錢華
(沈陽市環(huán)境保護(hù)局鐵西分局 遼寧沈陽 110021)
鉛污染場地治理修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐
錢華
(沈陽市環(huán)境保護(hù)局鐵西分局 遼寧沈陽 110021)
概述了重金屬污染場地調(diào)查監(jiān)測概況,治理目標(biāo)的確定以及治理技術(shù)路線、關(guān)鍵技術(shù)的選擇方法,結(jié)合某鉛污染場地實(shí)施治理修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用,通過治理前后環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的對比,得出通過實(shí)施治理修復(fù)方案,實(shí)現(xiàn)了消除污染場地對人體健康的影響,恢復(fù)土地使用功能的治理目標(biāo)。
鉛;重金屬;污染場地;治理修復(fù);應(yīng)用
某生產(chǎn)各種鉛蓄電池的專業(yè)企業(yè),有60多年的生產(chǎn)歷史,廠區(qū)面積12m2。由于城區(qū)總體規(guī)劃需要,企業(yè)于2008年開始實(shí)施搬遷。該企業(yè)廢物排放以廢水和廢渣為主。排放的廢水中主要含鉛、酸。廢渣以鉛渣為主。
根據(jù)企業(yè)總平面布置圖,該廠近似為長方形,主要的生廠車間布置在中心位置,食堂、浴池等生活區(qū)位于最外圍邊緣,水處理、供水供電等公共輔助設(shè)施位于二者之間。根據(jù)這三種區(qū)域的布局特點(diǎn),將采樣的點(diǎn)位分為三類。按上述類別選取15個(gè)點(diǎn)位,鉆孔取不同深度土樣。共采集土壤樣品60個(gè)。打15m深井一眼,取水樣1個(gè),由專業(yè)監(jiān)測機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢測。
對三類區(qū)域布15個(gè)點(diǎn)位剖面土壤樣品進(jìn)行全項(xiàng)指標(biāo)檢測,標(biāo)準(zhǔn)參照《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的三級標(biāo)準(zhǔn)和《地下水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(Ⅲ類、Ⅳ類)。結(jié)果顯示廠區(qū)內(nèi)重金屬除了鉛之外,其他都不超標(biāo)。個(gè)別地塊由于是硫酸的存放、灌注地點(diǎn),存在土壤呈酸性的現(xiàn)象。地下水監(jiān)測所有指標(biāo)均低于地下水質(zhì)量Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn);除了鎳略有超標(biāo)之外,其他指標(biāo)均低于地下水質(zhì)量Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)目前狀況分析,該地區(qū)沒有將地下水用于Ⅲ類水質(zhì)用途的可能性,該區(qū)域的地下水是安全的。
根據(jù)該區(qū)域土地利用規(guī)劃和目前技術(shù)、經(jīng)濟(jì)狀況,本著恢復(fù)土地功能、保證環(huán)境安全的指導(dǎo)思想,將該場地治理目標(biāo)確定為:(1)消除污染場地對人體健康的直接影響;(2)防止污染物繼續(xù)遷移。該場地為單一重金屬鉛污染,因此項(xiàng)目的治理目標(biāo)值為低于土壤環(huán)境質(zhì)量三級標(biāo)準(zhǔn)中所要求鉛的最大限值。
為了實(shí)現(xiàn)該場地治理工程項(xiàng)目的既定目標(biāo),根據(jù)分類結(jié)果,確定如下技術(shù)路線:(1)對中度污染的土壤進(jìn)行清挖,集中進(jìn)行固化穩(wěn)定處理,回填到廠區(qū)建筑的道路以下;(2)對輕度污染地塊分別按建筑基礎(chǔ)、硬覆蓋、道路、廣場和綠化用地三種類型的場地土壤鋪設(shè)不同形式要求的穩(wěn)定層,之后再進(jìn)行建筑基礎(chǔ)施工、硬覆蓋或綠化;(3)污染地塊中綠化用地部分按要求在穩(wěn)定層上覆新土,對通過污染地塊的給排水、供暖管網(wǎng)、消防管道要求建設(shè)防滲管溝進(jìn)行防護(hù)處理。
中度污染土壤的固化穩(wěn)定處理和輕度污染土壤鋪設(shè)穩(wěn)定層為該項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù),藥劑配方的研發(fā)是此技術(shù)的核心。其他技術(shù)均為成熟的治理技術(shù),具有安全性和經(jīng)濟(jì)可行性。
5.1 污染范圍的界定
依據(jù)環(huán)境監(jiān)測部門提供的監(jiān)測結(jié)果判斷,該場地屬于單因子污染,污染物為鉛。將土壤中鉛的
圖1 技術(shù)路線圖
濃度超過三級標(biāo)準(zhǔn)10倍以上、浸出濃度未達(dá)到《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別》(GB5058.3-1996)的指標(biāo),但超過標(biāo)準(zhǔn)30%的5個(gè)地塊劃分為中度污染地塊;土壤鉛的濃度超標(biāo)10倍以下,或雖超標(biāo)10倍以上,但浸出濃度未達(dá)到浸出毒性標(biāo)準(zhǔn)30%的地塊劃分為輕度污染地塊。
對中度污染的5個(gè)地塊的污染土壤進(jìn)行清挖,集中進(jìn)行固化穩(wěn)定化處理,回填到廠區(qū)建筑的道路以下。輕度污染地塊分別按照建筑基礎(chǔ)、硬覆蓋、道路、廣場和綠化用地三種類型的場地土壤鋪設(shè)不同形式要求的穩(wěn)定層,之后再進(jìn)行建筑基礎(chǔ)施工、硬覆蓋或綠化。
5.2 前期工作
為滿足地下基礎(chǔ)、地下車庫等建筑的建設(shè)要求,該廠區(qū)內(nèi)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑基礎(chǔ)以及拆遷過程產(chǎn)生的建筑垃圾需要進(jìn)行清障處理。場地中建筑混凝土破碎塊,存在其表面被重金屬污染的可能性,污染程度需經(jīng)監(jiān)測進(jìn)行判定。混凝土塊監(jiān)測污染物不超過三級標(biāo)準(zhǔn)的可運(yùn)出場地集中處理或利用,不符合條件的混凝土破碎塊和泥土、砂石、磚頭等禁止運(yùn)出場外。
5.3 中度污染土壤的清挖與固化穩(wěn)定化
固化方式是將污染土壤按照每天的工作量平均分?jǐn)?,每天對一堆土壤進(jìn)行固化?;彀璺绞绞羌尤胍?guī)定比例的粉劑型藥劑,利用機(jī)械進(jìn)行攪拌,均勻化。固化用藥劑32t,處理污染土壤4000m3。處理后的土壤,結(jié)果經(jīng)分析合格后鋪設(shè)于園區(qū)道路下。
5.4 穩(wěn)定層的鋪設(shè)
為了防止底層土壤中重金屬的向上遷移,影響地上人群身體健康,在平整壓實(shí)以后的底層土壤表面敷設(shè)穩(wěn)定層。開發(fā)商施工方嚴(yán)格按照要求進(jìn)行穩(wěn)定層鋪設(shè)后,再開始正常的建筑施工。穩(wěn)定層鋪設(shè)類別分為如下三種,不同類型的穩(wěn)定層結(jié)構(gòu)不同:
5.4.1 建筑基礎(chǔ)下的穩(wěn)定層鋪設(shè)
這類地塊的穩(wěn)定層由下至上依次為:藥劑層(厚8mm)、高密
度聚乙烯膜(厚0.3mm)。工程量為6630m2。
5.4.2 硬覆蓋、道路、廣場下穩(wěn)定層鋪設(shè)
這類地塊的穩(wěn)定層由下至上依次為:藥劑層(厚8mm)、高密度聚乙烯膜(厚0.3mm)、沙層(厚50mm)。工程量為5275m2。
5.4.3 監(jiān)測結(jié)果超標(biāo)的綠地穩(wěn)定層鋪設(shè)
這類地塊的穩(wěn)定層由下至上依次為:藥劑層(厚8mm)、透水的編織布、沙層(厚100mm)、無紡布。在穩(wěn)定層上覆新土。工程量為17995m2。
5.5 硬覆蓋
為了防止雨水淋溶對地下水污染和揚(yáng)塵造成大氣污染,除了建筑物、道路外,廣場、花壇、停車場等地面全部采用硬覆蓋措施處理。硬覆蓋均采用防滲的硬覆蓋材料,以防降雨向下較多的滲漏,造成污染地下水風(fēng)險(xiǎn)。
硬覆蓋采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),根據(jù)地面荷載要求確定厚度和配筋。平均厚度按0.18m計(jì)算工程量和投資。應(yīng)覆蓋區(qū)域若要綠化,則以花壇種植為主,植物類型宜選擇以草坪及低矮的木本植物為主。
考慮到不透水的綠化區(qū)內(nèi)植被在雨季的防澇問題,保證植被的成活率,對雨水集排水控制系統(tǒng)做相關(guān)要求。在防滲的花壇底部設(shè)特殊的雨水收集單元及雨水導(dǎo)出口,連接到市政管網(wǎng)。
5.6 綠化覆蓋
為了防止底層土壤中重金屬的向上遷移,擬在平整壓實(shí)以后的底層土壤表面敷設(shè)穩(wěn)定層。開發(fā)商施工方嚴(yán)格按照要求進(jìn)行穩(wěn)定層鋪設(shè)后,才可開始正常的建筑施工。由下至上鋪設(shè)藥劑層及沙子(100mm)、新土(600mm)進(jìn)行綠化。開發(fā)商建設(shè)綠地時(shí)至少在正常綠化的表面標(biāo)高以下,預(yù)留700mm高的空間,用于鋪設(shè)穩(wěn)定層和覆新土。
5.7 管網(wǎng)防滲
在鉛含量超過土壤環(huán)境質(zhì)量三級標(biāo)準(zhǔn)的地塊內(nèi),通過的供水、供暖、消防管網(wǎng)應(yīng)做防滲管溝,以保證居民飲用水安全,并達(dá)到控制污染擴(kuò)散的目的。防滲管溝要求如下:管道溝距溝底部及兩側(cè)側(cè)壁應(yīng)有一定空隙,底部及側(cè)壁應(yīng)采用防滲結(jié)構(gòu),防滲等級達(dá)到S8的防滲等級要求。管道的所有接縫處應(yīng)做好防滲漏措施。底部防滲層設(shè)置一定坡度,每隔50m~100m設(shè)一個(gè)積水井,積水井的設(shè)置可與供暖檢修井、給水檢修井和排水井一并考慮。
根據(jù)治理前場地污染物實(shí)際監(jiān)測指標(biāo)和治理后回填新鮮土壤的背景值指標(biāo),可分別計(jì)算出表層土壤污染重金屬總鉛指標(biāo)如下:
治理前:按表層土壤總鉛指標(biāo)評價(jià),15個(gè)采樣點(diǎn)位。
鉛均值=2424.2mg/kg
治理后:鉛均值=22.2 mg/kg
按照國家土壤環(huán)境質(zhì)量三級標(biāo)準(zhǔn):鉛=500 mg/kg
治理前后對比,鉛均值明顯降低,并遠(yuǎn)低于土壤環(huán)境質(zhì)量三級標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)值。
可以看出,由于治理方案采取了有效地工程措施,治理后場地表層土壤中污染物的含量較治理前大大降低。即對人群健康的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)達(dá)到低于國家三級標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的指標(biāo),達(dá)到與該市其他地區(qū)相同的水平。治理工方案的實(shí)施完全能夠?qū)崿F(xiàn)消除污染場地對人體健康的影響,恢復(fù)土地使用功能的治理目標(biāo)。
[1]陳輝.重金屬污染場地治理管理模式及分級方法研究.中國環(huán)保產(chǎn)業(yè),2008,04,49-53.
[2]李順.場地土壤重金屬污染土壤及其修復(fù)技術(shù)研究現(xiàn)狀.環(huán)境研究與監(jiān)測,2009,22(1):43-47.
[3]劉舒.鉛污染土壤修復(fù)工藝技術(shù)研究.環(huán)境與發(fā)展,2013,12: 89-91.
[4]GB15618-1995土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].
[5]GB5058.3-2007危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別標(biāo)準(zhǔn)[S].
[6]GB8798-1996污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)[S].
[7]GB/T14848-93地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].