某片區(qū)關(guān)停企業(yè)遺留廢渣處置與土壤修復(fù)工程

譚龍輝 李夢婷 胡孝武 黃 慧

（湖南博一環(huán)保科技有限公司 湖南長沙 410000）

引言

我國在加速城市化和深入推進(jìn)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的道路上，因大量城鎮(zhèn)工礦業(yè)企業(yè)改造、搬遷及關(guān)閉，導(dǎo)致遺留下來大片污染場地，這已成為制約我國土地資源再利用的首要問題。這些遺留場地通常還會導(dǎo)致附近土壤和地下水污染，且往往還存在一些遺留的構(gòu)筑物及固危廢處置問題，這些潛在污染不僅給周圍居民健康和生態(tài)環(huán)境帶來了威脅，同時(shí)也嚴(yán)重制約了我國土地資源的安全再利用[1]。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，僅2020 年我國就關(guān)停了超過1 萬家中小規(guī)?；て髽I(yè)。

2012 年11 月26 日，環(huán)保部、工信部、國資部、住建部四部共同發(fā)布 《關(guān)于保障工業(yè)企業(yè)場地再開發(fā)利用環(huán)境安全的通知》(環(huán)發(fā)〔2012〕140 號)，此通知明確要求工業(yè)企業(yè)實(shí)行關(guān)停并轉(zhuǎn)、破產(chǎn)或搬遷并對原有場地進(jìn)行再開發(fā)利用時(shí)，必須進(jìn)行場地環(huán)境調(diào)查、風(fēng)險(xiǎn)評估，對被污染場地開展治理修復(fù)工作，使修復(fù)后場地滿足開發(fā)再利用需求后，才可投入使用。某鋼鐵廠西南片區(qū)地勢較為平坦，區(qū)域內(nèi)有四家企業(yè)，由南向北依次為氧化鋅廠、焦化廠、機(jī)加工廠和煉鐵廠，這些企業(yè)均成立于本世紀(jì)初。由于市場動蕩以及環(huán)保不達(dá)標(biāo)等問題，以上四家企業(yè)均在2010 年前關(guān)停。但是區(qū)域內(nèi)遺留的工業(yè)廢渣和土壤污染問題并未得到解決，成為歷史遺留問題。由于場地存在污染，土地暫時(shí)無法重新開發(fā)利用，嚴(yán)重阻礙了本地區(qū)的發(fā)展計(jì)劃。

目前國內(nèi)對搬遷及關(guān)停企業(yè)遺留場地修復(fù)工程已有報(bào)導(dǎo)，但一般只涉及到污染土壤修復(fù)[2][3]。本案例涉及到土壤修復(fù)、廢渣處置及廢棄建筑物處置，可以為有遺留廢渣和廢棄建筑物的搬遷及關(guān)停企業(yè)遺留場地修復(fù)工程提供示范與參考。

1 項(xiàng)目概況

場地內(nèi)由南向北依次為氧化鋅廠、焦化廠、機(jī)加工廠和煉鐵廠。氧化鋅廠以鋼鐵廠除塵產(chǎn)生的煉鐵高爐煙塵和煉鋼轉(zhuǎn)爐煙塵（瓦斯灰，危廢編號為HW31（312-001-31））為原料用韋氏爐工藝生產(chǎn)次氧化鋅。場地內(nèi)遺留的瓦斯灰有三處，渣量約為2600m3，廠房面積約為800m2。焦化廠廢棄廠房面積約為4500m2，堆存鐵礦粉約1200m3。機(jī)加工廠內(nèi)廢渣量約800m3，廢棄廠房面積約1000m2。煉鐵廠利用土高爐將回收的廢鐵以及煉鋼的生產(chǎn)廢渣重新熔煉，廠區(qū)西側(cè)有約1800m3廢渣堆存，廢棄廠房面積約500m2。根據(jù)市規(guī)劃局規(guī)劃本項(xiàng)目修復(fù)范圍內(nèi)的土地?cái)M作為工業(yè)用地。

1.1 場地污染情況

1.1.1 廢渣檢測結(jié)果分析

由于場地責(zé)任主體以消失，無法確定場地內(nèi)廢渣來源。通過現(xiàn)場快速檢測儀檢測，廢渣中主要污染因子為Pb、Cd、Cr、Zn 和As 等重金屬。對廢渣取樣進(jìn)一步檢測樣品重金屬總量，檢測結(jié)果如表1 所示。

表1 廢渣重金屬總量檢測結(jié)果

從表1 可以看出，氧化鋅廠廢渣中重金屬含量非常高，主要污染因子為鉛、鎘、鉻、鋅和砷，其中YHX-FZ-1-1 廢渣樣品中鋅的含量達(dá)到39175 mg/kg、鉛含量達(dá)到10271 mg/kg。由于場地內(nèi)的廢渣不具有爆炸性，也不具有腐蝕性，因此根據(jù)危險(xiǎn)廢物鑒別技術(shù)規(guī)范（HJ/T298-2007）的規(guī)定，對此廢渣取樣進(jìn)行酸浸浸出毒性檢測，結(jié)果如表2 所示。

表2 廢渣酸浸浸出毒性檢測結(jié)果

表2 中的檢測結(jié)果表明，廢渣樣品的酸浸浸出液中均有一種或多種重金屬濃度超過了 《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別》（GB 5085.3-2007）表1 中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值，Pb、Cd、Cr6+、Zn 和As 均有不同程度的超標(biāo)。因此，遺留在場地內(nèi)的廢渣均為危險(xiǎn)固體廢棄物。場地內(nèi)遺留的含重金屬廢渣成為了場地本身和周邊環(huán)境的污染源。長年日曬雨淋，這些廢渣已經(jīng)對場地內(nèi)的土壤造成了重金屬污染，隨著時(shí)間的推移，重金屬污染由土壤表層向深層擴(kuò)散。另外，雨水拌合廢渣形成的淤泥在曬干后極易飛揚(yáng)，不僅對周邊環(huán)境造成污染，還會對場地周邊的居民健康造成威脅。

1.1.2 廠房附著物檢測結(jié)果分析

氧化鋅廠廠區(qū)廢棄廠房附著物重金屬總量及酸浸浸出毒性檢測結(jié)果如表3 所示。

表3 廠房附著物重金屬總量及酸浸浸出毒性檢測結(jié)果

根據(jù)表3 中的檢測結(jié)果，氧化鋅廠廠區(qū)內(nèi)廢棄建筑物上的附著物重金屬含量均較高，且所含重金屬種類以及含量水平基本與所在場地內(nèi)的廢渣中重金屬種類及含量接近，說明廢棄建筑物上的附作物主要為堆放在場地內(nèi)的廢渣。酸浸浸出毒性結(jié)果表明，氧化鋅廠場地內(nèi)被廢渣沾污的廢棄廠房上的附著物均有一種或者多種重金屬元素酸浸浸出濃度也超過了標(biāo)準(zhǔn)值。因此，該部分廢棄廠房也屬于危險(xiǎn)廢物。通過現(xiàn)場調(diào)查，氧化鋅廠內(nèi)被沾污的廢棄廠房面積約800 m2。

1.1.3 土壤檢測結(jié)果分析

為確定場地遺留廢渣污染土壤程度，根據(jù)《重金屬污染場地土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)》（DB43/T1125-2016），對場地土壤樣品的重金屬含量及水浸濃度進(jìn)行檢測。共設(shè)置13 個(gè)采樣點(diǎn)，0～0.5 m、0.5～1.0 m、1.0～2.0 m、2.0～3.0 m、3.0～5.0 m 各取土樣13 個(gè)，土壤背景值2個(gè)，共計(jì)77 個(gè)。其中污染土壤水浸濃度執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）表1 中Ⅳ類水體標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)不同深度的水浸濃度分別確定各個(gè)區(qū)域的需修復(fù)深度。

1.2 修復(fù)目標(biāo)

根據(jù)市規(guī)劃局規(guī)劃，此場地規(guī)劃為工業(yè)用地。本場地邊界1000 m 內(nèi)人口密度＞25 人/km2，根據(jù)《重金屬污染場地土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)》，本場地修復(fù)要求為場地上層（50cm）土壤需同時(shí)滿足總量和浸出濃度標(biāo)準(zhǔn)，下層土壤需滿足浸出濃度的標(biāo)準(zhǔn)。具體指標(biāo)如表4所示。

表4 土壤重金屬總量及浸出濃度修復(fù)目標(biāo)

1.3 修復(fù)工程量

根據(jù)地勘報(bào)告，場地內(nèi)的廢渣總量為6400m3（其中氧化鋅廠2600m3、焦化廠1200m3、機(jī)加工廠800m3、煉鐵廠1800m3），廢渣密度約為1.5×103kg/m3，因此需處理廢渣重量約為9600t，均為危廢。根據(jù)檢測結(jié)果，被廢渣污染的廠房也屬于危險(xiǎn)固體廢棄物，約800m2，根據(jù)同濟(jì)大學(xué)陳軍等人的研究，磚混結(jié)構(gòu)的廠房建筑拆毀后的產(chǎn)生的建筑垃圾量約為1679kg/m2[4]，因此場地內(nèi)需作為危險(xiǎn)廢物處置的廢棄廠房約1343.2t，本場地內(nèi)共需處理危廢10943.2t；根據(jù)調(diào)查區(qū)域內(nèi)各個(gè)廠區(qū)面積和需修復(fù)土壤深度，整個(gè)場地共需修復(fù)土壤量41250m3，總修復(fù)工程量如表5 所示。

表5 修復(fù)工程量統(tǒng)計(jì)表

2 修復(fù)與處置工藝

2.1 土壤修復(fù)技術(shù)確定

根據(jù)場調(diào)，場地土壤主要受鉛、鎘、鉻、鋅和砷等重金屬因子污染。目前國內(nèi)外適用于重金屬污染土壤的修復(fù)技術(shù)主要有客土-換土法、阻隔填埋、穩(wěn)定化技術(shù)、淋洗/清洗技術(shù)、生物修復(fù)技術(shù)等[5]。經(jīng)過現(xiàn)場勘查，結(jié)合片區(qū)規(guī)劃并對比修復(fù)技術(shù)的優(yōu)劣勢，擬采用固化/穩(wěn)定化技術(shù)治理重金屬污染土壤。本項(xiàng)目選用的固化/穩(wěn)定化藥劑參考《原牟定縣渝滇化工有限責(zé)任公司歷史遺留重金屬污染場地土壤修復(fù)治理示范工程實(shí)施方案》和《鳳凰縣華宇化工廠及周邊農(nóng)田重金屬污染綜合整治工程》，其主要成分為磷基復(fù)合藥劑（主要針對Pb、Cd 和Zn）、亞鐵鹽（主要針對Cr6+和As）。

通過對比前兩個(gè)工程的藥劑投加比，為確定本項(xiàng)目藥劑投加比，以此區(qū)域內(nèi)典型污染土壤開展固定/穩(wěn)定化小試實(shí)驗(yàn)。設(shè)置2%、4%、6%、8%、10%共5個(gè)藥劑投加比，對不同藥劑投加比的土樣進(jìn)行水浸浸出實(shí)驗(yàn)，根據(jù)浸出濃度與目標(biāo)浸出濃度值對比，得到最佳藥劑投加比為6%。

2.2 廢渣處置技術(shù)確定

場地內(nèi)遺留廢渣9600 t、被沾污的廢棄廠房1343.2 t 且均屬于危廢，其處置方法主要有資源化利用法、穩(wěn)定化固化填埋法、無害化處置等[6]。本項(xiàng)目涉及的危廢均為含重金屬的歷史遺留廢渣，無回收利用價(jià)值。填埋場建設(shè)成本高，管理難度大，對填埋場區(qū)域的空氣、土壤以及地下水構(gòu)成嚴(yán)重污染風(fēng)險(xiǎn)。距本項(xiàng)目2km 處有一家利用回轉(zhuǎn)窯處置危廢企業(yè)，因此，本方案擬將廢渣清運(yùn)至此企業(yè)進(jìn)行無害化處置。

2.3 修復(fù)技術(shù)路線

由于本項(xiàng)目實(shí)施范圍內(nèi)存在含重金屬歷史遺留廢渣，因此需對場地內(nèi)廢渣進(jìn)行無害化處理。此外，還有一些廢棄廠房存在，對占有重金屬廢渣的建筑物與廢渣一起無害化處置，無污染的廢棄建筑物拆除后在場地內(nèi)進(jìn)行就地平整；對重金屬污染土壤則采取固定/穩(wěn)定化技術(shù)進(jìn)行修復(fù)，具體技術(shù)路線見圖1。

圖1 修復(fù)技術(shù)路線

3 修復(fù)工程實(shí)施

3.1 廢渣清理與運(yùn)輸

場地內(nèi)總共有7 處廢渣，本項(xiàng)目采用挖機(jī)對場地內(nèi)的遺留的含重金屬廢渣進(jìn)行挖掘清除，挖掘出來的廢渣使用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的專門容器分類收集，配置了危險(xiǎn)廢物運(yùn)輸專用運(yùn)輸車輛運(yùn)送至危廢處置企業(yè)進(jìn)行無害化處置，本項(xiàng)目實(shí)際合計(jì)處理廢渣9600 t。

3.2 廢棄建筑物拆除與處置

場地內(nèi)廢棄建筑物主要建筑材料為紅磚，本項(xiàng)目對廢棄建筑物進(jìn)行了拆除。氧化鋅廠場地內(nèi)被污染的廢棄建筑物，清運(yùn)至危廢處置企業(yè)進(jìn)行無害化處置，未被污染的建筑拆除后產(chǎn)生的建筑垃圾就地平整。

3.3 土壤修復(fù)工程

本項(xiàng)目采用固化/穩(wěn)定化技術(shù)對污染土壤進(jìn)行處置，具體過程為清挖→污染土壤破碎篩分→篩分后的石塊清洗后回填→細(xì)顆粒土壤添加藥劑修復(fù)→在堆置區(qū)堆置反應(yīng)→檢測合格后放置于臨時(shí)堆場后回填→表層覆土。

4 監(jiān)測與效果評估

委托第三方檢測公司在本項(xiàng)目治理過程中進(jìn)行過程監(jiān)測，監(jiān)測布點(diǎn)按《湖南省土壤污染防治專項(xiàng)資金項(xiàng)目驗(yàn)收指南》及《污染地塊風(fēng)險(xiǎn)管控與土壤修復(fù)效果評估技術(shù)導(dǎo)則》（HJ 25.5-2018）要求。場地修復(fù)效果評估主要包括污染土壤清挖以及固定/穩(wěn)定化土壤效果評估兩部分。對清挖效果評估監(jiān)測布點(diǎn)，側(cè)壁取樣63 個(gè)、坑底取樣100 個(gè)。檢測結(jié)果表明163 個(gè)樣品鉛、鎘、鋅、砷和鉻總量及水浸濃度、pH 值均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，污染土壤清挖徹底。

對于修復(fù)后土壤，采用隨機(jī)布點(diǎn)法每500 m3取一個(gè)樣品，共采樣102 個(gè)，均達(dá)到《重金屬污染場地土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)》（DB43/T1125-2016）中的工業(yè)用地修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)語

（1）本工程完成了某鋼鐵廠西南片區(qū)關(guān)停企業(yè)遺留場地內(nèi)污染土壤、廢渣、廢棄建筑物的修復(fù)與處置，共修復(fù)污染土壤41250 m3，無害化處置廢渣及沾污廢棄建筑物10943.2 t，就地平整無污染建筑廢棄物6000 m2。

（2）本項(xiàng)目使用磷基、亞鐵鹽復(fù)合藥劑進(jìn)行固定/穩(wěn)定化處置，通過小試確定了本項(xiàng)目藥劑最佳投加比為6%，小試結(jié)果可以在修復(fù)時(shí)節(jié)省藥劑成本，同時(shí)保證修復(fù)質(zhì)量。

（3）對受到鉛、鎘、鉻、鋅和砷等復(fù)合重金屬污染的關(guān)停企業(yè)遺留場地采用固化/穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)可達(dá)到修復(fù)目標(biāo)且實(shí)施工期短，效率高。

（4）對搬遷、關(guān)停企業(yè)的歷史遺留場地廢渣、廢棄建筑物、重金屬污染土壤，可以采用無害化處置、填埋、固化/穩(wěn)定化等方法協(xié)同處置，經(jīng)濟(jì)環(huán)保。