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某冶煉廠遺留場地污染的現狀與修復策略

來源:有色金屬(冶煉部分), 作者:李道明
發布于:2021-03-26 共4205字

  摘    要: 根據某冶煉廠遺留污染場地的土壤樣品浸出毒性檢測結果判定場地內土壤的性質,通過對場地土壤污染現狀及水體采樣檢測分析,篩選出可靠實用的原位固化/穩定化聯合阻隔防滲技術以及覆土綠化的綜合修復對策,并制定了污染場地修復技術路線,恢復場地原有生態功能,為同類項目提供借鑒和參考。

  關鍵詞: 遺留污染場地; 浸出毒性鑒別; 原位固化/穩定化; 阻隔防滲; 生態修復;

  Abstract: According to leaching toxicity test results of soil samples from a smelter's remaining polluted site,properties of soil in the site were determined.Based on analysis of current situation of soil pollution and water sampling,reliable and practical comprehensive restoration countermeasures of in-situ curing/stabilization combined seepage prevention technology and soil-covered greening were selected,and remediation technology route of remaining polluted site was formulated,original ecological function of the site was restored.It can provide reference for similar projects.

  Keyword: remaining polluted sites; identification for leaching toxicity; in situ curing/stabilization; seepage barrier; ecological restoration;

  20世紀90年代,為加快地方經濟發展,各地開辦了許多冶煉企業,隨著我國城市化進程和產業升級轉型的加快,眾多污染型冶煉廠被整頓關停,遺留下大量多種多樣、復雜的污染場地,遇上雨雪天氣,含有毒金屬的廢水流入附近水體或浸入土壤,造成地表水以及土壤等污染,如果長時間得不到修復,逐漸會擴散污染到地下水,嚴重威脅當地人民的生命安全[1,2,3]。因此,冶煉廠遺留污染場地是十分值得關注和突出的環境問題。本文分析了某冶煉廠遺留場地污染現狀,并提出修復對策。
 

某冶煉廠遺留場地污染的現狀與修復策略
 

  1 、遺留污染場地基本概況

  某冶煉廠始建于20世紀90年代初,采用火法工藝,主要產品為精銻,冶煉過程中產生的廢渣主要成分為碳酸鈉、砷酸鈉、亞銻酸鈉、硫代亞銻酸鈉及少量的金屬銻,也被稱之為“砷堿渣”。砷堿渣中的砷酸鈉劇毒且易溶于水,應進行妥善堆存,但當時環保觀念淡薄,監管力度不夠,該冶煉廠排出的廢渣未采取防滲措施直接堆放在地上,極具危害性,潛在污染風險高。近些年隨著國家政策對環保問題的日益重視,以及環保監管部門執法力度的加強,企業于2010年被依法拆除關停,留下的廠區一直閑置成為無主之地,由于之前環保措施不到位且關停后又沒有及時進行修復,場地已受到污染,從而形成了歷史遺留的污染場地。

  2、 場地調查與分析

  2.1、 調查范圍和對象

  冶煉廠包括揮發焙燒車間、還原熔煉車間、堿性精煉車間以及廢渣堆放區,除廠區外,周邊場地也進行取樣,調查范圍面積約0.3萬m2。由于該冶煉廠廢渣已全部清走,且場內地層主要是黏土層,根據鉆探資料,場地主要是表層污染。為調查場地污染情況,對場內土壤進行采樣檢測,調查主要集中在廠區范圍內,尤其是原廢渣堆放區,依據《場地環境調查技術導則》(HJ25.1—2014),在調查范圍內的中間及四周共布設了6個采樣點,土壤采樣深度最大為2m,垂直方向每間隔0.25 m深采集1個土樣,每個采樣點采集8個土樣,總共采集到土樣48份,土樣送實驗室對As、Sb、Pb、Cr6+四種重金屬元素含量進行分析測試,并分別制樣進行酸浸和水浸毒性鑒別試驗。

  2.2 、土壤檢測結果與分析

  場地土樣酸浸和水浸毒性鑒別試驗結果見表1。從表1可見,酸浸出液中的重金屬濃度均低于《危險廢物鑒別標準—浸出毒性鑒別標準》(GB5085.3—2007)規定的限值,因此不屬于危險廢物,但水浸出液中的pH超出規定的6~9,且As濃度要高于《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996)最高允許排放濃度,因此,可以判定本污染場地土壤為第Ⅱ類一般工業固體廢物。

  根據場地土樣重金屬含量檢測結果,場地土壤中的As和Sb含量超出了《土壤環境質量建設用地土壤污染風險管控標準(試行)》(GB 36600—2018)第二類用地的管制值,其中As含量為146.5~1 627.4 mg/kg,最大超標11.62倍;Sb含量為489.5~5 302.6 mg/kg,最大超標14.73倍。場地土壤中As、Sb、Pb和Cr6+四種重金屬含量在垂直方向上的分布如圖1所示。

  從圖1可以看出,場地土壤As、Sb、Pb和Cr6+含量的垂直分布規律基本一致,其含量隨深度增加呈總體下降趨勢,前1.25m變化特別明顯,其后隨深度增加變化量減少。從As、Sb、Pb和Cr6+含量垂直分布特點來看,在深度為0~1.25m變化幅度相對較快,1.25~2.0m為含量逐漸減低并趨于穩定,且含量超標主要分布在深度0~1.0m。

  表1 場地土樣毒性鑒別試驗結果
表1 場地土樣毒性鑒別試驗結果

  圖1 場地土壤不同采樣點As、Sb、Pb和Cr6+含量的垂直變化圖
圖1 場地土壤不同采樣點As、Sb、Pb和Cr6+含量的垂直變化圖

  2.3、 水污染現狀分析

  距離該冶煉廠最近的地表水體有A河以及B水塘,水質執行《地表水環境質量標準》(GB 3838—2002)Ⅲ類標準。現場對污染場地周圍地表水進行采樣檢測,檢測結果見表2。從表2可以看出,A河上、下游水質均滿足GB 3838—2002Ⅲ類要求,但B水塘As、Pb重金屬超標,這應該是降雨對不規范堆放廢渣場地沖刷后的雨水和地表徑流造成的。

  表2 地表水檢測結果
表2 地表水檢測結果

  為調查冶煉廠區附近的地下水污染情況,在冶煉廠區上、下游各設置了1口地下水監測井,分別在豐水和枯水季節取水進行檢測,檢測結果見表3。表3結果表明,廠區下游地下水在豐水期As、Sb濃度超GB/T 14848-2017Ⅳ類要求,主要原因是,豐水期的場地上淺層地下水位很淺,受到地表水補給后流經已污染土壤導致地下水受到污染。

  表3 地下水檢測結果表
表3 地下水檢測結果表

  2.4 、場地污染風險分析

  根據場地調查的數據分析可知,有害重金屬元素通過遷移滲透等作用已慢慢進入地下土壤,且受雨水沖刷以及下滲已經開始影響場地周邊水體,存在較大的污染風險,需要采取措施對該場地進行修復。

  3、 綜合修復原則與目標

  3.1 、修復原則

  依據《污染地塊風險管控與土壤修復效果評估技術導則(試行)》(HJ25.5—2018),對場地重金屬污染進行風險管控,并對已污染土壤進行修復,使其滿足生態綠地要求。

  3.2 、修復目標

  根據場地調查與風險評估,確定了該冶煉廠遺留污染場地綜合修復的目標為:通過對場地綜合修復,使土壤中關注的重金屬控制在GB 36600—2018第二類用地管制值內,并減少因降雨和地表徑流對周邊水體的污染,在沒有新增污染源的前提下,地表水重金屬濃度滿足GB 3838—2002Ⅲ類要求,地下水重金屬濃度滿足GB?T 14848—2017Ⅳ類要求。

  4 、綜合修復對策

  4.1 、總體思路

  污染場地修復應從風險管控及費用有效性原則出發,優先考慮技術的修復效果,并結合技術的有效性、修復成本和周期、操作難易程度和成熟度、環境影響及用地發展規劃等因素選擇適宜的修復技術。

  4.2 、綜合修復方案

  目前重金屬污染土壤修復技術從實施原理上分為物理修復、化學修復以及生物修復,從實施場址上又分為原位處置和異位處置,主要包括固化/穩定化、土壤淋洗、水泥窯協調處置、植物修復、微生物修復、填埋處置、玻璃化修復、阻隔防滲等技術[4,5,6,7],各有特點及缺陷。根據本文場地的污染特點、修復目標以及考慮修復成本、周期等因素,對比現有的污染土壤修復技術,經篩選采用原位固化/穩定化對已污染土壤進行改性,使得有害重金屬被封閉在固化體內,達到穩定化、無害化的目的。聯合阻隔防滲技術,沿場地周邊設置垂直防滲墻阻隔土壤或地下水中的有害重金屬向外遷移,并在表面鋪設防滲膜阻隔雨水向污染土壤中下滲,最后覆土植草綠化,恢復場地原有生態功能,避免采用其他修復方法帶來的二次污染或處置費用高、周期長等一系列問題。

  4.3 、修復技術總路線

  修復技術總路線見圖2。

  圖2 修復技術總路線圖
圖2 修復技術總路線圖

  5 、后期監測評估

  完工后委托第三方對修復范圍內的土壤以及周邊水體進行跟蹤監測,根據已反饋的監測數據,目前各項指標均能達到要求,可見污染場地修復效果明顯。

  鑒于監測周期比較短,為評估修復后的長期效果,還需進行長時間的持續跟蹤監測。后期跟蹤監測的項目可按表4進行。

  表4 后期跟蹤監測項目
表4 后期跟蹤監測項目

  6 、結語

  由于歷史原因我國遺留下大量的工業污染場地,特別是小規模的作坊式冶煉廠關停后未得到治理的場地,已造成不同程度上的污染。通過篩選出可靠實用的原位固化/穩定化聯合阻隔防滲技術,以及覆土綠化的綜合修復對策,實現了原有場地的生態功能,可為同類工程項目提供技術借鑒和參考。

  參考文獻

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作者單位:中國瑞林工程技術股份有限公司
原文出處:李道明.某冶煉廠遺留污染場地綜合修復對策[J].有色金屬(冶煉部分),2021(03):138-142.
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