钱华
(沈阳市环境保护局铁西分局 辽宁沈阳 110021)
铅污染场地治理修复技术的应用实践
钱华
(沈阳市环境保护局铁西分局 辽宁沈阳 110021)
概述了重金属污染场地调查监测概况,治理目标的确定以及治理技术路线、关键技术的选择方法,结合某铅污染场地实施治理修复技术的应用,通过治理前后环境风险的对比,得出通过实施治理修复方案,实现了消除污染场地对人体健康的影响,恢复土地使用功能的治理目标。
铅;重金属;污染场地;治理修复;应用
某生产各种铅蓄电池的专业企业,有60多年的生产历史,厂区面积12m2。由于城区总体规划需要,企业于2008年开始实施搬迁。该企业废物排放以废水和废渣为主。排放的废水中主要含铅、酸。废渣以铅渣为主。
根据企业总平面布置图,该厂近似为长方形,主要的生厂车间布置在中心位置,食堂、浴池等生活区位于最外围边缘,水处理、供水供电等公共辅助设施位于二者之间。根据这三种区域的布局特点,将采样的点位分为三类。按上述类别选取15个点位,钻孔取不同深度土样。共采集土壤样品60个。打15m深井一眼,取水样1个,由专业监测机构进行检测。
对三类区域布15个点位剖面土壤样品进行全项指标检测,标准参照《土壤环境质量标准》中的三级标准和《地下水环境质量标准》(Ⅲ类、Ⅳ类)。结果显示厂区内重金属除了铅之外,其他都不超标。个别地块由于是硫酸的存放、灌注地点,存在土壤呈酸性的现象。地下水监测所有指标均低于地下水质量Ⅳ类标准;除了镍略有超标之外,其他指标均低于地下水质量Ⅲ类标准。根据目前状况分析,该地区没有将地下水用于Ⅲ类水质用途的可能性,该区域的地下水是安全的。
根据该区域土地利用规划和目前技术、经济状况,本着恢复土地功能、保证环境安全的指导思想,将该场地治理目标确定为:(1)消除污染场地对人体健康的直接影响;(2)防止污染物继续迁移。该场地为单一重金属铅污染,因此项目的治理目标值为低于土壤环境质量三级标准中所要求铅的最大限值。
为了实现该场地治理工程项目的既定目标,根据分类结果,确定如下技术路线:(1)对中度污染的土壤进行清挖,集中进行固化稳定处理,回填到厂区建筑的道路以下;(2)对轻度污染地块分别按建筑基础、硬覆盖、道路、广场和绿化用地三种类型的场地土壤铺设不同形式要求的稳定层,之后再进行建筑基础施工、硬覆盖或绿化;(3)污染地块中绿化用地部分按要求在稳定层上覆新土,对通过污染地块的给排水、供暖管网、消防管道要求建设防渗管沟进行防护处理。
中度污染土壤的固化稳定处理和轻度污染土壤铺设稳定层为该项目的关键技术,药剂配方的研发是此技术的核心。其他技术均为成熟的治理技术,具有安全性和经济可行性。
5.1 污染范围的界定
依据环境监测部门提供的监测结果判断,该场地属于单因子污染,污染物为铅。将土壤中铅的
图1 技术路线图
浓度超过三级标准10倍以上、浸出浓度未达到《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5058.3-1996)的指标,但超过标准30%的5个地块划分为中度污染地块;土壤铅的浓度超标10倍以下,或虽超标10倍以上,但浸出浓度未达到浸出毒性标准30%的地块划分为轻度污染地块。
对中度污染的5个地块的污染土壤进行清挖,集中进行固化稳定化处理,回填到厂区建筑的道路以下。轻度污染地块分别按照建筑基础、硬覆盖、道路、广场和绿化用地三种类型的场地土壤铺设不同形式要求的稳定层,之后再进行建筑基础施工、硬覆盖或绿化。
5.2 前期工作
为满足地下基础、地下车库等建筑的建设要求,该厂区内的钢筋混凝土结构建筑基础以及拆迁过程产生的建筑垃圾需要进行清障处理。场地中建筑混凝土破碎块,存在其表面被重金属污染的可能性,污染程度需经监测进行判定。混凝土块监测污染物不超过三级标准的可运出场地集中处理或利用,不符合条件的混凝土破碎块和泥土、砂石、砖头等禁止运出场外。
5.3 中度污染土壤的清挖与固化稳定化
固化方式是将污染土壤按照每天的工作量平均分摊,每天对一堆土壤进行固化。混拌方式是加入规定比例的粉剂型药剂,利用机械进行搅拌,均匀化。固化用药剂32t,处理污染土壤4000m3。处理后的土壤,结果经分析合格后铺设于园区道路下。
5.4 稳定层的铺设
为了防止底层土壤中重金属的向上迁移,影响地上人群身体健康,在平整压实以后的底层土壤表面敷设稳定层。开发商施工方严格按照要求进行稳定层铺设后,再开始正常的建筑施工。稳定层铺设类别分为如下三种,不同类型的稳定层结构不同:
5.4.1 建筑基础下的稳定层铺设
这类地块的稳定层由下至上依次为:药剂层(厚8mm)、高密
度聚乙烯膜(厚0.3mm)。工程量为6630m2。
5.4.2 硬覆盖、道路、广场下稳定层铺设
这类地块的稳定层由下至上依次为:药剂层(厚8mm)、高密度聚乙烯膜(厚0.3mm)、沙层(厚50mm)。工程量为5275m2。
5.4.3 监测结果超标的绿地稳定层铺设
这类地块的稳定层由下至上依次为:药剂层(厚8mm)、透水的编织布、沙层(厚100mm)、无纺布。在稳定层上覆新土。工程量为17995m2。
5.5 硬覆盖
为了防止雨水淋溶对地下水污染和扬尘造成大气污染,除了建筑物、道路外,广场、花坛、停车场等地面全部采用硬覆盖措施处理。硬覆盖均采用防渗的硬覆盖材料,以防降雨向下较多的渗漏,造成污染地下水风险。
硬覆盖采用钢筋混凝土结构,根据地面荷载要求确定厚度和配筋。平均厚度按0.18m计算工程量和投资。应覆盖区域若要绿化,则以花坛种植为主,植物类型宜选择以草坪及低矮的木本植物为主。
考虑到不透水的绿化区内植被在雨季的防涝问题,保证植被的成活率,对雨水集排水控制系统做相关要求。在防渗的花坛底部设特殊的雨水收集单元及雨水导出口,连接到市政管网。
5.6 绿化覆盖
为了防止底层土壤中重金属的向上迁移,拟在平整压实以后的底层土壤表面敷设稳定层。开发商施工方严格按照要求进行稳定层铺设后,才可开始正常的建筑施工。由下至上铺设药剂层及沙子(100mm)、新土(600mm)进行绿化。开发商建设绿地时至少在正常绿化的表面标高以下,预留700mm高的空间,用于铺设稳定层和覆新土。
5.7 管网防渗
在铅含量超过土壤环境质量三级标准的地块内,通过的供水、供暖、消防管网应做防渗管沟,以保证居民饮用水安全,并达到控制污染扩散的目的。防渗管沟要求如下:管道沟距沟底部及两侧侧壁应有一定空隙,底部及侧壁应采用防渗结构,防渗等级达到S8的防渗等级要求。管道的所有接缝处应做好防渗漏措施。底部防渗层设置一定坡度,每隔50m~100m设一个积水井,积水井的设置可与供暖检修井、给水检修井和排水井一并考虑。
根据治理前场地污染物实际监测指标和治理后回填新鲜土壤的背景值指标,可分别计算出表层土壤污染重金属总铅指标如下:
治理前:按表层土壤总铅指标评价,15个采样点位。
铅均值=2424.2mg/kg
治理后:铅均值=22.2 mg/kg
按照国家土壤环境质量三级标准:铅=500 mg/kg
治理前后对比,铅均值明显降低,并远低于土壤环境质量三级标准的数值。
可以看出,由于治理方案采取了有效地工程措施,治理后场地表层土壤中污染物的含量较治理前大大降低。即对人群健康的环境风险达到低于国家三级标准规定的指标,达到与该市其他地区相同的水平。治理工方案的实施完全能够实现消除污染场地对人体健康的影响,恢复土地使用功能的治理目标。
[1]陈辉.重金属污染场地治理管理模式及分级方法研究.中国环保产业,2008,04,49-53.
[2]李顺.场地土壤重金属污染土壤及其修复技术研究现状.环境研究与监测,2009,22(1):43-47.
[3]刘舒.铅污染土壤修复工艺技术研究.环境与发展,2013,12: 89-91.
[4]GB15618-1995土壤环境质量标准[S].
[5]GB5058.3-2007危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别标准[S].
[6]GB8798-1996污水综合排放标准[S].
[7]GB/T14848-93地下水质量标准[S].