水泥窯協(xié)同處置污染土壤修復(fù)項目環(huán)境監(jiān)理實踐研究
——以蘇州市某化工廠為例

許 偉　沈 楨　陳曉雪　張建榮

(蘇州市環(huán)境科學研究所， 江蘇　蘇州　215007)

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水泥窯協(xié)同處置污染土壤修復(fù)項目環(huán)境監(jiān)理實踐研究
——以蘇州市某化工廠為例

許 偉沈 楨陳曉雪張建榮

(蘇州市環(huán)境科學研究所， 江蘇蘇州215007)

摘要：以蘇州市某化工廠污染土壤水泥窯協(xié)同處置項目為研究對象，結(jié)合實際案例闡述了環(huán)境監(jiān)理工作不同階段的控制要點；對環(huán)境監(jiān)理過程中水泥廠的選擇、長距離運輸風險、開挖場地異味氣體的影響控制等難點和問題進行思考，并提出了相應(yīng)的建議。

關(guān)鍵詞：水泥窯；協(xié)同處置；環(huán)境監(jiān)理；污染場地

水泥窯協(xié)同處置技術(shù)已在我國危險廢物處置、污水廠污泥和生活垃圾無害化領(lǐng)域得到了較廣泛的認可和應(yīng)用[1-3]。隨著我國工業(yè)遺留污染場地環(huán)境問題的日趨嚴峻，這項技術(shù)也開始應(yīng)用于修復(fù)污染土壤，由于該技術(shù)是一種徹底的土壤污染源清除技術(shù)，對修復(fù)后的場地沒有開發(fā)限制，同時也不存在解決修復(fù)土方去向的問題，因此，受到人們越來越多的關(guān)注。環(huán)境保護部為此陸續(xù)出臺了相關(guān)的技術(shù)規(guī)范和標準[4-5]。但是，目前的水泥窯協(xié)同處置污染土壤的研究多局限于實驗室或中試試驗，鮮有報道大規(guī)模的水泥窯協(xié)同處置污染土壤的示范工程[6-7]，關(guān)于水泥窯協(xié)同處置技術(shù)修復(fù)污染土壤過程中的環(huán)境監(jiān)理的研究和應(yīng)用實例非常匱乏。

本研究以蘇州市某化工廠遺留場地污染土壤水泥窯協(xié)同處置修復(fù)工程為研究對象，結(jié)合工程技術(shù)特點，探索修復(fù)過程中環(huán)境監(jiān)理的控制要點，對運用該技術(shù)修復(fù)工程中環(huán)境監(jiān)理工作存在的難點及問題進行了思考，并提出了相應(yīng)的建議，為我國污染場地水泥窯協(xié)同處置修復(fù)工程環(huán)境監(jiān)理工作的方法研究及相關(guān)政策的制定提供實踐經(jīng)驗和參考。

1　項目概況

1.1污染場地概況

蘇州市某化工廠遺留場地占地面積約70 666 m2，西側(cè)緊靠京杭運河。該化工企業(yè)于上世紀50年代末在此建廠生產(chǎn)，生產(chǎn)歷史超過40年，主要以合成甲基丙烯酸甲酯為主，用于生產(chǎn)有機玻璃板材，同時也生產(chǎn)以氧化鉛為原料的珠光粉。在場地開發(fā)過程中，發(fā)現(xiàn)存在大量黑色油脂狀土壤，并伴有明顯的刺激性氣味。經(jīng)過對場地內(nèi)的土壤和地下水調(diào)查，確定該場地內(nèi)土壤中的主要污染物為揮發(fā)性有機物(VOCs)甲基丙烯酸甲酯和重金屬鉛，甲基丙烯酸甲酯和鉛的最高濃度分別為5.97、851mg/kg，地下水未發(fā)現(xiàn)異常情況。場地土壤污染面積約5 350 m2，需要修復(fù)的土方量：①甲基丙烯酸甲酯污染范圍在地表以下7.2 m范圍內(nèi)，污染土方量約為3.65萬m3；②鉛污染范圍在地表以下4.0 m范圍內(nèi)，污染土方量約為0.61萬m3。修復(fù)項目采用水泥窯協(xié)同處置技術(shù)，場地修復(fù)后擬用于居民住宅建設(shè)。施工場地平面布置情況見圖1。

圖1　污染場地修復(fù)工程施工平面布置

1.2水泥窯協(xié)同處置工藝

1.3運輸方式

場地內(nèi)清挖的污染土壤通過場地內(nèi)車輛集中堆放至緊靠京杭運河的土壤裝卸區(qū)(見圖1)，污染土壤裝船后運往湖北，沿途經(jīng)過京杭運河和長江，在江陰入江口附近需要將污染土壤從小型貨船(噸位約為800 t)短駁至大型貨船(噸位約為5 000 t)。

2　水泥窯協(xié)同處置環(huán)境監(jiān)理要點

2.1施工前設(shè)計階段和準備階段環(huán)境監(jiān)理要點

在修復(fù)工程的設(shè)計和準備階段，環(huán)境監(jiān)理應(yīng)重點關(guān)注以下幾個方面：

(1)具備相關(guān)環(huán)保手續(xù)。環(huán)境監(jiān)理首先應(yīng)根據(jù)污染場地修復(fù)方案以及招標文件的相關(guān)要求，審核污染土壤跨區(qū)域處置的環(huán)保手續(xù)是否齊備，避免由于環(huán)保手續(xù)不全，導(dǎo)致污染土壤無法跨區(qū)域運輸處置，延誤工期。

(2)擬選合適的水泥廠。參照HJ 662—2013《水泥窯協(xié)同處置固體廢物環(huán)境保護技術(shù)規(guī)范》中的相關(guān)要求，環(huán)境監(jiān)理審核擬選水泥廠生產(chǎn)工藝能否具備處置土壤中揮發(fā)性有機物(甲基丙烯酸甲酯)和重金屬(鉛)的能力。實地考察擬選水泥廠的生產(chǎn)運行情況：①水泥廠污染土壤預(yù)處理場所(用于去除污染土壤中殘留的磚石塊以及其它異物)，是否建有防滲以及封閉性良好的均化污染土堆棚；②污染土壤的儲存條件。儲存?zhèn)}庫容量能否滿足所有污染土壤的堆放，倉庫封閉性如何，是否配備去除刺激性氣味以及粉塵的尾氣處理裝置；③水泥窯協(xié)同處置過程中，在粉磨系統(tǒng)、烘干系統(tǒng)以及回轉(zhuǎn)窯等重點工段是否安裝可以去除甲基丙烯酸甲酯和鉛塵的尾氣處理設(shè)施；④污染土壤傳輸系統(tǒng)密閉性。從碼頭、預(yù)處理、儲存、粉磨、烘干至回轉(zhuǎn)窯處置過程中所有污染土壤傳送系統(tǒng)是否全封閉，避免粉塵、甲基丙烯酸甲酯對大氣的影響；⑤評估水泥廠能否在規(guī)定工期內(nèi)處置完畢所有污染土壤的能力。如果水泥廠不具備上述條件，環(huán)境監(jiān)理應(yīng)及時向擬選水泥廠提出整改要求，整改不到位的，應(yīng)更換水泥廠。

(3)審核運輸線路。污染土壤從蘇州運往湖北，長距離運輸，沿途經(jīng)過京杭運河和長江，在江陰入江口附近需要將污染土壤從小型貨船短駁至大型貨船(京杭運河水位淺只能用小噸位貨船)。因此，環(huán)境監(jiān)理應(yīng)在開工前要求施工單位擬定的水運路線盡可能避免涉及環(huán)境敏感區(qū)(自然保護區(qū)、風景名勝區(qū)、集中式飲用水源保護區(qū)、居民住宅區(qū)等)，如果無法避免，則要求施工單位制定專門的運輸事故風險應(yīng)急預(yù)案，在上述環(huán)境敏感區(qū)應(yīng)有針對性的應(yīng)急救援措施。

(4)污染土壤運輸碼頭的選址。碼頭應(yīng)盡可能就近設(shè)置，減少陸運短駁的距離，避免運輸過程中污染土壤對沿途環(huán)境的影響，本案例西側(cè)緊靠京杭運河，可就近在場地西側(cè)設(shè)置碼頭(見圖1)。

2.2施工過程中的環(huán)境監(jiān)理要點

施工過程主要包括污染場地開挖、污染土壤運輸及水泥廠處置三個環(huán)節(jié)，環(huán)境監(jiān)理的要點主要有：

(1)污染場地開挖環(huán)節(jié)

①污染土壤開挖范圍的核定。審核開挖基坑各節(jié)點的坐標與修復(fù)方案及施工設(shè)計方案是否一致，開挖完畢后，基坑四壁及坑底應(yīng)進行土壤樣品采集，檢驗污染土壤是否清理徹底。

②揮發(fā)性氣體的防治及監(jiān)控措施。甲基丙烯酸甲酯具有刺激性氣味，應(yīng)采用邊開挖邊覆蓋的施工方式，避免直接暴露開挖面，導(dǎo)致甲基丙烯酸甲酯大量散逸入大氣環(huán)境，同時采取噴灑惡臭抑制劑減輕刺激性氣體對周邊居民的影響，環(huán)境監(jiān)理還應(yīng)在開挖期間，在下風向或距離居民區(qū)較近的場界附近用便攜式PID檢測儀實時監(jiān)測，檢測值出現(xiàn)異常時，環(huán)境監(jiān)理應(yīng)要求施工單位采取必要的整改措施，減輕揮發(fā)性有機污染物的無組織排放。

③施工廢水處置。長江中下游地區(qū)地下水均較淺，潛水層大概在地表以下1～1.5m左右，開挖過程中，應(yīng)將基坑井點降水以及離場機械或車輛清洗廢水收集，經(jīng)現(xiàn)場設(shè)置的臨時污水處理設(shè)施預(yù)處理，尾水達到接管要求后，接入市政管網(wǎng)排入污水處理廠，不得就近排入地表水體。定期對臨時污水處理設(shè)施尾水進行抽樣檢測，確定尾水質(zhì)量達到污水處理廠接管標準。

④開挖過程周邊環(huán)境質(zhì)量監(jiān)控。開挖階段，環(huán)境監(jiān)理應(yīng)定期對施工場地周邊環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀進行監(jiān)測，特別是大氣環(huán)境和聲環(huán)境監(jiān)測，大氣監(jiān)測的因子主要為甲基丙烯酸甲酯、鉛塵和PM10；聲環(huán)境監(jiān)測因子為Ld(夜間嚴禁施工作業(yè))。

⑤環(huán)境管理措施。在污染土壤開挖處、堆放處及與設(shè)備直接接觸的地方(底部和表面)均及時覆蓋防雨布，避免污染二次擴散。監(jiān)督施工過程中產(chǎn)生的各類固廢特別是危險廢物是否按照相應(yīng)的規(guī)范要求處置。監(jiān)督臨時便道灑落的污染土壤清理情況。

(2)運輸環(huán)節(jié)

運輸車輛和水運貨船應(yīng)進行底部防滲處理和上部鋪蓋帆布防遺撒處理。刺激性氣味特別強烈的污染土壤應(yīng)采用噸袋包裝。污染土壤裝船碼頭地表應(yīng)進行硬化及防滲處理，原則上碼頭不堆放污染土壤，如需堆放則表面必須覆蓋帆布防止二次污染。

環(huán)境監(jiān)理全程監(jiān)督每批次污染土壤的運輸船只：監(jiān)督每批次運送土方量是否嚴格控制，確保船的吃水深度，避免在行船過程中水花飛濺造成二次污染；監(jiān)督是否對污染土壤堆放場所進行標識，提醒操作人員行駛過程中與其他船只保持安全距離；船只是否安裝性能良好的GPS定位系統(tǒng)并且每船派專人押運，以便進行全程跟蹤；污染土壤每轉(zhuǎn)移一船，填寫一份轉(zhuǎn)移聯(lián)單，到達目的地后，接受負責人驗收后簽字蓋章。

(3)水泥廠處置環(huán)節(jié)

在水泥廠處置污染土壤的過程中，環(huán)境監(jiān)理應(yīng)監(jiān)督污染土壤在傳輸過程、預(yù)處理、儲存、粉磨、烘干、回轉(zhuǎn)窯等工段密閉性情況，并對預(yù)處理場所、堆放倉庫、粉磨、烘干及回轉(zhuǎn)窯等的尾氣排放口進行監(jiān)測，監(jiān)測因子主要有甲基丙烯酸甲酯、鉛塵以及PM10。對于處置污染土壤生產(chǎn)的每批次水泥產(chǎn)品，環(huán)境監(jiān)理應(yīng)審核相應(yīng)的水泥產(chǎn)品質(zhì)量檢測報告。

2.3場地施工結(jié)束后的環(huán)境監(jiān)理

施工單位將污染土壤全部清挖完成后，需要對基坑進行回填。環(huán)境監(jiān)理應(yīng)對外運回填的土壤進行檢測，回填土檢測分2部分：①取土場所(土源地)的土壤采樣檢測；②每批次回填土的抽樣檢測，回填土檢測指標為pH、揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機物全分析。

此外，如果水泥廠尚未將污染土壤全部處置完成，環(huán)境監(jiān)理還應(yīng)持續(xù)對水泥廠進行跟蹤監(jiān)理，確認污染土壤水泥窯全部處置完成，并取得水泥廠消納全部污染土壤證明后，環(huán)境監(jiān)理工作才能結(jié)束。

3　存在的難點與建議

3.1存在的難點

水泥窯協(xié)同處置污染土壤是典型的異位修復(fù)項目，土方開挖量較大，運輸距離遠，污染物中含有揮發(fā)性有機物，使環(huán)境監(jiān)理工作面臨一些困難：

(1)具備處理揮發(fā)性或半揮發(fā)性有機物污染土壤的水泥廠極少。根據(jù)HJ 662—2013技術(shù)規(guī)范的要求，水泥窯協(xié)同處置揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機物污染土壤時，預(yù)處理、破碎、研磨、窯內(nèi)處理階段均需要配備專門的裝置和污染防治設(shè)備，避免處理過程中揮發(fā)性或半揮發(fā)性有機物的二次污染，處理的尾氣應(yīng)達到GB 30485—2013《水泥窯協(xié)同處置固體廢物污染控制標準》中的各項標準。但是，目前絕大多數(shù)水泥廠不具備這樣的新型干法熟料生產(chǎn)工藝，很難找到滿足處理甲基丙烯酸甲酯等揮發(fā)性有機物污染土壤的水泥廠。

(2)長距離運輸環(huán)境風險加劇。污染場地與處置場所距離較遠，運輸過程中涉及陸運短駁、小型運輸船轉(zhuǎn)移到大型運輸船等環(huán)節(jié)，增加了污染土壤運輸?shù)沫h(huán)境風險和環(huán)境監(jiān)理難度。

(3)大面積開挖造成局部區(qū)域的甲基丙烯酸甲酯氣味影響嚴重。在實際開挖過程中，即使采取了邊開挖邊覆蓋的方式，但由于場地土壤污染開挖面積較大，甲基丙烯酸甲酯的刺激性氣味在下風向(京杭運河附近)仍很明顯，便攜式PID監(jiān)測的場界濃度較大，大面積開挖容易引起當?shù)鼐用窦m紛，影響工程進度。

3.2建議

筆者承擔了多個水泥窯協(xié)同處置污染土壤修復(fù)工程項目的環(huán)境監(jiān)理，結(jié)合自身工作實踐經(jīng)驗，針對上述問題提出如下建議：

(1)對于利用水泥窯處置揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機污染土壤，需要對原有的水泥窯進行技術(shù)改造，使其滿足HJ 662—2013技術(shù)規(guī)范的要求。結(jié)合目前水泥行業(yè)產(chǎn)能過剩契機，建議政府相關(guān)部門出臺鼓勵現(xiàn)有水泥廠進行水泥窯技術(shù)改造的扶持政策，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)水泥廠的生產(chǎn)功能，增加具備處理揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機污染土壤的水泥廠，降低水泥窯協(xié)同處置污染土壤的成本，減少長距離運輸?shù)沫h(huán)境風險。在開工前對擬選水泥廠實地考察，對從事水泥窯協(xié)同處置技術(shù)修復(fù)污染場地的環(huán)境監(jiān)理來講，顯得尤為重要。

(2)重視污染土壤運輸過程中的環(huán)境監(jiān)理。采用水泥窯協(xié)同處置技術(shù)，往往需要長距離運輸污染土壤，環(huán)境監(jiān)理必須委派專人全程押運，運輸車船全部安裝GPS定位系統(tǒng)，提前了解沿途涉及的環(huán)境敏感區(qū)域，與施工單位制定應(yīng)對各類突發(fā)環(huán)境事故的應(yīng)急預(yù)案。

(3)對于污染面積較大，開挖污染土方量多，距離周邊居民區(qū)較近，污染物又具揮發(fā)性氣味的污染場地，應(yīng)慎重選擇水泥窯協(xié)同處置等異位修復(fù)方案，大面積開挖施工極有可能引起周邊居民的群體性事件，給環(huán)境監(jiān)理工作帶來極大困難，建議面對這類污染場地可以選擇較為成熟的原位修復(fù)技術(shù)(原位化學氧化、熱脫附、SVE等技術(shù))，盡可能減輕或者避免施工過程對周邊居民的影響，確保工程順利實施。

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基金項目：蘇州市科技計劃項目(SS201523)資助

收稿日期：2016-03-09；2016-04-17修回

作者簡介：許偉，男，1982年生，碩士，工程師，研究方向：場地污染調(diào)查、場地修復(fù)及環(huán)境監(jiān)理等。E-mail:xw82514@163.com

中圖分類號：X328

文獻標志碼：A

Environmental supervision for field remediation by co-processing polluted soil in cement kiln: a case study of a chemical plant in Suzhou city

Xu Wei, Shen Zhen, Chen Xiaoxue, Zhang Jianrong

(Suzhou Environmental Science Research Institute, Suzhou, Jiangsu 215007, China)

Abstract:the technology of co-processing polluted soil in cement kiln is maturing but the environmental supervision for such application in China is still rare. In this paper, we presented an example of environmental supervision: polluted soil from a former chemical factory in Suzhou was excavated and shipped to a cement kiln in Wuhan for decontamination. By this case, we elaborated the key points of environmental supervision at different stages of the co-processing, and gave some suggestions in selection of cement plants, risk control for long-distance transportation, and prevention and control for odors induced by excavation, so as to offer some references for future environmental supervision in field remediation by co-processing of cement kiln.

Keywords:cement kiln; co-processing; environmental supervision; contaminated site