失。

2. 2技术选择

污染场地修复技术的筛选是污染场地修复工程的

关键环节，决定着场地修复的成败．场地污染物类别的复杂性决定了采用的修复技术的多样性．目前，污染场地修复技术的种类繁多，新型的修复技术时有出现，对污染场地修复技术进行系统分类，对于修复技术的推

86

2012No.2（Mar. ）Vol.3

环境保护工程

Environmental Protection Engineering

机制的生态经济学原则应该是生态效益和经济效益相结合。

物进行矿化，还可把重金属元素和其他无机物从土壤中吸收并富集到地面上。目前该技术还处于试验研究阶段，主要用于污染程度为低—中等的、分布面积广、在其他处理方法都不经济的地段采用。该技术的最大优点是处理成本低，主要缺点是植物的落叶会引起二次污染。

3污染场地修复技术

目前国内外对污染场地的修复通常包括污染土

修复和含水层净化两个方面。污染土常见的处理技术目前大致可归纳为6类，即微生物修复技术、化学处理技术、物理分离技术、固化/安定化技术、高温处理技术、植物修复技术等。而污染地下水的修复方法主要有

5）固化/安定化处理技术。把污染物裹限在某种介

质中（如土、玻璃、沥青、水泥块等建筑材料中）。处理后，需要对固化体进行强度和其中的有毒有害物质渗出的危险性进行测试。污染土的S/S的处理既可就地进行，也可开挖转移到异地进行。目前污染物的S/S处理技术主要有6大类：基于水泥的固化技术；基于石灰的固化技术；改性黏土技术；热塑技术；热固树脂技术；玻璃化技术。

5项：注气法、原位微生物修复技术、两相蒸气提取法、

原位氧化法、原位反应墙技术等。

3. 1污染土的修复技术

传统的处理方法是把污染土挖出并运到其他地

方作填土处理，其实这种处置方法并不能把污染土净化，只是把污染从一个地方转移到另外一个地方而已。目前新的污染土的处理方法很多，而且随着时间的推移，新的方法还不断涌现。据统计，目前大量用于实际和试验研究的主要有：

6）高温处理方法。

①焚烧法：包括异地焚烧和就地焚烧两种，都是

利用高温（970～1200℃）把污染物中的卤代化合物或其他难溶有机物热解焚毁（在氧气作用下）及挥发出去。只要操作恰当，利用该办法清除和焚毁污染物的效率可达到99.99%。其中多氯联苯（PCBs ）等的去除率可达到99.9999%。

1）微生物的修复技术即利用微生物把污染土中的

有机物进行降解。在处理过程中，微生物把其中的有机污染物作为食物源，处理的最终产物主要是水和二氧化碳。根据处理方式的差异，又进一步分为以下两个亚类：异地微生物修复技术和就地微生物修复技术。污染土壤的微生物修复技术主要用于有机污染土的处理，尤其是对于那些含有能被微生物降解的有机污染土的处理很有效。目前，国际上也有一些学者正在研究如何利用该技术处理重金属污染土。

②等离子体高温进行金属回收：该技术属于热处

理过程，已在商业上用于处理焚烧灰。操作时利用等离子体产生的热（1500～1600℃），把土壤中的污染物转化为含金属的烟尘或（和）有机气体的形式从土壤中清除出去。所转化形成的有机气体可作为燃料，而含金属的烟尘可进行回收利用。

2）化学方法主要通过氧化/还原反应把土中具有

危害性的污染物转化为无毒或低毒的化合物或使之形成化学性质稳定更高，迁移性更弱的新的化合物。常用的氧化剂有臭氧、过氧化氢（双氧水）、次氯酸盐、氯气和二氧化氯高锰酸钾等。其中常见的两种氧化处理技术为：氰化物处理和脱氯作用。

3. 2污染地下水的修复技术

地下水污染修复花费巨大，每个场地的花费约为

10万至100万美元以上，而且传统的修复技术即抽水-处理技术，是把污染的地下水抽到地表进行处理，同时把干净的地表水注入含水层内。这种方法经常不能彻底地净化含水层。目前新的处理方法主要有：注气法、原位微生物修复技术、两相蒸气提取法、原位氧化法、原位反应墙技术等5项。

3）物理技术分离即利用物理方式把污染物从土中

转移出去。目前常用的有以下几种：就地水溶液冲洗；异地水溶液冲洗法；土壤中蒸气提取法；注入热气法；控制法修复油类污染物；溶剂提取法；热解吸法；电动力学技术。

1）注气法即把空气或氧气注入含水层。喷射注入

的气体转化为气泡后可把地下水中的挥发性污染物提取出来，然后利用土壤蒸气提取法中的提取孔和气体收集系统把逸出的气体收集，待作后期处理。

4）植物修复技术即利用植物把壤中的污染物进行

吸收、转移、聚集或降解。这包括了在植物的影响下（根茎范围内）所发生的有利于污染物质清除的一切生物作用、化学作用和物理作用。植物可把有毒的有机化合

2）原位微生物修复技术通常与注气法配合，在操

作时需要把微生物生长所需要的营养物质和氧气从

2012年第2期（3月）第30

卷

87

环境保护工程

Environmental Protection Engineering

井孔中注进含水层，以提高本地原有的微生物的活性，增强其降解有机污染物的能力。该技术也被称为注气微生物修复技术。其优点是：设备安装简单、历时短、注气量小、成本低、不需要把地下水抽出或向含水层注水。

诸多挑战。要实现污染场地的有效管理，必须尽快完善土壤环境标准体系，污染场地管理体系和污染场地修复技术体系的三元结构，亟待开展的有以下几方面工作：

①加速完善中国的环境标准体系；②加快构建中国污染场地管理体系；

③推动环境污染损害鉴定评估机构的全面建设；④开展试点示范、培训、交流和宣传活动；⑤加大中国污染场地修复技术体系研究力度

。

参考文献：

[1]谢剑，李发生. 可持续发展—东亚及太平洋地区研究报告：中

国污染场地的修复与再开发的现状分析[R].华盛顿：世界银行，2010：13-15.

3）两相蒸气提取法即采用真空设备把以液态形式

存在的污染物（在饱和带中）和以气相形式存在的污染物（在非饱和带中）同时抽取出来。该技术的优点主要是：①处理时间短；②对场地的破坏程度减少到最低程度；③能应用于建筑物之下和其他不能开挖的场地；④能处理浮在地下水面上的污染物，且能与其他方法联合使用以缩短处理时间和提高处理效果。该技术的主要缺点是：①抽出的污染气体处理费用可能较昂贵；②油/水的分离费用以及所抽出的大量地下水的处理费可能很高；③操作时需要进行大量的检测和控制手段（包括气流速度检测、真空度监测、挥发性气体的温度检测、抽出气体中的氧气和二氧化碳的含量测定、采集气样等）。

[2]袁建新，王云. 我国土壤环境质量标准现存问题与建议[J].中

国环境监测，2000，16（5）：41-44.

[3]陈怀满，郑春荣，周东美，等. 关于我国土壤环境保护研究中

一些值得关注的问题[J].农业环境科学学报，2004，2（5）：

15-17.

[4]夏家淇，骆永明. 关于土壤污染的概念和3类评价指标的探

讨[J].生态与农村环境学报，2006，22（1）：87-90.

4）原位氧化法即利用氧化剂把溶解于地下水中的

有机污染物迅速氧化。常用的氧化剂为高锰酸钾。该技术的主要优点是：可处理含水层中不能溶解的污染物质，而传统方法即抽出-处理只能处理溶解态的有机物。

[5]夏家淇. 土壤环境质量标准详解[M].北京：中国环境科学出

版社，1996：8-15.

[6]王国庆，骆永明，宋静，等. 土壤环境质量指导值与标准研究

[J].土壤学报，2005，42（4）：666-673.

[7]Debra M ，Garlo P. 实现可持续的城市发展：从褐色地带到环

境管理[J].产业与环境，2001，23（1/2）：19-21.

5）原位反应墙技术即在含水层中（垂直于水流方

向上）建筑一个或多个具有渗透性的、含有去污物质的墙体，一旦地下水流经该墙，其中的污染物质就会与墙内的物质发生化学反应而被净化除掉。例如利用铁屑和砂充填的反应墙，可净化流经它的卤代烃化合物。

[8]伦纳德奥托兰诺. 环境管理与影响评价[M].北京：化学工业

出版社，2004：5-7.

[9]张谦益. 土地置换和城市可持续发展[J].城市规划，1997（3）：

48-52.

[10]田洁，刘晓红，姜连忠. 城市用地置换的特点、问题与对策

研究[J].城市规划，2000，24（8）：13-16.

4建议与结论

1）污染场地的处理方法很多，使用时需根据具体

的场地条件、污染物的类型和含量来选择恰当的方法。不同的处理方法，成本往往相差很大，使用时需要慎重考虑。无论是选择哪一种技术，场地的修复费用均不低，因此防止污染才是上上策。往往在处理污染土时，也同时对其孔隙中的地下水进行了处理，这时的水处理和土处理难以区分。因此没有必要分清该技术是用于处理污染土的还是用于处理污染地下水的。我国在污染场地的修复方面的研究和应用目前还很欠缺，建议加大这方面的资金投入。

[11]赵沁娜，杨凯. 中美城市土壤污染控制与管理体系的比较研

究[J].土壤，2006，38（1）：6-10.

[12]卫小兵. 建设项目可行性研究案例与理论探讨[D].成都：西

南财经大学，2006：6-8.

[13]周海晶. 工程项目投标决策的技术经济评价研究[D].成都：

四川大学，2004：8-9.

[14]沈文钢. 浅析环境工程技术经济评价相关理论[EB/OL].

[2011-08-24].http ：//www.cqvip.com/Main/Detail.aspx?id=1000921487.

收稿日期：2011－11－22

作者简介：张军，男，工程师，学士，主要从事污水、再生水、污泥项目

及其管线的规划、建设及管理工作。

2）目前，我国关于污染场地环境修复的政策、法

规和技术框架还不够完善，污染场地的修复依然面临

88

2012No.2（Mar. ）Vol.3