嚴(yán)世沖，馮澤平

（1.湖南省和清環(huán)境科技有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410000；2.中國(guó)電建集團(tuán)西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西 西安 710065）

老工業(yè)區(qū)是投入較高、污染嚴(yán)重的產(chǎn)業(yè)區(qū)域，加快工業(yè)區(qū)內(nèi)企業(yè)的關(guān)閉和搬遷工作是環(huán)境保護(hù)的必要任務(wù)［1-2］。湘江流域老工業(yè)區(qū)企業(yè)以有色冶煉、重化工企業(yè)為主，成為高能耗、高污染排放集中區(qū)域，廢水、廢渣、廢氣，已造成該區(qū)域土壤和水體受到一定污染。這些老工業(yè)搬遷污染場(chǎng)地進(jìn)行修復(fù)后可合理規(guī)劃為商業(yè)或居住用地開(kāi)發(fā)利用。

根據(jù)《湘江流域重金屬污染治理實(shí)施方案》以及地方相關(guān)文件，一些老工業(yè)區(qū)搬遷改造完成后，擬規(guī)劃為居住／商業(yè)用地。為保證場(chǎng)地建設(shè)的安全環(huán)境以場(chǎng)地調(diào)查報(bào)告和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告為基礎(chǔ)，采用針對(duì)性的修復(fù)技術(shù)對(duì)污染場(chǎng)地進(jìn)行治理。

1 場(chǎng)地概況

場(chǎng)地原企業(yè)主要生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)產(chǎn)品鈦白粉，產(chǎn)量為30 000 t／a，此外有硫酸100 000 t／a、普鈣200 000 t／a、硫酸亞鐵30 000 t／a、沉淀硫酸鋇10 000 t／a、硅微粉10 000 t／a、氟硅酸鈉2 000 t／a，其生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣、廢水及產(chǎn)生的固廢均含有重金屬。

該場(chǎng)地占地面積45 000 m2，根據(jù)污染調(diào)查結(jié)果，場(chǎng)內(nèi)土壤中砷、鎘、鉛、鋅的浸出濃度超過(guò)了《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》［3］（GB 3838-2002）Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，若不及時(shí)對(duì)場(chǎng)地內(nèi)土壤進(jìn)行治理，重金屬將隨著雨水的沖刷以地表徑流的形式流向湘江，對(duì)湘江水體造成污染。場(chǎng)地污染土壤深度最大為4.5 m，需修復(fù)的污染土壤工程量為142 400 m3。

2 治理目標(biāo)

項(xiàng)目采用穩(wěn)定化技術(shù)修復(fù)重金屬污染土壤，土壤修復(fù)目標(biāo)值參照《重金屬污染場(chǎng)地土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)》（DB43／T 1165-2006）居住用地標(biāo)準(zhǔn)，土壤重金屬浸出濃度驗(yàn)收目標(biāo)值參照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，具體指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 污染土壤修復(fù)目標(biāo)值、修復(fù)后土壤驗(yàn)收目標(biāo)值

3 修復(fù)工藝

結(jié)合場(chǎng)地開(kāi)發(fā)需求以及場(chǎng)地污染情況，采用的修復(fù)工藝為：

1.采用異位穩(wěn)定化技術(shù)對(duì)0～1.5 m層約35 200 m3污染土壤進(jìn)行修復(fù)。污染土清挖完畢后，基坑側(cè)壁土壤需達(dá)到污染土壤修復(fù)目標(biāo)值，即鉛≤280 mg／kg，鋅≤500 mg／kg，砷≤50 mg／kg，鎘≤7 mg／kg；采用土壤修復(fù)一體化設(shè)備對(duì)污染土壤進(jìn)行治理，該設(shè)備可同時(shí)完成破碎、篩分、輸送、加藥、攪拌、加水等功能，設(shè)備處理規(guī)模為600 m3／d，運(yùn)行過(guò)程中可避免造成二次污染。

2.采用原位穩(wěn)定化技術(shù)對(duì)1.5～4.5 m層約107 200 m3污染土壤進(jìn)行修復(fù)。該方法通過(guò)ALLU原位穩(wěn)定化系統(tǒng)將一定比例的穩(wěn)定劑加入污染土壤并通過(guò)原位攪拌后混合均勻，使其與污染物發(fā)生反應(yīng)達(dá)到修復(fù)效果的工藝。

3.對(duì)處理后土壤按照《固體廢物浸出毒性浸出方法 水平振蕩法》［4］（HJ 557-2010）進(jìn)行浸出試驗(yàn)，鉛、鋅、砷、鎘浸出濃度達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)限值；異位穩(wěn)定化合格土壤作為道路的路基材料填埋。

4.修復(fù)工程中產(chǎn)生的基坑開(kāi)挖廢水、生活污水、沖洗廢水以及坑積水等，進(jìn)行集中收集后，通過(guò)廢水處理一體化設(shè)備進(jìn)行處理，處理達(dá)標(biāo)后排放；清挖及修復(fù)過(guò)程中需防止造成的二次污染。

修復(fù)工藝技術(shù)路線如圖1所示。

圖1 修復(fù)技術(shù)路線

4 工程實(shí)施過(guò)程

4.1 污染土壤清挖

對(duì)于深度為0～1.5 m的重金屬污染土壤，采用挖掘機(jī)配合人工分區(qū)清挖、修復(fù)的思路。根據(jù)污染范圍進(jìn)行放線開(kāi)挖，監(jiān)理單位對(duì)開(kāi)挖范圍各拐點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核，并對(duì)基坑側(cè)壁進(jìn)行取樣檢測(cè)，防止造成污染物的遺漏或過(guò)度修復(fù)。為確保后期處置高效性要求。

4.2 污染土壤運(yùn)輸

首先用密閉式環(huán)保運(yùn)輸車將污染土壤運(yùn)至治理車間的暫存區(qū)，再用裝載機(jī)將污染物運(yùn)至修復(fù)一體化設(shè)備進(jìn)行處理，處理完成后，運(yùn)輸車在設(shè)備出料口處將混合物運(yùn)至養(yǎng)護(hù)區(qū)分批養(yǎng)護(hù)。

4.3 污染土壤處理

4.3.1 修復(fù)中心設(shè)置

修復(fù)中心劃分成3個(gè)區(qū)塊：（1）污染土壤暫存區(qū)；（2）污染土壤穩(wěn)定化處理區(qū)；（3）污染土壤修復(fù)后養(yǎng)護(hù)區(qū)。

暫存區(qū)和穩(wěn)定化處理區(qū)位于穩(wěn)定化處理車間，車間采用輕鋼結(jié)構(gòu)，半封閉結(jié)構(gòu)，四周安裝2.5 m高圍擋，頂棚采用陽(yáng)光板安裝，地面采用C30混凝土硬化30 cm，占地面積為1 150 m2；養(yǎng)護(hù)區(qū)位于穩(wěn)定化固化處理車間外，占地面積為1 200 m2。

4.3.2 處理施工

1.異位穩(wěn)定化處理施工。工藝主要處理0～1.5 m深重金屬污染土壤，主要施工工藝為：（1）將污染土壤從污染場(chǎng)地清挖運(yùn)輸至修復(fù)中心暫存區(qū)等待處理，暫存區(qū)底部做防滲處理；（2）土壤預(yù)處理，即初步破碎、篩分暫存區(qū)的污染土壤；（3）使用裝載機(jī)將預(yù)處理后的土壤送入土壤修復(fù)一體化設(shè)備，破碎后粒徑達(dá)到30 mm以下，設(shè)備同時(shí)完成自動(dòng)加藥、加水和混合攪拌，使得土壤含水量控制在25%～30%；（4）采用運(yùn)輸車將混合均勻的土壤轉(zhuǎn)運(yùn)至養(yǎng)護(hù)區(qū)，待養(yǎng)護(hù)完成后取樣；（5）養(yǎng)護(hù)完成后，對(duì)土壤進(jìn)行檢測(cè)分析，達(dá)標(biāo)后外運(yùn)進(jìn)行路基填埋。流程如圖2所示。

圖2 異位穩(wěn)定化工藝流程圖

2.原位穩(wěn)定化處理施工。工藝主要處理1.5～4.5 m深重金屬污染土壤，主要施工工藝為：（1）修復(fù)分區(qū)：考慮到ALLU穩(wěn)定化設(shè)備的作業(yè)范圍，PM攪拌頭單點(diǎn)覆蓋面積為1.6 m×0.8 m，即縱向表面積為1.28 m2。將場(chǎng)地由西側(cè)至東側(cè)進(jìn)行條形分區(qū)，條形分區(qū)寬度以5 m計(jì)，待一個(gè)條形分區(qū)原位攪拌完成后進(jìn)入下一分區(qū)修復(fù)；（2）原位攪拌：ALLU PM強(qiáng)力攪拌頭先攪動(dòng)翻松表層土壤，實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤的破碎與攪拌，通過(guò)攪頭的混合刀板可將本污染場(chǎng)地中的污染土壤破碎至粒徑30mm以下，由上往下逐步下潛到指定修復(fù)深度；（3）藥劑混合：輸藥管與ALLU PM強(qiáng)力攪拌頭裝配在一起，與ALLU PF壓力加藥罐連接，DAC.2裝置負(fù)責(zé)控制并記錄輸藥罐車的輸藥過(guò)程。通過(guò)ALLU PF壓力輸料罐車加藥設(shè)備，將藥劑直接輸送到地下噴射口，運(yùn)用攪拌頭螺旋攪拌過(guò)程中形成的負(fù)壓空間，同時(shí)高壓驅(qū)動(dòng)將粉體或液態(tài)穩(wěn)定劑均勻噴入污染介質(zhì)中。通過(guò)電腦控制藥劑輸入速度、摻入量，使其按照預(yù)定的比例與污染介質(zhì)以及污染物進(jìn)行高效的混合；（4）原位養(yǎng)護(hù)：經(jīng)ALLU原位穩(wěn)定化系統(tǒng)原位加藥攪拌混合后的區(qū)塊，原位進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，因注入的藥劑為漿液狀，整個(gè)養(yǎng)護(hù)過(guò)程養(yǎng)護(hù)區(qū)覆蓋防雨布以保證養(yǎng)護(hù)土壤中的含水率在30%～40%；（5）檢測(cè)：原位養(yǎng)護(hù)后，每500 m3土壤進(jìn)行采樣檢測(cè)。流程圖如圖3所示。

圖3 原位穩(wěn)定化工藝圖

4.3.3 水處理工藝

廢水中的污染因子主要有pH和重金屬，采用一體化設(shè)備對(duì)廢水進(jìn)行處理，廢水通過(guò)收集進(jìn)入廢水收集池，經(jīng)生物制劑深度處理后達(dá)標(biāo)排放，主要工藝路線為生物制劑配合—水解—絮凝分離。

5 修復(fù)效果

5.1 土壤檢測(cè)

5.1.1 基坑側(cè)壁檢測(cè)

0～1.5 m深污染土壤清挖完成后，將污染區(qū)域基坑側(cè)壁按40 m等分成段，每段均勻采集9個(gè)表層土壤樣品制成混合樣進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)于超標(biāo)區(qū)域根據(jù)檢測(cè)結(jié)果以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來(lái)確定二次清挖邊界，二次清挖后再次進(jìn)行檢測(cè)，直至達(dá)到相應(yīng)要求。

監(jiān)測(cè)指標(biāo)：砷、鎘、鉛、鋅。

檢測(cè)方法：《土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》［5］（HJ／T 166-2004）。

判斷 標(biāo) 準(zhǔn)：砷50 mg／kg、鉛280 mg／kg、鎘7 mg／kg、鋅500 mg／kg。

5.1.2 異位穩(wěn)定化后土壤檢測(cè)

采用隨機(jī)布點(diǎn)法對(duì)修復(fù)后的土壤堆體進(jìn)行采樣，每500 m3土壤采樣1個(gè)并對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，如果不達(dá)標(biāo)，則再次進(jìn)行修復(fù)后采樣檢測(cè)。

檢測(cè)方法：《固體廢物浸出毒性浸出方法水平振蕩法》（HJ／T 557-2010）。

監(jiān)測(cè)指標(biāo)：砷、鎘、鉛、鋅

判斷標(biāo)準(zhǔn)：砷≤0.05 mg／L、鎘≤0.005 mg／L、鉛≤0.05 mg／L、鋅≤1.0 mg／L。

5.1.3 原位穩(wěn)定化后土壤檢測(cè)

1.5～4.5 m深污染土壤原位修復(fù)完成后，按照20 m×20 m網(wǎng)格布點(diǎn)進(jìn)行采樣，以400 m2面積作為一個(gè)監(jiān)測(cè)場(chǎng)地，每間隔1 m分別在深度1.5、2.5、3.5、4.5 m設(shè)一個(gè)垂直采樣點(diǎn)。每400 m2／土壤取4個(gè)樣品數(shù)，一個(gè)原位治理區(qū)塊穩(wěn)定化處理完后一次驗(yàn)收檢測(cè)。

檢測(cè)方法：《固體廢物浸出毒性浸出方法水平振蕩法》（HJ／T 557-2010）。

監(jiān)測(cè)指標(biāo)：砷、鎘、鉛、鋅

判斷標(biāo)準(zhǔn)：砷≤0.05 mg／L、鎘≤0.005 mg／L、鉛≤0.05 mg／L、鋅≤1.0 mg／L。

5.2 效果評(píng)估

開(kāi)挖后對(duì)基坑側(cè)壁檢測(cè)，均達(dá)到修復(fù)目標(biāo)值。

按照《重金屬污染場(chǎng)地土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)》（DB 43／T 1165-2016）規(guī)定，經(jīng)過(guò)一次或多次異位／原位穩(wěn)定化的土壤，采用《固體廢物浸出毒性浸出方法水平振蕩法》（HJ／T 557-2010）制備的浸出液中砷、鎘、鉛、鋅浸出濃度應(yīng)低于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2001）Ⅲ類指標(biāo)限值，即砷≤0.05 mg／L、鎘≤0.005 mg／L、鉛≤0.05 mg／L、鋅≤1.0 mg／L，故檢測(cè)結(jié)果也均符合場(chǎng)地驗(yàn)收目標(biāo)要求。

6 結(jié) 論

本工程根據(jù)污染場(chǎng)地的未來(lái)規(guī)劃及污染物的不同深度，將污染土壤進(jìn)行異位和原位修復(fù)，修復(fù)后的土壤均達(dá)到修復(fù)目標(biāo)，異位修復(fù)后土壤可用作道路填埋路基利用，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。