固定穩(wěn)定化技術(shù)于某重金屬污染場地的修復(fù)應(yīng)用

湯華英

（上海市巖土地質(zhì)研究院有限公司，上海 200072）

隨著社會經(jīng)濟和工業(yè)的高速發(fā)展，重金屬污染問題成為備受關(guān)注的社會問題和環(huán)境問題[1-8]。固定穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)可用于重金屬污染場地的修復(fù)處理，該技術(shù)是通過投加化學(xué)藥劑或者使用其他手段，使土壤在物理上隔離污染物或者在化學(xué)上轉(zhuǎn)化成不活潑的形態(tài)，降低污染物的危害，防止產(chǎn)生二次污染（比如污染水源、濃縮物等）。常用的固化穩(wěn)定劑有飛灰、石灰、瀝青和硅酸鹽水泥等，其中水泥應(yīng)用最為廣泛。

原位固定穩(wěn)定化技術(shù)適用于重金屬污染土壤的修復(fù)，一般不適用于有機污染物土壤的修復(fù)；異位固定穩(wěn)定化技術(shù)通常適用于處理無機污染物質(zhì)，不適用于半揮發(fā)性有機污染物和農(nóng)藥殺蟲劑污染土壤的修復(fù)。該技術(shù)費用比較低廉，對一些非敏感區(qū)的污染土壤可大大降低污染治理成本。但其所需的設(shè)備較多，如螺旋轉(zhuǎn)井、混合設(shè)備、集塵系統(tǒng)、大型儲存池等。另外，污染物埋藏深度、土壤pH值和有機質(zhì)含量等都會在一定程度上影響該技術(shù)的應(yīng)用以及有效性。

1 項目概況

本項目場地位于上海市，用地面積為48000m2，規(guī)劃作為商辦用地。根據(jù)前期場地環(huán)境調(diào)查結(jié)果可知，表層土壤樣品中銻的檢出濃度超過了《上海市場地土壤環(huán)境健康風險評估篩選值》敏感用地篩選標準。根據(jù)初調(diào)，銻的檢出值（樣點SW-02-0.2為51.6mg/kg、樣點SW-02-1.0為20.3mg/kg）超出標準限值6.6 mg/kg。在距該點的20m，詳調(diào)結(jié)果沒有超標準值。因此，本場地以樣點SW-02為圓心，20m為半徑的范圍內(nèi)土壤目標污染物為重金屬銻。經(jīng)健康風險評估可知，本場地污染區(qū)域基坑/側(cè)壁、穩(wěn)定后土壤浸出液的修復(fù)目標參考值分別9.6mg/kg和0.02mg/L?？紤]場地實際情況及擾動影響等因素，本項目估算需要修復(fù)治理的區(qū)域為以SW-02點位為中心并向四周擴散，污染土壤面積約為1230m2，深度為表層至1.3m，平均深度為1.0m，具體修復(fù)范圍如圖1所示。

圖1 表層土壤銻污染修復(fù)范圍Fig.1 Contamination area of antimony in surface soil

2 土壤修復(fù)

2.1 修復(fù)技術(shù)路線

針對本場地污染特性，采用固化穩(wěn)定化處置+客土回填完成本場地土壤重金屬銻污染，具體修復(fù)流程為，首先清理場地，劃定需修復(fù)場地位置，同時進行異位修復(fù)區(qū)域場地建設(shè)，鋪設(shè)防滲膜，挖掘污染土壤，開展基坑及側(cè)壁驗收，挖掘出污染土壤短駁至異位修復(fù)區(qū)域，添加固化劑和穩(wěn)定化藥劑，攪拌，養(yǎng)護，經(jīng)浸出試驗檢驗合格后，外運作為道路施工的中層覆土，客土回填，平整恢復(fù)場地，完成場地修復(fù)。

2.2 修復(fù)技術(shù)工藝參數(shù)及設(shè)計

本項目修復(fù)工程處理介質(zhì)主要為受重金屬銻污染土壤，利用5%的氧化劑對污染土壤進行預(yù)氧化，鐵鹽為穩(wěn)定化藥劑，添加量為處理土方量的1.5%，黏土礦物為固化劑，添加量為處理土方量的15%。

本項目需處理污染土壤土方量約為1230m3，根據(jù)小試結(jié)果，穩(wěn)定化劑的添加量為土方量的1.5%（質(zhì)量比），經(jīng)計算需要穩(wěn)定化劑用量約為35噸，固化藥劑用量為土方量的15%（質(zhì)量比），需要固化劑用量約為350噸，具體用量以實際修復(fù)工程用量為主。利用挖掘機鏟斗將藥劑較為均勻地添加至破碎后的土壤堆體中，并與污染土壤充分攪拌混合，確保藥劑能夠與污染物充分接觸，獲得最佳的治理效果。

2.3 修復(fù)施工

（1）異位修復(fù)作業(yè)區(qū)建設(shè)

污染土壤挖掘清理后應(yīng)運輸至修復(fù)作業(yè)區(qū)進行暫存和修復(fù)處理。根據(jù)修復(fù)方案及招標文件的要求，需在原場就近區(qū)域內(nèi)構(gòu)建約1300m2的防滲儲存修復(fù)作業(yè)區(qū)，本工程在具體施工過程中，在污染區(qū)北側(cè)構(gòu)建了約1300m2的修復(fù)作業(yè)區(qū)（65m×20m）。

先對修復(fù)作業(yè)區(qū)場地清理平整，并使用水準儀進行地面找平，按設(shè)計圖紙將作業(yè)區(qū)邊界撒上灰線，后期作為混凝土澆筑的邊界；作業(yè)區(qū)底部從下至上依次鋪上1.5mm厚HDPE防滲膜和20cm后的混凝土，其中，平整的土壤上層防滲膜起到保護緩沖作用，混凝土用于保護下層防滲膜在施工過程中不被破壞，對防滲膜形成雙重保護，避免污染物下滲，同時達到方便現(xiàn)場施工的目的。

（2）污染土壤的清挖與修復(fù)

按照設(shè)計圖紙，用挖機將修復(fù)范圍內(nèi)的污染土挖出，清挖土方量約1230m3。由于距離較近，直接使用挖機將從基坑中清挖出的污染土壤轉(zhuǎn)移至污染區(qū)域北側(cè)的污染土壤修復(fù)作業(yè)區(qū)。先利用專業(yè)篩分混合設(shè)備（Allu篩分破碎斗）進行初次的篩分和破碎，將較大的石塊和雜物篩撿堆分，并對大塊土壤進行破碎，減少土壤塊狀結(jié)構(gòu)，一般情況下，較干燥的土壤經(jīng)破碎處理后，其80%（體積百分比）以上的土壤粒徑需小于5cm，并不能有大塊團狀土壤（粒徑大于15cm）出現(xiàn)，如果出現(xiàn)較大土塊，需要用人工或機械再次破碎處理。以保證后續(xù)固化/穩(wěn)定化處理過程中藥劑與污染土壤的均勻接觸，達到理想的修復(fù)效果。

污染土壤經(jīng)初次篩分破碎處理后，開始進行穩(wěn)定化藥劑和固化藥劑的添加，首先進行穩(wěn)定化藥劑的添加，為保證藥劑與污染土壤的均勻接觸，在藥劑的投加過程中分二遍投加，并用allu篩分混合設(shè)備進行修復(fù)藥劑與污染土壤的精細篩分與混合，同時在土壤篩下的過程中均勻撒上保證修復(fù)效果所需用到的水，并進行拌合。完成重金屬穩(wěn)定修復(fù)施工內(nèi)容后，土壤堆體覆蓋防雨布進入養(yǎng)護階段，養(yǎng)護時間為一周。養(yǎng)護結(jié)束，為進一步保證重金屬污染土壤的修復(fù)效果，需分批投加一定量的水泥對污染土壤進行固化處理。本工程清挖和修復(fù)土方量1230m3，銻污染土壤修復(fù)過程中先后使用穩(wěn)定化藥劑35噸，使用固化藥劑為300噸。由于藥劑添加和攪拌疏松等原因，修復(fù)后實際土壤方量要略高。

（3）修復(fù)后土壤外運處置

本項目銻污染土壤修復(fù)后體積約1230m3，經(jīng)驗收檢測合格后，凈土外運，土壤修復(fù)施工單位將修復(fù)完成后的土壤運送至指定的道路施工區(qū)域，在土壤運輸過程中業(yè)主委派工作人員對修復(fù)土壤的運輸進行監(jiān)督，運送完畢后，道路施工單位開具土壤接收證明。

（4）客土進場和回填

基坑和修復(fù)后土壤經(jīng)第三方驗收合格后，聯(lián)系干凈的客土來源，并聯(lián)系第三方檢測公司準備對回填后的客土進行采樣檢測。現(xiàn)場根據(jù)基坑的具體情況，使用土方車運入所需的土方，進行客土回填工作。

3 修復(fù)效果評估

3.1 基坑底部

根據(jù)相關(guān)要求及項目實際情況，基坑底部共布設(shè)6個采樣單元，挖掘后基坑底部土壤檢測值如表1所示。根據(jù)檢測結(jié)果，基坑底部的驗收監(jiān)測樣品中目標污染物銻在開挖基坑坑底中的檢測值均未超過相應(yīng)的修復(fù)目標值。

表1 基坑挖掘后坑底檢測值Table 1 Detection value of the bottom of the pit after excavation

3.2 基坑側(cè)壁

根據(jù)相關(guān)要求及項目實際情況，基坑側(cè)壁共布設(shè)7個采樣單元，挖掘后基坑側(cè)壁土壤檢測值如表2所示。根據(jù)檢測結(jié)果，基坑側(cè)壁的驗收監(jiān)測樣品中目標污染物銻的檢出濃度為0.2～2.2mg/kg，未超過相應(yīng)的修復(fù)目標值。

表2 基坑挖掘后基坑側(cè)壁檢測值Table 2 Detection value of the sidewall of the foundation pit after excavation

3.3 修復(fù)后土壤

本項目的修復(fù)土方量為1230m3，根據(jù)相關(guān)要求及項目實際情況，設(shè)計在修復(fù)后土壤堆體中采集3個土壤樣品，處理后土壤檢測值如表3所示。根據(jù)檢測結(jié)果，污染土壤經(jīng)固化穩(wěn)定化修復(fù)后，目標污染物銻的浸出濃度為0.018mg/L，未超過相應(yīng)的修復(fù)目標值。

表3 處理后土壤檢測值Table 3 Detected soil value after treatment

3.4 基坑回填后土壤

通過對現(xiàn)場回填基坑的土壤進行采樣檢測，分別在回填后基坑不同區(qū)域內(nèi)采集三個土壤樣品，檢測指標包括：pH、14類重金屬、揮發(fā)性有機物、半揮發(fā)性有機物、總石油烴。根據(jù)檢測結(jié)果顯示，各項檢測指標均低于《上海市場地土壤環(huán)境健康風險評估篩選值（試行）》中敏感用地要求。

4 結(jié)論

本次污染場地采用固化穩(wěn)定化處置+客土回填完成本場地土壤重金屬銻污染修復(fù)，經(jīng)驗收監(jiān)測，所有土壤樣品中的所有目標污染物濃度均低于修復(fù)目標值，回填客土中各種污染因子均滿足《上海市場地土壤環(huán)境健康風險評估篩選值（試行）》中的敏感用地要求，達到了預(yù)期的修復(fù)目標。因此，固化穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)應(yīng)用于重金屬污染場地的修復(fù)治理是可行的。