袁芳沁

（中鋁環(huán)保節(jié)能科技（湖南）有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410019）

電解鋁等行業(yè)作為高污染、高能耗、高投入的產(chǎn)業(yè)之一，企業(yè)搬遷、關(guān)停在生態(tài)環(huán)境建設(shè)的大環(huán)境下是大勢(shì)所趨［1～3］。西南地區(qū)建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控和修復(fù)名錄收集117個(gè)地塊，主要污染企業(yè)包括鋼鐵、化工、冶煉等。這些老工業(yè)搬遷污染場(chǎng)地［4，5］進(jìn)行修復(fù)后可合理規(guī)劃為商業(yè)或居住用地開發(fā)利用。

根據(jù)地方相關(guān)文件，西南某鋁廠搬遷用地作為建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控和修復(fù)名錄收集117個(gè)地塊之一，已規(guī)劃為以居住用地、商業(yè)用地為主的綜合性社區(qū)。為了保障土地開發(fā)利用的環(huán)境安全，確保人體安全［6］，在前期詳細(xì)場(chǎng)地調(diào)查和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的基礎(chǔ)上，對(duì)該污染場(chǎng)地進(jìn)行針對(duì)性的修復(fù)治理。文章以該場(chǎng)地二期修復(fù)工程為案例，探索了鋁廠污染場(chǎng)地修復(fù)工藝、修復(fù)效果，以期為我國(guó)類似場(chǎng)地污染的修復(fù)提供有益經(jīng)驗(yàn)。

1 場(chǎng)地概況

場(chǎng)地原企業(yè)主要生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)產(chǎn)品有工業(yè)建筑和民用鋁型材電解、鋁用陽(yáng)極碳?jí)K、陰極碳?jí)K和電極糊、鋁基（鋅基）合金和鋁電解用精煉劑等，于2018年9月底停產(chǎn)。場(chǎng)地土壤中氟化物、重金屬（砷、汞、鎳）、多環(huán)芳烴（苯并［a］蒽、苯并［b］熒蒽、苯并［k］熒蒽、苯并［a］芘、二苯并［a，h］蒽、茚并［1，2，3-cd］芘）等10種污染物含量超過本場(chǎng)地土壤風(fēng)險(xiǎn)篩選標(biāo)準(zhǔn)，且經(jīng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估計(jì)算，上述污染物含量的健康風(fēng)險(xiǎn)超過人體可接受風(fēng)險(xiǎn)水平。因此，場(chǎng)地修復(fù)目標(biāo)污染物為氟化物、重金屬砷、汞、鎳和多環(huán)芳烴類污染物。

整體修復(fù)工程分多期實(shí)施，二期工程主要為二期范圍內(nèi)污染土壤的開挖、運(yùn)輸、暫存、修復(fù)。修復(fù)污染土壤168 470.2 m3，其中修復(fù)有機(jī)污染土壤15 716.4 m3，修復(fù)氟化物污染土壤113 847.6 m3，修復(fù)重金屬污染土壤14 068.1 m3，修復(fù)復(fù)合污染土壤24 838.1 m3

2 異位修復(fù)后土壤目標(biāo)限值

根據(jù)要求，重金屬及氟化物污染土壤穩(wěn)定化處理后，浸出液濃度達(dá)到《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB／T 14848-2017）Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的控制限值；多環(huán)芳烴（苯并［a］蒽、苯并［b］熒蒽、苯并［k］熒蒽、苯并［a］芘、二苯并［a，h］蒽、茚并［1，2，3-cd］芘）等有機(jī)污染物，修復(fù)后達(dá)到《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 36600-2018）第一類用地篩選值，具體指標(biāo)見表1。

3 異位修復(fù)方案

針對(duì)本場(chǎng)地污染土壤結(jié)合其污染特征，充分考慮場(chǎng)地可利用性質(zhì)，治理方案設(shè)計(jì)為：

1.氟化物污染土壤和重金屬（砷、鎳）污染土壤開挖后運(yùn)送固化／穩(wěn)定化作業(yè)區(qū)進(jìn)行篩分破碎、藥劑攪拌、養(yǎng)護(hù)待檢等預(yù)處理，處理達(dá)到《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的控制限值后，運(yùn)至規(guī)劃道路區(qū)域進(jìn)行阻隔回填。

2.有機(jī)物污染土壤開挖后運(yùn)送至熱脫附作業(yè)場(chǎng)進(jìn)行預(yù)處理后，傳送至回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行高溫?zé)崦摳教幚?，達(dá)到修復(fù)目標(biāo)后運(yùn)至非道路區(qū)基坑回填。

表1 修復(fù)后土壤驗(yàn)收目標(biāo)值

3.復(fù)合污染土壤開挖后先運(yùn)至熱脫附作業(yè)場(chǎng)經(jīng)熱脫附處理使有機(jī)污染物含量達(dá)到修復(fù)目標(biāo)限值后，再運(yùn)至固化穩(wěn)定化處理場(chǎng)經(jīng)過固化／穩(wěn)定化處理達(dá)到《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的控制限值后，運(yùn)至規(guī)劃道路區(qū)域進(jìn)行阻隔回填。

修復(fù)工藝技術(shù)路線如圖1所示。

圖1 異位修復(fù)工藝技術(shù)路線

4 工程實(shí)施過程

4.1 污染土壤清挖

污染土壤的清挖施工按照“坐標(biāo)審批—現(xiàn)場(chǎng)放線—監(jiān)理驗(yàn)線—挖土轉(zhuǎn)運(yùn)—底標(biāo)高控制—方量確認(rèn)”的流程開展，每個(gè)基坑根據(jù)場(chǎng)調(diào)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告、修復(fù)方案及初步設(shè)計(jì)等劃定范圍的坐標(biāo)拐點(diǎn)進(jìn)行分層清挖，根據(jù)放線范圍完成污染土層開挖后，監(jiān)理單位對(duì)開挖范圍各拐點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核，并由環(huán)境監(jiān)理機(jī)構(gòu)及委托的第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)共同見證取樣，取樣后及時(shí)送檢，如有樣品檢測(cè)不合格則通知施工、監(jiān)理方繼續(xù)清挖對(duì)應(yīng)點(diǎn)位再次檢測(cè)，直至合格為止。

4.2 污染土壤運(yùn)輸

污染土壤根據(jù)污染物類型有序清挖后分別送入相應(yīng)的土壤臨時(shí)暫存場(chǎng)進(jìn)行暫存，不同類型的污染土壤使用不同的運(yùn)輸車輛，防止交叉污染。

4.3 污染土壤處理

4.3.1 處理車間設(shè)置

穩(wěn)定化處理車間（鋼結(jié)構(gòu)大棚）建于北側(cè)邊界區(qū)域空地上，總占地面積2 100 m2，尺寸為60 m×35 m×13 m。地面以上結(jié)構(gòu)依次為壓實(shí)基礎(chǔ)層、混凝土防滲層作為防滲地坪。

南部利用原有部分廠房采用HDPE膜密封作為有機(jī)污染土和復(fù)合污染土的預(yù)處理車間。

4.3.2 處理施工

1.穩(wěn)定化處理施工。工藝主要處理污染物為重金屬及氟化物，主要施工程序?yàn)椋海?）將土壤從污染地塊挖掘裝車運(yùn)輸至?xí)捍鎴?chǎng)等待處理，暫存場(chǎng)底部已做防滲處理；（2）土壤預(yù)處理，即將轉(zhuǎn)運(yùn)的土壤進(jìn)行初步篩分，破碎土壤存在的粘土塊；（3）使用攪拌斗將預(yù)處理后的土壤加入穩(wěn)定化藥劑進(jìn)行連續(xù)性攪拌，控制土壤含水量在30%左右，使土壤與穩(wěn)定化藥劑混合均勻；（4）將攪拌均勻的穩(wěn)定化處置土壤轉(zhuǎn)移至養(yǎng)護(hù)區(qū)養(yǎng)護(hù)，至穩(wěn)定化反應(yīng)徹底完成后取樣；（5）養(yǎng)護(hù)土壤經(jīng)第三方采樣進(jìn)行檢測(cè)分析，確定達(dá)標(biāo)后進(jìn)行阻隔填埋處理。

2.熱脫附處理施工。工藝主要處理有機(jī)污染土和復(fù)合污染土中有機(jī)物（PAHs）污染，主要施工程序?yàn)椋海?）除雜：通過機(jī)械配合人工的方式，去除土壤中植物根系、建筑垃圾、石塊等異物，放置磁鐵以去除土壤中的鐵塊、鐵屑；（2）干化：土壤中的水分受熱揮發(fā)會(huì)消耗大量的熱量，為保證熱脫附的效能，進(jìn)料土壤的含水率低于20%；（3）篩分：采用ALLU斗對(duì)土壤進(jìn)行篩分，使土壤粒徑小于30 mm。篩分出的篩余物送至沖洗區(qū)，采用高壓水槍沖洗干凈后回填至基坑或鋪路，篩余物沖洗產(chǎn)生的泥經(jīng)清理轉(zhuǎn)運(yùn)至?xí)捍鎱^(qū)進(jìn)行熱脫附處理，清洗產(chǎn)生的廢水經(jīng)三級(jí)沉淀池沉淀后循環(huán)使用，并定期通過泵輸送至一體化處理設(shè)備處理；（4）上料：使用挖掘機(jī)將預(yù)處理后的污染土壤轉(zhuǎn)移進(jìn)入熱脫附系統(tǒng)進(jìn)料斗，經(jīng)過上料輸送機(jī)送到熱脫附設(shè)備回轉(zhuǎn)窯中；（5）熱脫附：污染土壤經(jīng)篩選后通過皮帶輸送機(jī)送入熱脫附室內(nèi)被加熱、干燥，實(shí)現(xiàn)水分蒸發(fā)后被進(jìn)一步加熱到一定溫度，固相中的有機(jī)污染物被加熱到沸點(diǎn)，從固相中蒸發(fā)、解析出來；（6）尾氣處理：經(jīng)過熱脫附工藝后產(chǎn)生的尾氣，首先經(jīng)過塵降室／旋風(fēng)除塵器去除大部分粉塵；隨后經(jīng)風(fēng)冷降溫后，通過布袋除塵器，過濾去除尾氣中的煙塵顆粒；隨后尾氣進(jìn)入噴淋塔，進(jìn)行降溫及進(jìn)一步除塵；之后尾氣經(jīng)冷凝器冷凝，冷凝的廢水進(jìn)入水處理系統(tǒng)，尾氣進(jìn)入三級(jí)活性炭吸附罐，進(jìn)行尾氣的末端吸附，使尾氣能夠達(dá)標(biāo)排放；（7）修復(fù)后土壤待檢：經(jīng)熱脫附處理之后從出料口排出加濕后，以鏟車鏟出并直接轉(zhuǎn)運(yùn)至待檢區(qū)，經(jīng)檢驗(yàn)合格后回填。

4.3.3 暫存區(qū)與待檢區(qū)

本項(xiàng)目共設(shè)置5個(gè)臨時(shí)污染土壤堆存場(chǎng)，其中3個(gè)暫存場(chǎng)，用于暫存氟化物污染土壤和重金屬土壤；1個(gè)暫存場(chǎng)用于暫存有機(jī)物污染土壤；1個(gè)暫存場(chǎng)用于暫存復(fù)合污染土壤。

設(shè)置有兩處待檢區(qū)，穩(wěn)定化待檢區(qū)位于穩(wěn)定化作業(yè)廠區(qū)附近，也作為穩(wěn)定化養(yǎng)護(hù)區(qū)，占地面積7 500 m2，熱脫附待檢區(qū)位于熱脫附處理附近，占地面積20 000 m2。

4.3.4 水處理工藝

廢水中的污染物主要為多環(huán)芳烴、少量的氟化物和重金屬，一體化水處理設(shè)施主體工藝采用“化學(xué)氧化+混凝沉淀+碳濾”組合工藝。斜管沉淀池的污泥排入儲(chǔ)泥池，經(jīng)壓濾機(jī)壓濾后，濾液回流至中間水池，進(jìn)行后續(xù)處理，濾餅進(jìn)入熱脫附設(shè)備處理，并在設(shè)備停機(jī)后最終的少量濾餅交由有資質(zhì)的單位處理。

4.3.5 阻隔填埋

阻隔填埋區(qū)底部和邊坡防滲采用“200 g／m2無紡?fù)凉げ?1.5 mm HDPE膜+200 g／m2無紡?fù)凉げ肌?，頂部采用?00 g／m2無紡?fù)凉げ?1.5 mm HDPE膜+200 g／m2無紡?fù)凉げ肌薄Ｗ韪籼盥穹罎B層包裹施工完成后，頂部鋪設(shè)50 cm壓實(shí)黏土保護(hù)。

5 異位修復(fù)工程可能產(chǎn)生的二次污染及防治措施

污染土壤異位修復(fù)技術(shù)通常對(duì)土壤進(jìn)行了除雜、破碎、分選等預(yù)處理工藝，相較于原位修復(fù)技術(shù)，異位修復(fù)設(shè)備處理負(fù)荷較小，污染物處理可控性和可預(yù)測(cè)性較強(qiáng)。但同時(shí)異位修復(fù)過程涉及土壤的挖掘、運(yùn)輸和基坑積水抽排等轉(zhuǎn)移過程，因此，修復(fù)施工中產(chǎn)生的二次污染是異位修復(fù)工程存在的最大問題。如：土壤挖掘過程中產(chǎn)生的揚(yáng)塵、施工中可能引起氣體污染物的無組織排放、土壤運(yùn)輸轉(zhuǎn)移至處置場(chǎng)所過程中污染物從原場(chǎng)地遷移到處理場(chǎng)區(qū)甚至周邊環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)等。因此，本工程針對(duì)施工中可能產(chǎn)生的二次污染問題，采取一系列有效控制措施。

5.1 大氣污染防治

1.盡量減少作業(yè)時(shí)土壤暴露時(shí)間。開挖作業(yè)分區(qū)分塊施工，同一開挖面盡可能當(dāng)天完成開挖工作并驗(yàn)收合格后及時(shí)回填。轉(zhuǎn)運(yùn)過程中采用封閉運(yùn)輸車進(jìn)行運(yùn)輸。對(duì)開挖的基坑面、待檢區(qū)等區(qū)域堆存土壤，采用薄膜覆蓋。

2.對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸?shù)缆凡扇⑺嚨姆绞竭M(jìn)行降塵。

3.固化／穩(wěn)定化處理（含預(yù)處理）、熱脫附預(yù)處理及上料在處理大棚及暫存場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行，運(yùn)輸車輛及處理設(shè)備進(jìn)出大棚后，立即關(guān)閉大棚大門，防止粉塵外逸。

4.熱脫附處理廢氣采用“旋風(fēng)除塵+布袋除塵+活性炭吸附裝置處理+15 m高排氣筒高空排放”，施工過程定期對(duì)場(chǎng)內(nèi)的大氣及熱脫附尾氣處理系統(tǒng)排放口出氣進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以判斷是否對(duì)周邊環(huán)境造成影響。

5.2 水污染防治

1.現(xiàn)場(chǎng)工程車輛、機(jī)械設(shè)備、運(yùn)輸車輛在場(chǎng)地北面總出入口洗車平臺(tái)清洗，所有清洗車輛產(chǎn)生的廢水收集進(jìn)行沉淀處理，并將洗車沉淀池內(nèi)的廢水定期抽至場(chǎng)地南面一體化污水處理設(shè)備，處理后進(jìn)行回用。

2.為防止地下水污染，暫存區(qū)、待檢區(qū)均采用水泥混凝土硬化地面，并采取“兩布一膜”等防滲措施。

3.碎石塊及建筑垃圾等篩上物裝至三級(jí)沉淀池旁沖洗區(qū)進(jìn)行沖洗直至篩上物表面干凈且無土壤，廢水在廠區(qū)經(jīng)沉淀后抽至一體化污水處理設(shè)備預(yù)處理，處理后進(jìn)行回用。

4.二期范圍施工期間的基坑進(jìn)行取樣檢測(cè)，基坑積水經(jīng)檢測(cè)單位取樣檢測(cè)表明，坑內(nèi)苯并［a］芘、氟化物、鎳和常規(guī)COD、BOD5等檢測(cè)指標(biāo)均低于《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978-1996）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，施工單位通過泵將基坑內(nèi)的雨水抽入至市政雨水管網(wǎng)。

5.3 固體污染防治

1.包裝材料及生活垃圾，經(jīng)分類收集后，由當(dāng)?shù)丨h(huán)衛(wèi)部門統(tǒng)一外運(yùn)作進(jìn)一步處理及生產(chǎn)廠家回收。

2.施工、管理單位租用當(dāng)?shù)孛穹浚罾y(tǒng)一收集，定期交由小區(qū)環(huán)衛(wèi)處置。

3.對(duì)篩分出來的碎石及建筑垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)至沖洗區(qū)，采用高壓水槍沖洗干凈并經(jīng)檢測(cè)合格達(dá)修復(fù)目標(biāo)值后回填。

4.旋風(fēng)除塵器及布袋除塵器等攔截的粉塵收集、沉淀池及污水處理設(shè)備中產(chǎn)生的污泥壓縮成泥餅后轉(zhuǎn)運(yùn)經(jīng)熱脫附處理。

5.熱脫附尾氣處理過程中產(chǎn)生的廢活性炭，作為危險(xiǎn)廢物，通過行政代處置的方式委托有資質(zhì)的第三方單位進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)及處理處置；并在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)立了專門的危險(xiǎn)廢物臨時(shí)貯存場(chǎng)地存放，設(shè)置安全防范措施且有醒目標(biāo)志。

5.4 噪聲污染防治

1.對(duì)場(chǎng)界各噪聲敏感點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，掌握了噪聲排放情況，并以此為依據(jù)控制噪聲排放。

2.加強(qiáng)施工管理，盡量降低施工現(xiàn)場(chǎng)噪聲，作為強(qiáng)噪聲源的施工機(jī)械的操作人員需配備必要的防護(hù)耳塞或耳罩等。

3.選用低噪聲設(shè)備和在設(shè)備與基礎(chǔ)之間設(shè)橡膠減振墊，有效降低機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的噪聲源強(qiáng)度，避免異常噪音的產(chǎn)生。

4.對(duì)鼓風(fēng)機(jī)等強(qiáng)噪聲設(shè)備，以隔音棚、隔音罩或隔音屏障封閉、遮擋，實(shí)現(xiàn)降噪。

5.合理布局，噪聲大的設(shè)備盡量布置于遠(yuǎn)離居民區(qū)的地方。如發(fā)現(xiàn)有超標(biāo)現(xiàn)象，及時(shí)采取隔音降噪措施或停止作業(yè)，最大限度減小可能對(duì)周圍環(huán)境敏感點(diǎn)的影響。

6 修復(fù)效果

修復(fù)后的土壤堆體采用隨機(jī)布點(diǎn)法布設(shè)采樣點(diǎn)，每個(gè)樣品代表的土壤體積不超過500 m3，每個(gè)堆體取3個(gè)土壤樣品，并隨機(jī)取一個(gè)樣進(jìn)行抽檢，均委托具有資質(zhì)的第三方進(jìn)行檢測(cè)，若超標(biāo)則重新修復(fù)后再次進(jìn)行檢測(cè)。修復(fù)后堆體涉及檢測(cè)指標(biāo)見表2。

表2 檢測(cè)指標(biāo)

1.氟化物污染土壤修復(fù)效果評(píng)估。土壤堆體經(jīng)過一次或多次穩(wěn)定化后，檢測(cè)氟化物滿足氟化物污染土壤均達(dá)到修復(fù)目標(biāo)值（修復(fù)后土壤浸出液氟化物含量≤1.0 mg／L）。

2.重金屬污染土壤修復(fù)效果評(píng)估。土壤堆體經(jīng)過一次或多次穩(wěn)定化后，均達(dá)到修復(fù)目標(biāo)值（修復(fù)后土壤浸出液鎳含量≤0.02 mg／L、砷含量≤0.01 mg／L）。

3.多環(huán)芳烴污染土壤異位熱脫附修復(fù)效果評(píng)估。土壤堆體經(jīng)過一次熱脫附處理后，多環(huán)芳烴濃度值均符合場(chǎng)地有機(jī)物修復(fù)目標(biāo)值要求（苯并（a）蒽含量≤5.5 mg／kg、苯并［b］熒蒽含量≤5.5 mg／kg、苯并［k］熒蒽含量≤55 mg／kg、苯并（a）芘含量≤0.55 mg／kg、二苯并［a，h］蒽含量≤0.55 mg／kg、茚并［1，2，3-cd］芘含量≤5.5 mg／kg）。

4.復(fù)合污染土壤異位熱脫附+異位穩(wěn)定化修復(fù)效果評(píng)估。土壤堆體經(jīng)異位熱脫附修復(fù)治理后，先對(duì)六種多環(huán)芳烴進(jìn)行檢測(cè)：即苯并（a）蒽、苯并［b］熒蒽、苯并［k］熒蒽、苯并（a）芘、二苯并［a，h］蒽、茚并（1，2，3-cd）芘，檢測(cè)數(shù)據(jù)分析濃度值均符合場(chǎng)地復(fù)合污染土壤修復(fù)目標(biāo)值要求。

熱脫附土壤經(jīng)過穩(wěn)定化修復(fù)后，檢測(cè)土壤浸出液濃度均滿足砷含量≤0.01 mg／L，汞含量≤0.001 mg／L，鎳含量≤0.02 mg／L，氟化物含量≤1.0 mg／L，故檢測(cè)結(jié)果也均符合場(chǎng)地治理修復(fù)目標(biāo)要求。

7 結(jié) 論

工程根據(jù)污染場(chǎng)地內(nèi)污染物的不同類型，將污染土壤進(jìn)行分區(qū)分類處理，修復(fù)后的土壤均達(dá)到修復(fù)目標(biāo)，修復(fù)后土壤可用作道路阻隔填埋墊層利用，取得了環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的統(tǒng)一，對(duì)今后類似工程實(shí)施具有借鑒意義。