《焦化污染土壤多環(huán)芳烴生物修復智能監(jiān)測預警技術指南編制說明》

焦化污染土壤多環(huán)芳烴生物修復智能監(jiān)測

預警技術指南

（征求意見稿）

編制說明

標準起草組

2023年9月

1任務來源

根據國家重點研發(fā)計劃“基于‘大智物云’的焦化污染場地生物修復一體化智

能裝備研究（2020YFC1807900）項目”的任務需要，由中國環(huán)境科學研究院作

為標準承擔單位，北京工業(yè)大學、河南省科悅環(huán)境技術研究院有限公司、天津

大學、北京建工環(huán)境修復股份有限公司、天津壹鳴環(huán)境污染治理有限公司、北

京化工大學為標準協(xié)作單位，聯合參與《焦化污染土壤多環(huán)芳烴生物修復智能

監(jiān)測預警技術指南》標準編制工作。

2標準制訂的必要性分析

近年來，日益突出的土壤污染問題已對生態(tài)環(huán)境、農作物產量和質量、人

體健康、城市建設和社會經濟可持續(xù)發(fā)展構成嚴重威脅，國內外越來越重視污

染場地的危害性，并逐漸建立了相應的法律法規(guī)體系來管理修復污染場地。但

是，目前土壤修復過程中普遍存在數據信息采集實時性不強、數據信息反饋機

制缺乏、復雜信息處理與快速決策能力薄弱等問題，指導和規(guī)范有機污染土壤

生物修復智能監(jiān)測預警系統(tǒng)的設計與運行方面的標準缺失，影響了相關工作的

開展與推進。

土壤污染治理與修復已成為國際環(huán)境領域的研究熱點。我國土壤污染防治

工作較歐美發(fā)達國家起步晚，缺乏經濟有效的土壤修復產業(yè)化成熟經驗。目前，

在多環(huán)芳烴等有機污染土壤的生物處理過程中，環(huán)境因素（溫度、pH、水分、

溶解氧等）對微生物活性具有顯著的影響，微生物對有機污染物的降解過程尚

缺乏合理的智能監(jiān)測預警方法，一方面阻礙了自動化設備的推廣，另一方面降

低了污染土壤的處理效率。亟需制定污染土壤修復智能監(jiān)測預警技術指南，指

導和規(guī)范有機污染土壤微生物修復智能監(jiān)測預警平臺的設計與運行。

研究焦化污染土壤多環(huán)芳烴微生物反應器，構建監(jiān)測預警系統(tǒng)，對強化微

生物反應器中的土壤泥漿、廢水、廢氣的監(jiān)測指標、位置、數據密度條件的設

置進行設計規(guī)定，可提高監(jiān)測數據質量，保障微生物反應器的高效安全運行，

為污染土壤修復處置全過程的智能控制提供穩(wěn)定的數據支撐和技術保障。

3編制原則

（1）問題導向性。針對焦化污染土壤多環(huán)芳烴生物修復過程中缺乏合理的

智能監(jiān)測預警方法，構建焦化污染土壤多環(huán)芳烴生物修復智能監(jiān)測預警平臺。

（2）科學合理性。指南內容經過實驗室研究和實際污染場地實踐，使指南

1

有較強的科學性和指導性。

（3）政策相符性。指南內容規(guī)范性引用文件，且構建的智能監(jiān)測預警平臺

用于土壤修復，為環(huán)保產業(yè)相關技術，屬于國家鼓勵的指南。

（4）客觀公正性。指南編制過程按要求執(zhí)行，指南內容按標準規(guī)定起草，

確保標準編制的客觀公正。

4標準編制過程

2021年11月，成立編制組，開展《焦化污染土壤多環(huán)芳烴生物修復智能

監(jiān)測預警技術指南》立項和初稿編制。

2022年2月，編制組向中華環(huán)保聯合會遞交《焦化污染土壤多環(huán)芳烴生物

修復智能監(jiān)測預警技術指南》立項申請和初稿，專家給出修改意見。

2022年3~5月，編制組根據專家意見，對《焦化污染土壤多環(huán)芳烴生物修

復智能監(jiān)測預警技術指南》初稿進行了修改和完善。

2022年6月，編制組向中華環(huán)保聯合會遞交《焦化污染土壤多環(huán)芳烴生物

修復智能監(jiān)測預警技術指南》修改稿，并召開專家論證會，該團體標準獲得立

項批準。

2022年7月~2023年2月，編制組基于“基于‘大智物云’的焦化污染場地生

物修復一體化智能裝備研究”研究成果，進一步完善指南內容形成標準初稿，同

時完成編制說明。

2023年3月，編制組就《焦化污染土壤多環(huán)芳烴生物修復智能監(jiān)測預警技

術指南》進行進一步討論，對標準文本進一步修改和完善。

2023年7月，編制組向中華環(huán)保聯合會遞交《焦化污染土壤多環(huán)芳烴生物

修復智能監(jiān)測預警技術指南》征求意見稿和編制說明，召開技術指南評審會，

專家從技術層面進行審查。

2023年8~9月，編制組對標準文本及其編制說明進行進一步的修改和完善，

編制完成標準征求意見稿及編制說明。

5國內外相關技術規(guī)范研究進展

盡管我國與世界上許多國家一樣，制定了專門的土壤污染防治法并發(fā)布了

一系列關于污染場地環(huán)境管理的標準規(guī)范，建立了基于風險管控的土壤環(huán)境管

理制度和較為完善的法律法規(guī)體系。但土壤修復過程中尚缺乏監(jiān)測預警相關技

術標準。

2

5.1國外土壤污染修復相關技術規(guī)范

為了促進污染場地評估和土壤修復，1996年，美國環(huán)保署頒布了《土壤篩

選導則》作為污染場地評估和修復的標準化指南，用于確定污染場地面積、暴

露途徑和化學污染物濃度等，為場地管理者確定基于風險和特定場地背景的土

壤篩選水平提供了分層次的管理框架。在頒布的《CERCLA修復調查和可行性

研究導則》中詳細描述了修復調查與可行性研究的工作程序和技術要求，包括

工作范圍、場地識別、修復技術方案的制定和篩選、可行性試驗和分析方案等，

指導場地污染修復技術的充分論證。美國材料與試驗協(xié)會（ASTM）制定的

《基于風險和非風險情景下所考慮的修復措施選擇標準》除了規(guī)定了污染場地

的修復范圍和目標，還介紹了修復技術方案編制階段的場地概念模型特點、修

復策略和修復技術篩選原則及方法，對不同類型的污染場地選擇合適的修復技

術具有很好的指導作用。各州也根據自身情況和特點制定了相應的技術規(guī)范，

美國新澤西州的《污染土壤修復導則》將土壤修復技術分為挖掘、污染土壤處

理技術、土壤再利用、限制和控制暴露四類，并分別闡述了每類修復技術的亞

分類和關鍵技術。密歇根州自然資源部制定了《土壤修復效果評估導則》和

《地下水和土壤修復關閉驗收指南》，用于指導土壤污染修復評估及后續(xù)管理。

1996年，加拿大頒布了《加拿大污染場地土壤質量修復目標值制定導則》，

同時考慮了人體健康與生態(tài)受體，取值原則是保護二者之中更為敏感的受體。

1997年，發(fā)布的《污染場地管理導則》詳細描述了污染地塊治理修復過程工程

質量控制、二次污染防控和職業(yè)健康危害防護的內容和方法?！秷龅匦迯图夹g：

參考手冊》與美國新澤西州的《污染土壤修復導則》相似，詳細描述了污染場

地各修復技術的適用性。此外，加拿大還制定了《聯邦污染場地關閉指南》和

《加拿大推薦土壤質量導則》等。加拿大在土壤污染修復方面的相關標準主要

借鑒了美國在此方面的內容，并更加注重健康危害的防護和二次污染問題。

日本制定的《市街地土壤污染暫行對策指南》和《依據土壤污染對策法制

定的調查及措施技術指南》主要針對城市和工業(yè)地域的土壤污染防治問題，規(guī)

定了土壤污染狀況調查、劃定措施區(qū)域和治理措施等。在《土壤環(huán)境質量標準》

中規(guī)定了土壤中鎘、鉛、汞等27種特定有害物質的含量限值，其中只有Cd、

Cu和As等重金屬在農田污染中規(guī)定了濃度限值，其余環(huán)境質量標準均在城市

和工業(yè)用地范疇。

3

除上述國家，其他國家也制定了相應的技術規(guī)范和準則。2008年，澳大利

亞發(fā)布的《現場修復環(huán)境管理導則》介紹了污染地塊治理修復過程中的大氣、

噪聲、地表水、土壤、地下水等介質的二次污染防范方法，并描述了施工過程

的安全健康保護措施。2018年，丹麥環(huán)境部制定發(fā)布的《污染場地修復導則》

主要關注土壤修復過程，涵蓋了管理策略、場地調查、風險評估、土壤、空氣

和地下水質量標準、調查報告編制、修復措施及操作和評估等土壤調查與修復

治理的全過程。英國環(huán)保署于2004年發(fā)布了污染場地管理規(guī)范程序（CLR11:

Modelproceduresforthemanagementoflandcontamination），并于2019年進行了

修訂（Landcontamination:riskmanagement），該規(guī)范從風險評價、修復方案評

估和修復策略實施三個方面為污染場地風險管控提供了規(guī)范的技術框架。荷蘭

在2001年發(fā)布了《工礦企業(yè)土壤污染防治指南》，并于2012年進行修訂，該指

南從土壤污染預防設施和措施兩個方面分析土壤污染隱患，并推薦采用哪些土

壤污染防治措施與設施組合可降低風險，從而指導企業(yè)開展規(guī)范的土壤污染防

治活動。

目前，從污染場地環(huán)境調查到修復后關閉驗收，國外已經頒布了大量相關

的技術文件或導則，形成了較為完善的污染地塊修復制度。在工程監(jiān)理制度方

面，主要側重于修復項目工程質量控制、修復過程二次污染防控和施工人員健

康危害防護三個方面。在污染場地修復技術方面，丹麥主要側重于土壤修復過

程，而加拿大和美國主要側重于闡明具體的修復技術。但在土壤修復過程中關

于監(jiān)測預警相關技術標準尚未見報道。

5.2國內土壤污染修復相關技術規(guī)范

近年來隨著國家及地方政府對土壤污染及場地修復的重視，發(fā)布了一系列

關于污染場地環(huán)境管理的標準、技術導則和技術指南，初步建立了基于風險管

控的土壤環(huán)境管理制度體系。

2018年，《土壤環(huán)境質量農用地土壤污染風險管控標準（試行）》（GB

15618—2018）和《土壤環(huán)境質量建設用地土壤污染風險管控標準（試行）》

（GB36600—2018）分別對農用地和建設用地土壤污染風險篩選值和管制值、

監(jiān)測要求、實施與監(jiān)督進行了規(guī)定，同時《土壤環(huán)境質量標準》（GB15618—

1995）廢止。為規(guī)范區(qū)域性土壤環(huán)境背景含量的統(tǒng)計工作，生態(tài)環(huán)境部于2021

年制定了《區(qū)域性土壤環(huán)境背景含量統(tǒng)計技術導則（試行）》(HJ1185—2021)，

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規(guī)定了區(qū)域性土壤環(huán)境背景含量統(tǒng)計工作程序以及數據獲取、數據處理分析、

統(tǒng)計與表征等技術要求。

2021年，《工業(yè)企業(yè)土壤和地下水自行監(jiān)測技術指南（試行）》（HJ1209—

2021）規(guī)定了工業(yè)企業(yè)土壤和地下水自行監(jiān)測的一般要求，監(jiān)測方案制定，樣

品采集、保存、流轉、制備與分析，監(jiān)測結果分析，質量保證與質量控制，監(jiān)

測報告編制，監(jiān)測管理的基本內容和要求，為防控工業(yè)企業(yè)土壤和地下水污染，

改善生態(tài)環(huán)境質量提供了標準基礎。

《建設用地土壤修復技術導則》（HJ25.4-2019）規(guī)定了建設用地土壤修復

技術方案編制的基本原則和程序，闡述了選擇修復模式、篩選修復技術、制定

和編制修復方案等內容，為加強建設用地環(huán)境監(jiān)督管理、規(guī)范建設用地土壤修

復技術方案編制等提供了管理依據和技術支持。與此配套的系列標準還有《建

設用地土壤污染狀況調查技術導則》（HJ25.1-2019）、《建設用地土壤污染風險

管控和修復監(jiān)測技術導則》（HJ25.2-2019）、《建設用地土壤污染風險評估技術

導則》（HJ25.3-2019），對土壤污染狀況調查、風險評估、風險管控和修復治理

做了系統(tǒng)規(guī)范的指導。為及時發(fā)現土壤污染隱患并采取措施消除或降低隱患，

生態(tài)環(huán)境部還發(fā)布了《重點監(jiān)管單位土壤污染隱患排查技術指南（試行）》，闡

述了排查范圍、現場排查、隱患整改、檔案建立等工作流程和技術要點，為指

導和規(guī)范土壤污染重點監(jiān)管單位建立土壤污染隱患排查制度和開展土壤污染隱

患排查提供技術支持。

在工程技術方面，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布了《污染土壤修復工程技術規(guī)程異位熱

脫附》（HJ1164-2021）和《污染土壤修復工程技術規(guī)程原位熱脫附》（HJ1165-

2021），規(guī)定了污染土壤熱脫附修復工程的設計、施工、調試和運行維護的技術

要求，規(guī)范了污染土壤熱脫附修復工程建設和運行，為污染土壤修復項目工程

設計、施工與運行管理提供技術依據。

各省市也相應出臺了地方標準。例如，《場地環(huán)境評價導則》（DB11/T656-

2009）規(guī)定了場地環(huán)境評價的工作程序和污染識別、現場采樣分析、風險評價

三個階段的要求?！秷龅赝寥拉h(huán)境風險評價篩選值》（DB11/T811-2011）規(guī)定了

住宅用地、公園與綠地、工業(yè)、商服用地等不同土地利用類型下土壤污染物環(huán)

境風險評價篩選值及使用規(guī)則?！段廴緢龅匦迯万炇占夹g規(guī)范》（DB11/T783-

2011）規(guī)定了污染場地修復驗收內容和技術要求?！吨亟饘傥廴就寥捞盥駡鼋ㄔO

5

與運行技術規(guī)范》（DB11/T810-2011）規(guī)定了重金屬污染土壤填埋場的選址、設

計、施工、運行管理、封場、環(huán)境監(jiān)測、記錄與報告等技術要求?！段廴緢龅匦?/p>

復工程環(huán)境監(jiān)理技術導則》（DB11/T1279—2015），明確了污染地塊修復環(huán)境監(jiān)

理過程中不同階段、不同修復模式和不同修復技術的環(huán)境監(jiān)理工作要點和技術

基本要求。

從土壤環(huán)境質量標準、土壤污染風險篩選值和管制值，到土壤污染調查、

監(jiān)測和評估技術指南和技術導則，從國家到地方，我國已經制定了較為全面的

土壤污染防治技術標準，但在污染土壤生物修復過程中缺乏監(jiān)測預警相關技術

標準。

綜上所述，國內外并未查詢到污染土壤生物修復智能監(jiān)測預警技術相關指

南及標準，尤其在研制智能化、模塊化裝備，提高產品與裝備水平的今天，非

常有必要編制相應的技術指南，以指導相關企業(yè)更好的運用本項技術進行污染

土壤的修復，尤其是焦化污染土壤多環(huán)芳烴的生物修復，制訂污染土壤生物修

復智能監(jiān)測預警技術指南，指導和規(guī)范污染土壤修復監(jiān)測預警的設計、運行和

管理，填補國內外土壤修復智能監(jiān)測預警的技術空白。

6主要內容及說明

6.1適用范圍

規(guī)定了本指南的主要內容、適用主體與對象，明確了指南對焦化污染土壤

多環(huán)芳烴生物修復智能監(jiān)測預警平臺的技術指導范圍，包括智能監(jiān)測預警平臺

的設計、建設和管理。

其他類型污染土壤生物修復智能監(jiān)測預警平臺的設計、建設和管理可參照

本文件執(zhí)行。

6.2規(guī)范性引用文件

引用了與本標準密切相關的標準、規(guī)范和文件。廢水、廢氣等排放標準以

及監(jiān)測和數據傳輸標準是制定本標準監(jiān)測預警目標的法律依據，引用此類文件，

使標準具有合法性和權威性。

焦化污染土壤多環(huán)芳烴生物修復智能監(jiān)測預警平臺建設與現有很多監(jiān)測預

警體系建設有相通之處，例如《有毒有害氣體環(huán)境風險預警體系建設技術導則

（征求意見稿）》、《化工園區(qū)大氣環(huán)境風險監(jiān)控預警系統(tǒng)技術指南（試行）》等，

站點布設、數據采集、監(jiān)測網絡及管理平臺等，都對本標準的編制有所啟發(fā)，

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具有借鑒作用。

根據標準編制的項目背景，本標準也借鑒了編制單位前期的小試和中試實

驗經驗參數。

6.3術語和定義

標準在直接引用《建設用地土壤污染風險管控和修復術語》（HJ682-2019）

相關術語的基礎上，補充了與本標準相關的定義，便于標準條文的理解。

6.4總體要求

6.4.1監(jiān)測點位布設

（1）布點原則遵循科學性和可行性，代表性和經濟性。布點首先要科學合

理，同時要考慮現實依據，保證技術能夠實現。其次，樣品可作為總體的代表，

能夠客觀反映當時焦化污染土壤修復的程度和環(huán)境因素，并在滿足監(jiān)測目的和

需求的基礎上，實現點數和代表性方面的平衡。

（2）布點位置。本標準主要針對焦化污染土壤多環(huán)芳烴生物反應器或生物

堆的異位修復，故對土壤修復生物泥漿反應器或生物堆、廢水排放處和廢氣排

放處的布點位置進行了設計和規(guī)定?？紤]到生物泥漿反應器或生物堆體積大小，

為使監(jiān)測數據更具代表性，規(guī)定對于20~50m3的生物泥漿反應器或生物堆，可

安裝1組監(jiān)測預警裝置；50~100m3的設置2組；100m3以上的設置3組。生物

泥漿反應器監(jiān)測位置可設在罐體外部的兩端或中部安裝，生物堆監(jiān)測部位應盡

可能選擇具有代表性的中心部位。由于焦化污染土壤修復涉及化工污染物，故

修復過程中產生的廢氣廢水一般不可直接排放，需在廢水廢氣排放口末端設置

處理設施，在線監(jiān)測可參照HJ212、HJ354、HJ477、HG/T20507、HJ/T372、

HJ/T55、HJ/T193以及相應的地方污水處理設施自動在線監(jiān)測技術規(guī)范和大氣

自動在線監(jiān)測技術規(guī)范等。

6.4.2樣品采集

a）對生物泥漿反應器和生物堆兩種修復方式的樣品采集進行了規(guī)定?？紤]

到生物泥漿反應器內部攪拌裝置會對監(jiān)測儀器造成損害，故采用電動泵將泥漿

從反應器中抽取，測定后再用電動泵將泥漿返回到反應器中。而對于生物堆，

則采用土壤采樣器在預留口進行采樣測定。

b）廢水、廢氣的采樣則根據自動采樣設施進行采樣。

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6.4.3監(jiān)測預警系統(tǒng)構成

監(jiān)測預警系統(tǒng)由監(jiān)測網絡和管理平臺兩部分構成。監(jiān)測預警系統(tǒng)可以實現

焦化污染土壤修復過程中數據接收、分析和預警反饋。

6.4.3.1監(jiān)測網絡

1）數據處理與存儲主要依據HJ212。

2）監(jiān)測指標及閾值的確定

a）對于焦化污染土壤修復生物泥漿反應器或生物堆，監(jiān)測指標包含影響土

壤修復效果的溫度、pH、DO、ORP，以及特征有機污染物含量和微生物OTU

序列條數。監(jiān)測指標及閾值的確定主要根據焦化污染土壤生物修復小試和中試

試驗積累經驗，溫度、pH、DO、ORP、微生物OTU序列條數等參數與焦化污

染土壤生物修復效果密切相關，而多環(huán)芳烴含量的測定可以判斷焦化污染土壤

生物修復的程度。故焦化污染土壤多環(huán)芳烴生物修復監(jiān)測指標包含影響土壤修

復效果的溫度、pH、DO、ORP，以及特征有機污染物含量和微生物OTU序列

條數。其他行業(yè)來源的污染土壤修復監(jiān)測指標及閾值可根據具體情況進行調整。

監(jiān)測方式根據調研資料進行確定，具體儀器設備選型在系列標準《焦化污染土

壤多環(huán)芳烴生物修復智能監(jiān)測設備配置技術指南》中體現。

b）廢水監(jiān)測指標及排放限值的確定主要是依據GB8978和GB16171，pH、

懸浮物、化學需氧量(CODcr)、氨氮、總氮、總磷是污水排放常規(guī)監(jiān)測指標；石

油類、揮發(fā)酚、硫化物、苯、氰化物和苯并芘是焦化行業(yè)產生的特征污染物。

監(jiān)測方式根據HJ353和HJ355參考確定，具體儀器設備選型在系列標準《焦

化污染土壤多環(huán)芳烴生物修復智能監(jiān)測設備配置技術指南》中亦有所體現。排

放限值，對直接排放和間接排放分別做了規(guī)定，直排入地表環(huán)境水體需遵循一

級或二級排放標準，間接排入工業(yè)園區(qū)污水處理廠遵循三級排放標準即可；若

銜接的污水處理單位有協(xié)議接管限值的，按其協(xié)議執(zhí)行。若國家或地方政府發(fā)

布的行業(yè)排放標準中對相關污染物已作規(guī)定的按行業(yè)污染排放標準執(zhí)行。執(zhí)行

水污染物特別排放限值的地域按其規(guī)定執(zhí)行。

c）廢氣監(jiān)測指標及排放限值的確定主要依據GB14554和GB16297。由于

本標準主要應用于焦化污染土壤生物修復，在修復過程中產生的廢氣主要以氨

和硫化氫為主，屬于惡臭污染物，故氨和硫化氫的排放限值參考了《惡臭污染

物排放標準》（GB14554）。此外，焦化污染土壤中含有機污染物，其作為細顆

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粒物的前驅體受到世界的廣泛關注，而現行的環(huán)境管理也越來越重視有機污染

物的排放，因此本標準對焦化污染土壤修復過程中產生的VOCs提出了控制規(guī)

定。

基于GB14554是對氨和硫化氫的排放速率進行控制，便于對標考慮，本指

南為與其一致，因此對氨和硫化氫的排放速率提出控制限值，而非控制其濃度。

在線監(jiān)測的實際過程監(jiān)測的是氨和硫化氫的濃度及其流量，通過氨和硫化氫排

放速率的控制，以防止企業(yè)對其排放的廢氣進行稀釋。目前在表征VOCs總體

排放情況時多以非甲烷總烴作為污染物控制項目，且國家與地方政府亦無該行

業(yè)的排放標準，而現行的《大氣污染物綜合排放標準》GB16297無VOCs的排

放限值，故VOCs排放參照執(zhí)行GB16297中非甲烷總烴控制限值。但國家發(fā)布

的行業(yè)污染物排放標準中對VOCs排放控制已作規(guī)定的，按行業(yè)污染物排放標

準執(zhí)行。由于目前的環(huán)境管理要求在環(huán)境空氣一類區(qū)不允許新建建設項目，所

以存在于環(huán)境空氣一類區(qū)的污染土壤必需異位修復，故本標準中廢氣排放執(zhí)行

《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297）二類區(qū)限值。若國家或地方政府發(fā)布

的行業(yè)排放標準中對相關污染物已作規(guī)定的按行業(yè)污染排放標準執(zhí)行。執(zhí)行大

氣污染物特別排放限值的地域按其規(guī)定執(zhí)行。

3）數據采集頻次主要包括影響土壤修復效果的技術性能指標和廢水、廢氣

排放的污染監(jiān)測指標。采集頻次的確定主要根據焦化污染土壤生物修復小試和

中試實驗積累經驗以及資料調研。影響土壤修復效果的技術性能指標（如溫度

T、pH、溶解氧DO、氧化還原電位ORP）是關鍵監(jiān)測數據，故采集頻次較為

頻繁，根據試驗經驗積累，采集頻次應不少于4次/天。焦化污染土壤特征污染

物以及微生物OTU序列條數在正常工況條件下變化速率較