某化工企業(yè)地塊土壤污染修復(fù)效果評估

張運超，任路遙

(上海市環(huán)境科學(xué)研究院，上海 200233)

1 修復(fù)地塊概況

該地塊位于上海某工業(yè)區(qū)內(nèi)，歷史上曾作為化工企業(yè)等使用，工業(yè)生產(chǎn)中原輔材料儲存和使用會發(fā)生跑冒滴漏，工業(yè)區(qū)大多數(shù)企業(yè)使用燃煤鍋爐燃燒排放的污染物通過大氣干濕沉降等在周邊環(huán)境中積累，導(dǎo)致地塊內(nèi)土壤及地下水中重金屬、有機(jī)物等含量升高。

2 地塊調(diào)查和風(fēng)評結(jié)論

根據(jù)地塊調(diào)查結(jié)果可知，土壤樣品中超標(biāo)污染物包括重金屬1項(砷)和多環(huán)芳烴1項(苯并(a)芘)。2個點位砷濃度超過GB36600中第一類用地篩選值，濃度分別為24.2 mg/kg和31.9 mg/kg，超標(biāo)深度0～0.5 m。3個點位苯并(a)芘濃度超過GB36600中第一類用地篩選值，濃度范圍為1.56～4.60 mg/kg，超標(biāo)深度0～2 m。

根據(jù)風(fēng)險評估可知，地塊土壤中超風(fēng)險污染物包括砷和苯并(a)芘，砷污染土壤修復(fù)深度1.0 m，砷污染土壤修復(fù)方量為105.8 m3，苯并(a)芘污染土壤修復(fù)深度3.0 m，苯并(a)芘污染土壤修復(fù)方量為509.4 m3。經(jīng)評估及風(fēng)險表征等計算得出，土壤中超風(fēng)險污染物風(fēng)險控制值為：砷20 mg/kg、苯并(a)芘0.55 mg/kg。

3 修復(fù)方案

3.1 修復(fù)范圍與修復(fù)工程量

地塊內(nèi)包括重金屬和多環(huán)芳烴2個污染區(qū)域，污染深度和修復(fù)方量見表1。

表1 理論修復(fù)范圍和方量Table 1 Theoretical repair range and volume

3.2 修復(fù)目標(biāo)值

基坑評估的標(biāo)準(zhǔn)為地塊清理目標(biāo)值，污染土壤中關(guān)注污染物評估選用修復(fù)目標(biāo)值，砷20 mg/kg、苯并(a)芘0.55 mg/kg。

3.3 修復(fù)技術(shù)路線

地塊內(nèi)有機(jī)污染土壤修復(fù)采用異位氧化修復(fù)技術(shù)[2]，重金屬污染土壤修復(fù)采用異位淋洗修復(fù)技術(shù)[3-4]。修復(fù)工作主要包括清挖和異位修復(fù)處理，清挖包括污染區(qū)域定位(測量放線)、清挖施工、基坑驗收；異位修復(fù)處理包括場內(nèi)處理場地準(zhǔn)備、修復(fù)治理、養(yǎng)護(hù)、驗收檢測、修復(fù)后土壤場內(nèi)基坑回填。

4 修復(fù)實施情況

4.1 土壤清挖總體實施情況

本項目清挖工作分兩類進(jìn)行，一類重金屬污染土壤，清挖轉(zhuǎn)運至土壤淋洗區(qū)，進(jìn)行化學(xué)淋洗修復(fù)，另一類有機(jī)物污染土壤，清挖轉(zhuǎn)運至土壤化學(xué)氧化堆土區(qū)，進(jìn)行化學(xué)氧化修復(fù)。清挖出的污染土壤通過車輛短駁轉(zhuǎn)移至異位處理區(qū)域。

4.2 污染土壤預(yù)處理

污染土壤鋪設(shè)于預(yù)處理區(qū)，高度0.5～1 m，均勻撒上生石灰，石灰投加量1.5%。后用ALLU斗進(jìn)行篩分，篩分出的建筑垃圾沖洗，沖洗廢水統(tǒng)一收集，經(jīng)污水處理站修復(fù)處理達(dá)標(biāo)后排放。

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4.3 土壤修復(fù)過程

4.3.1 污染土壤化學(xué)氧化處理

篩分后污染土壤進(jìn)行化學(xué)氧化修復(fù)，投加質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的過硫酸鈉，過硫酸鈉和污染土壤混合均勻，轉(zhuǎn)運至土壤待檢/養(yǎng)護(hù)區(qū)養(yǎng)護(hù)5天，養(yǎng)護(hù)完成后待檢。

4.3.2 化學(xué)淋洗修復(fù)過程

破碎機(jī)預(yù)處理后經(jīng)進(jìn)料斗轉(zhuǎn)移至滾筒篩，將土壤團(tuán)塊進(jìn)一步破碎后進(jìn)入下級淋洗設(shè)備；石塊經(jīng)滾筒篩分機(jī)出料口排出，運至堆場暫存。沙土泥漿混合物經(jīng)水力旋流器分級后，在重力作用下流入振動篩進(jìn)行脫水，脫水砂土由出料口排出，堆置于指定場地。

5 修復(fù)效果評估

5.1 效果評估范圍

效果評估范圍：(1)2個土壤污染區(qū)域基坑底部及側(cè)壁，開挖并修復(fù)的土壤堆體；(2)潛在二次污染區(qū)域：土壤堆放修復(fù)區(qū)、藥劑倉庫區(qū)、建渣堆放區(qū)、基坑水淋洗廢水暫存區(qū)及車輛通行的臨時道路。

5.2 效果評估布點方案

根據(jù)《污染地塊風(fēng)險管控與土壤修復(fù)效果評估技術(shù)導(dǎo)則》(HJ 25.5-2018)，兩個基坑面積均屬于100～1000 m2，坑底布點數(shù)量不少于3個，坑壁布點數(shù)量不少于5個?；觽?cè)壁采用等距離布點法。異位修復(fù)后土壤每個采樣單元不超過500 m3。

圖1 基坑驗收樣品采樣示意圖Fig.1 Sample sampling schematic diagram of foundation pit acceptance test

圖2 土堆驗收樣品采樣示意圖Fig.2 Sampling schematic diagram of soil pile acceptance samples

基坑2深度大于1 m，側(cè)壁分兩層采樣，分別為0.2 m和2.0 m。重金屬污染土壤實際驗收方量為121.11 m3，布設(shè)1個采樣單元；多環(huán)芳烴污染土壤實際驗收方量為532.25 m3，布設(shè)2個采樣單元。

5.3 檢測指標(biāo)和評估標(biāo)準(zhǔn)值

土壤關(guān)注污染物包括砷、苯并(a)芘。高級氧化修復(fù)技術(shù)可以有效去除土壤中絕大多數(shù)的有機(jī)污染物，可以實現(xiàn)有機(jī)污染物的完全礦化，最終生成二氧化碳、水和無機(jī)物[5]。修復(fù)效果評估過程中對有機(jī)污染修復(fù)土壤增測GB 36600標(biāo)準(zhǔn)中的揮發(fā)性有機(jī)物VOC因子31項，半揮發(fā)性有機(jī)物SVOC因子20項?；舆x用地塊內(nèi)清理目標(biāo)值評估，修復(fù)土壤選用修復(fù)目標(biāo)值評估，氧化修復(fù)中間產(chǎn)物評估選用《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》(GB 36600-2018)第一類用地篩選值。

5.4 檢測分析方法和檢出限

樣品分析按照《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》(GB 36600-2018)規(guī)定的方法[6]；分析方法及檢測線詳見表2。

表2 土壤樣品的實驗室分析方法匯總Table 2 Summary of laboratory analytical methods for soil samples

5.5 檢測結(jié)果分析

(1)重金屬污染基坑驗收土壤樣品中砷檢測結(jié)果為7.28～10.3 mg/kg，均低于清理目標(biāo)值20 mg/kg；多環(huán)芳烴污染基坑驗收土壤樣品中苯并(a)芘檢測結(jié)果均低于0.8 mg/kg，坑壁 2號0.2 m、4號0.2 m土壤樣品苯并(a)芘超過清理目標(biāo)值 0.55 mg/kg，(2)對超標(biāo)基坑進(jìn)行擴(kuò)挖0.5 m，擴(kuò)挖后對基坑進(jìn)行第二輪次驗收，擴(kuò)挖基坑驗收結(jié)果均未檢出，基坑驗收結(jié)果詳見圖3和圖4。

圖3 基坑1清挖后基坑砷監(jiān)測結(jié)果Fig.3 Monitoring results of arsenic in foundation pit 1 after excavation

(3)修復(fù)后土壤中砷、苯并(a)芘濃度低于修復(fù)目標(biāo)值，檢測結(jié)果詳見表3。異位修復(fù)后苯并(a)芘污染土壤的中間產(chǎn)物因子均未檢出。

圖4 基坑2清挖后基坑苯并(a)芘監(jiān)測結(jié)果Fig.4 Monitoring results of benzo (a) pyrene in foundation pit after excavation注：ND表示該樣品檢測值低于檢出限

表3 修復(fù)后土堆驗收樣品檢測結(jié)果匯總Table 3 Summary of test results of acceptance samples of restored mounds

(4)修復(fù)過程中潛在二次污染區(qū)域，采集土壤和地下水樣品進(jìn)行檢測分析，結(jié)果顯示樣品中目標(biāo)因子監(jiān)測結(jié)果均低于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。各因子的檢測結(jié)果見表4。

表4 潛在二次污染區(qū)域樣品檢測結(jié)果匯總Table 4 Summary of test results of samples from potential secondary contaminated areas

5.6 討 論

污染土壤區(qū)域清挖后基坑底部和側(cè)壁土壤樣品中目標(biāo)污染物濃度均低于清理目標(biāo)值，異位修復(fù)土壤中目標(biāo)污染物濃度均低于修復(fù)目標(biāo)值。二次污染土壤和地下水樣品均達(dá)標(biāo)，修復(fù)過程未對地塊內(nèi)的土壤和地下水造成影響。項目地塊范圍后續(xù)可安全利用。

6 效果評估實施要點分析討論

(1)重金屬淋洗廢水應(yīng)收集處理。收集淋洗廢水，投加絮凝劑去除土壤顆粒物，投加重金屬捕捉劑去除污水中重金屬，檢測合格后回用至淋洗修復(fù)，淋洗廢水處理產(chǎn)生的污泥經(jīng)濃縮和板框污泥脫水機(jī)脫水，委托專業(yè)機(jī)構(gòu)處置。

(2)多環(huán)芳烴氧化修復(fù)監(jiān)測因子包括中間產(chǎn)物。由《污染地塊風(fēng)險管控與土壤修復(fù)效果評估技術(shù)導(dǎo)則(試行)》(HJ25.5-2018)可知，采用化學(xué)氧化修復(fù)土壤的檢測指標(biāo)包括二次污染物[7]。由于有機(jī)物氧化反應(yīng)復(fù)雜，反應(yīng)產(chǎn)物有一定的不確定性，多環(huán)芳烴很難一次性脫環(huán)，在反應(yīng)過程中，中間產(chǎn)物會出現(xiàn)一些苯系物和其他芳香烴類及酚類物質(zhì)。建議后續(xù)修復(fù)效果評估過程中，針對化學(xué)氧化修復(fù)后的土壤檢測氧化中間產(chǎn)物。

(3)修復(fù)后土壤中污染物濃度達(dá)到GB 36600第一類用地篩選值，無需長期監(jiān)管，否則，地塊需要開展后期環(huán)境監(jiān)管，環(huán)境監(jiān)管包括環(huán)境監(jiān)測和制度控制兩種方式。

7 結(jié) 論

污染土壤區(qū)域清挖后基坑底部和側(cè)壁土壤樣品中目標(biāo)污染物濃度均低于清理目標(biāo)值，異位修復(fù)土壤中目標(biāo)污染物濃度均低于修復(fù)目標(biāo)值。二次污染土壤和地下水樣品均達(dá)標(biāo)，修復(fù)過程未對地塊內(nèi)的土壤和地下水造成影響。項目地塊范圍后續(xù)可安全利用。