重金屬污染土壤污染狀況調(diào)查與修復(fù)工程實(shí)例分析

高松

摘要：文章介紹了武漢某化工廠場(chǎng)地土壤重金屬污染治理工程，包括土壤重金屬污染現(xiàn)狀的調(diào)查、標(biāo)準(zhǔn)的選用、固化穩(wěn)定化技術(shù)的應(yīng)用等，該工程的成功實(shí)施證明所采用的監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)方法、工程技術(shù)、手段等是正確有效的，可為其他同類工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：重金屬污染；土壤修復(fù)；固化穩(wěn)定化；堆置養(yǎng)護(hù)

中圖分類號(hào)：X825 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）19-0075-02

重金屬污染因其毒性大，在土壤中不易被微生物降解、滯留時(shí)間長(zhǎng)等原因成為土壤污染修復(fù)工程中的難點(diǎn)，也引起我國(guó)政府和相關(guān)部門的高度重視?！秶?guó)家環(huán)境保護(hù)“十二五”規(guī)劃》中提出推進(jìn)重點(diǎn)地區(qū)污染場(chǎng)地和土壤修復(fù)，以重金屬污染防治重點(diǎn)區(qū)域等為重點(diǎn)，開(kāi)展污染場(chǎng)地、土壤污染治理與修復(fù)試點(diǎn)示范，并對(duì)責(zé)任主體滅失等歷史遺留場(chǎng)地土壤污染要加大治理修復(fù)的投入力度。

湖北省武漢市硚口區(qū)古田化工企業(yè)搬遷場(chǎng)地污染調(diào)查及土壤修復(fù)工程列入了湖北省重金屬污染綜合防治規(guī)劃項(xiàng)目表（歷史遺留解決試點(diǎn)項(xiàng)目）中。武漢市某化工廠地處古田化工區(qū)，因長(zhǎng)期化工生產(chǎn)導(dǎo)致場(chǎng)地內(nèi)土壤重金屬污染嚴(yán)重，在重新利用前急需進(jìn)行土壤修復(fù)工作。

1 污染現(xiàn)狀

1.1 調(diào)查方案

工程前期，工程人員在收集了大量該場(chǎng)地化工生產(chǎn)服役期間的相關(guān)資料后，對(duì)該場(chǎng)地污染物進(jìn)行了識(shí)別，確定了監(jiān)測(cè)指標(biāo)：鎘、鉻、銅、鉛、鋅、汞、砷、鎳。

調(diào)查方案確定采取網(wǎng)格布點(diǎn)與重點(diǎn)區(qū)域加密布點(diǎn)相結(jié)合的方式。結(jié)合生產(chǎn)工藝和實(shí)地勘察情況，以40×40m網(wǎng)格進(jìn)行監(jiān)測(cè)取樣，在認(rèn)可的范圍內(nèi)共布設(shè)98個(gè)有效網(wǎng)格，在每個(gè)網(wǎng)格中心點(diǎn)取樣（取樣點(diǎn)編號(hào)為S1-S98），每個(gè)點(diǎn)位分三層取樣，深度分別為0.5m、1.5m和3m，共計(jì)294個(gè)土壤分析樣品。此外根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采樣的需要，對(duì)部分點(diǎn)位酌情取深層樣品，具體采樣深度和樣品數(shù)量由現(xiàn)場(chǎng)確定，實(shí)際取樣時(shí)利用全站儀將各點(diǎn)放樣到場(chǎng)地，有點(diǎn)位無(wú)法放樣時(shí)，記錄調(diào)整后的坐標(biāo)值。

土壤采樣采用直接貫入式設(shè)備Geoprobe連續(xù)無(wú)間斷取樣，對(duì)于部分點(diǎn)位因場(chǎng)地回填物較厚，導(dǎo)致Geoprobe無(wú)法采樣的，輔助了挖掘機(jī)或30鉆機(jī)。最終本期采集樣品256個(gè)，鉆探總深度496m。同時(shí)，對(duì)于第一期樣品分析檢測(cè)后，對(duì)部分點(diǎn)位進(jìn)行了補(bǔ)充采樣，采集樣品主要為部分點(diǎn)位深度0.5m的樣品，還有部分指標(biāo)的部分點(diǎn)位因污染濃度較高，需要加深確定污染深度的樣品，本次補(bǔ)充采樣采集樣品總數(shù)87個(gè)。

1.2 監(jiān)測(cè)結(jié)果分析與評(píng)價(jià)

本工程土壤評(píng)價(jià)主要參考《展覽會(huì)用地土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（HJ350-2007）（以下簡(jiǎn)稱《展》）、土壤成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)-長(zhǎng)江平原區(qū)土壤GSS-15（GBW07429）、《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB15618-1995）、《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（修訂）》（征求意見(jiàn)稿）、《荷蘭土壤臨界值》、《英國(guó)國(guó)家土壤污染“起始濃度”》（ICRCL 59/83），以上標(biāo)準(zhǔn)中仍沒(méi)有列出的物質(zhì)，由風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估來(lái)確定是否有風(fēng)險(xiǎn)和計(jì)算修復(fù)目標(biāo)值。

從監(jiān)測(cè)結(jié)果可以看出，汞、鎘、鉻、鉛、砷、銅、鋅、鎳中，只有砷和鎳略微超過(guò)《展》A標(biāo)準(zhǔn)，其余六種指標(biāo)均超過(guò)《展》B標(biāo)準(zhǔn)，并以鎘最為嚴(yán)重，其污染面積最大。重金屬污染中以S96號(hào)點(diǎn)位最為嚴(yán)重，在3m處8種重金屬指標(biāo)有5種超過(guò)《展》B，其中鎘的超標(biāo)倍數(shù)達(dá)到54倍。

表1 不同指標(biāo)的超《展》B標(biāo)準(zhǔn)值點(diǎn)位及深度

2 修復(fù)工程

2.1 技術(shù)方案比較

現(xiàn)有重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)方法主要有物理法、化學(xué)法、生物法等。通過(guò)對(duì)比各類技術(shù)方法的技術(shù)成熟度、國(guó)內(nèi)應(yīng)用案例、工程時(shí)間長(zhǎng)短、資金水平高低、應(yīng)用的適用性和局限性等，發(fā)現(xiàn)化學(xué)穩(wěn)定法相對(duì)技術(shù)成熟，所需工期短等優(yōu)勢(shì)，決定在本工程中選擇采用該

技術(shù)。

2.2 固化穩(wěn)定化技術(shù)

項(xiàng)目可采用的固化穩(wěn)定化藥劑有A、B兩種藥劑。

（1）A藥劑：適合于污染土壤中大多數(shù)重金屬的修復(fù)。其修復(fù)原理是利用Mg、Ca、Si、Al與目標(biāo)金屬污染物發(fā)生凝硬反應(yīng)，從而降低土壤中金屬污染物的遷移能力和浸出能力。與傳統(tǒng)的水泥固化法相比，A藥劑反應(yīng)后的堿性比水泥低，而且土壤體積變化不大。

（2）B藥劑：其修復(fù)機(jī)理是利用生物化學(xué)還原作用，化學(xué)吸附絡(luò)合作用以及沉淀反應(yīng)作用降低土壤或者地下水中的重金屬的遷移性和毒性。該藥劑可以處理土壤和地下水中的多種重金屬污染，其中包括：砷、鉻、鉛和汞等。

國(guó)內(nèi)外多個(gè)修復(fù)測(cè)試和治理案例顯示復(fù)合固化穩(wěn)定化藥劑A適應(yīng)性廣，對(duì)鉛、鎘、汞、氟、銅、鋅、硒、砷、六價(jià)鉻等都有較好的修復(fù)效果。另外，現(xiàn)場(chǎng)施工也比較容易，利用一般的地質(zhì)改良施工方法都適用。

圖1 固化穩(wěn)定化施工方法

2.3 土壤修復(fù)工程施工步驟

（1）污染土壤開(kāi)挖：將需固化穩(wěn)定化處理的重金屬污染土壤挖出。

（2）篩分：將挖出的7250m3表層渣土進(jìn)行篩分，大粒徑建筑垃圾破碎回填，小顆粒污染土壤送至洗滌系統(tǒng)處理，污染物濃縮成泥餅后再進(jìn)行固化穩(wěn)定化處理。

（3）運(yùn)輸：將重金屬污染土壤（包括直接挖出的重金屬污染土壤和挖出篩分洗滌后的重金屬污染泥餅）運(yùn)輸至土壤改良機(jī)附近，等待進(jìn)料。

（4）污染土與藥劑混合：本工程采用土壤改良機(jī)將污染土壤與固化穩(wěn)定化藥劑混合均勻。

（5）堆置養(yǎng)護(hù)：經(jīng)土壤改良機(jī)與固化穩(wěn)定化藥劑均勻混合的土壤，運(yùn)至指定地點(diǎn)堆放養(yǎng)護(hù)5天，然后可進(jìn)行檢測(cè)驗(yàn)收。

2.4 污染物固化穩(wěn)定效果檢測(cè)

以每500m3取一個(gè)樣對(duì)固化穩(wěn)定化修復(fù)成果進(jìn)行檢驗(yàn)，按照《固體廢物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》（HJ/T299-2007），以硫酸硝酸混合酸為浸提劑，經(jīng)翻轉(zhuǎn)式振蕩18小時(shí)后，浸出液采用電感耦合等離子發(fā)射光譜法測(cè)定重金屬濃度，毒性結(jié)果滿足《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T14848–93）Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)限值。

2.5 處理后土壤去向

修復(fù)后的土壤，根據(jù)場(chǎng)地開(kāi)發(fā)利用規(guī)劃，回填于硬化路面或停車場(chǎng)以下，利用硬化地面層作為阻隔層，阻隔其與人的接觸途徑。固化穩(wěn)定化修復(fù)后的土壤杜絕與人體的直接接觸，回填基坑的土壤上部覆蓋清潔土壤作為阻隔層，做路基填料須符合《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF10-2006）的規(guī)定。

對(duì)于需要回填的修復(fù)合格土壤，由于該工藝進(jìn)行周期性的分批處理，因此土壤開(kāi)挖和回填是按照批次處理量來(lái)進(jìn)行，在未完全挖出土壤的基坑不能即刻回填，需要在基坑全部清挖之后進(jìn)行基坑的土壤檢測(cè)，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后才可將處理完的土壤進(jìn)行回填。所以處理完的土壤還不能填回基坑前，將其臨時(shí)置于未污染的區(qū)域暫存，待基坑檢測(cè)合格，即刻回填。

3 結(jié)語(yǔ)

工程實(shí)踐證明，采用固定穩(wěn)定化技術(shù)應(yīng)用于化工生產(chǎn)場(chǎng)地土壤重金屬污染的修復(fù)效果明顯，工程周期短，資金合理，機(jī)械化程度高等優(yōu)點(diǎn)。武漢原某化工廠場(chǎng)地土壤重金屬污染通過(guò)工程修復(fù)后得到固化穩(wěn)定，達(dá)到《展覽會(huì)用地土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（HJ350-2007）B級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，符合土地再利用規(guī)劃的要求，保障了周邊居民的健康，可為其他同類工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)提供借鑒和

參考。

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