重金属污染土壤修复案例分析
发布时间:2023-09-25 12:43:51 来源: 小九直播nba免费观看下载
摘要:重金属是土壤修复工程中常见的污染物之一,重金属污染在土壤中迁移性较弱,现有修复技术很难去除,其易随食物链进入人体,潜在危害大。该文以某冶炼厂重金属污染土壤修复案例为研究重点,对项目概况、修复工艺选择、方案设计及修复自检做多元化的分析,为各地实施类似冶炼厂重金属污染场地修复提供思路和经验参考。
随着社会经济加快速度进行发展,城市迅速扩张,大量工业场地会进行迁移与重建,土壤污染问题开始逐渐显露,我国土壤重金属污染日益严重,而在受污染土壤上种植农作物,通过食物链作用进入人体也同样需要重视,日本的镉米事件就是一个鲜明的例子。因此,土壤系统中的金属(特别是有毒重金属)污染、防治与修复一直是国际上的难点和热点研究课题。国外重金属土壤修复工作开展较早,有大量成功修复案例。目前,土壤重金属污染的修复技术主要有工程措施、物理化学方法、化学修复方法和植物修复方法。工程措施主要以挖掘填埋方式为主,即所谓的客土法,但这并不是一个永久措施,只是把环境问题从高危害区转移到低危害区,填埋法还存在占用土地、渗漏、污染旁边的环境等负面影响,因此在当今的土壤修复中使用较少。物理化学修复技术最重要的包含化学固化、土壤淋洗、电动修复;化学修复技术最重要的包含化学改良、表面活性剂清洗和有机质改良等;植物修复技术最重要的包含植物稳定、挥发及提取。此外,植物修复技术也逐渐得到人们的重视,特别是深入研究了一些植物修复技术的新方法和方式,推动了重金属污染土壤修复的发展。本案例主要是采用“异位稳定化/固化+阻隔填埋”技术对冶炼厂土壤做修复处理。
1.1工程概况本地块土壤中主要污染物为铅、锰及锌,表层污染土壤采用“异位稳定化/固化+阻隔填埋”技术处理,异位修复土壤面积40000m2,异位修复土方量130000m3,最大修复深度8.0m;深层污染土壤则结合开挖土壤的阻隔填埋采取“黏土封顶阻隔”措施。工程工期为12个月。1.2场地条件分析
据详细调查及地下水补充调查阶段对该层地下水的水位测量,发现丰水期地块内各位置均有松散岩类孔隙水的分布,水量丰富,埋深较浅,测量地下水埋深为0.52~5.32m;枯水期该层地下水埋深比丰水期低4.0~6.5m,在部分区域如该地块西部、东部等区域因水位下降未发现该层地下水,而该地块中部、西部该层地下水相对较丰富,地下水埋深为6.585~11.39m。
项目范围内设施已完成拆除,部分区域遗留有建筑垃圾。其中,该地块北部已修建一条约3m高的围墙,将该地块分为南北2个部分,围墙以北区域与莲花山庄相连接,大部分区域已完成绿化。1.2.3场地未来用地规划该地块的未来规划应属于GB36600—2018《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》中的第一类用地。地块未来利用规划为公园绿地。
根据该地块内车间分布、地层分布及土壤重度污染主要分布在填土层和黏土层顶部的情况,将其分为西部区域、中部区域及东部区域。本项目对该地块进行分区确定表层土壤治理深度,其中西部表层深度确定为2.0m,中部表层深度确定为5.0m,东部表层深度为8.0m。共需清挖治理表层重度污染土壤约130000m3。
2)初步筛分破碎。采用专业施工机械MT320—H75筛分破碎搅拌斗进行污染土壤的初步筛分及破碎。筛分破碎时能将石块、建筑垃圾等杂物剔除,同时对污染土壤进行破碎。本项目采用MT320-H75设备,处理效率高,斗内滚轴可朝2个内外方向切换转向并持续旋转,确保高效的力矩传输保障启动和运行,每小时可筛分破碎污染土300~500m3。
3)土壤预处理。采用MT320-H75破碎筛分斗将预处理药剂与土壤混合搅拌,充分接触,将预处理药剂与土壤混合,同时进一步对于土壤进行破碎。破碎次数根据土壤粒径确定,破碎工艺完成后控制土壤粒径小于20mm的比例大于90%。筛分破碎时,MT320-H75斗离土堆高度不超过50cm,以减少扬尘;污染土壤预处理后,粒径小于20mm污染土壤转运至稳定化处理区进行处置。
4)稳定化/固化药剂撒布。根据小试中试实验结果以及现场检测结果,根据污染情况,最终确定药剂的添加量。推荐添加质量比约为2%的药剂,现场施工时根据真实的情况可做调整。根据待处理的土方量,计算药剂的用量,本地块土壤容重平均值为1.77t/m3,经估算本地块污染土壤稳定化/固化处理大约需要3540t。用普通挖机将吨袋中的稳定化/固化药剂均匀地铺洒于土壤上方。
6)土壤养护。对混合后的土壤需喷洒一定量的水,保证养护土壤中的含水率在25%。然后由装载机将土壤转运至养护区域进行堆放养护。在修复区设置土壤养护暂存区,按照批次依次堆置成长条土剁,封闭养护,养护区地面作硬化处理。养护区堆存高度为3m,堆好的土壤表面覆盖薄膜进行保水处理,需要养护5~7d时间来保证稳定化/固化反应的效果。为保证药剂与污染土壤中的重金属发生有效的反应,修复土养护时间应至少为5~7d。养护期间土壤避免阳光直射及雨水淋洗,同时避免大风时出现扬尘。
为确保项目施工正常进行,成立项目自检小组,项目的技术负责人兼任环境自检负责人,担任小组组长,配备自检人员,负责自检整个运送过程中的污染情况。确保污染土无遗漏、运送过程中无空气污染和水体污染等。本项目自检工作流程主要如下。
本项目对表层重度污染土壤进行清理修复,以清除填土层和黏土层顶部的重度污染为目标。基坑底部以清理到设计范围和深度为目标,也可对基坑底部采样进行仔细的检测;基坑侧壁的清理目标以土壤风险管控与修复目标值为验收依据。参照HJ25.5—2018《污染地块风险管控与土壤修复效果评估技术导则(试行)》,基坑底部采用系统布点法,一般随机布置第一个采样点,构建通过此点的网格,在每个网格交叉点采样,网格大小不超过40m×40m。基坑侧壁采用等距离布点法,将基坑侧壁等距分为若干段,每段不大于40m,在纵向上,当侧壁开挖深度小于等于1m时,侧壁不进行垂向分层采样,当开挖深度大于1m时,侧壁应进行垂向分层采样,其下一定距离进行分层,分层的距离不小于1m且不大于3m。每段内每层取9个表层样品混合成一个样品。具体根据真实的情况确定。
稳定化/固化处理后的土壤原则上每个采样单元(每个样品代表的土方量)不应超过500m3;也可根据修复后土壤中污染物浓度分布特征参数计算修复差变系数,根据不同差变系数查询计算对应的推荐采样数量。固化/稳定化处理后的土壤一般采用系统布点法设置采样点;同时应考虑处理效果空间差异,在处理效果薄弱区增设采样点。将处理后的土壤进行分堆堆放,按照堆体方量大小采用网格布点法,每个网格设1个土壤采样点,每个样品代表堆体不超过500m3。每个堆体分上下、内外采集9个点形成混合样,采用洛阳铲、挖机或人工挖掘的方式来进行取样。污染土壤经稳定化/固化修复后需达到风险管控目标值,即GB8978—1996《污水综合排放标准》中的相关要求。
本项目基坑验收共采集基坑坑底和侧壁污染土壤样品共156个,通过第三方检验测试单位的检测分析,采集基坑土壤的重金属浓度均达到修复目标值(筛选值)。修复后的土壤样品共328个,经稳定化/固化处理后,土壤中铅、锰及锌的浸出率显著下降,均能满足GB8978—1996《污水综合排放标准》的要求,本项目最终达到稳定化/固化修复治理的目标。
[1]李珊珊,张文毓,孙长虹,等.基于文献计量分析土壤修复的研究现状与趋势[J].环境工程,2015(35):160-162.