近年來,隨著中國工業(yè)轉(zhuǎn)型和城市擴(kuò)張的加快,工業(yè)企業(yè)搬遷、停產(chǎn)或倒閉后遺留了大量污染場地。據(jù)統(tǒng)計,2001年一2008年,中國關(guān)停并轉(zhuǎn)遷企業(yè)數(shù)由6.61×10個迅猛增加到2.25x10個,增速為1984個/年,總數(shù)達(dá)到l0萬以上,涉及化工、石油、冶金等多種行業(yè),這些大量污染場地遺留在城區(qū),給人口稠密的城市帶來環(huán)境和健康風(fēng)險,制約著城市土地資源的安全利用,阻礙了城市建設(shè)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
中國的工業(yè)污染場地類型主要包括鋼鐵、有色金屬冶煉、農(nóng)藥、化工等,這些遺留場地往往已經(jīng)對土壤和地下水造成不同程度的污染。堿污染場地在工業(yè)污染場地里比較特殊,其發(fā)生原因主要是造紙、印染、有色金屬冶煉、鋼鐵、塑膠化工等企業(yè)生產(chǎn)過程中的”跑冒滴漏”及未有效處理的堿性廢水等。
目前,國內(nèi)對酸污染土壤修復(fù)工程已有關(guān)注,但對工業(yè)場地堿污染修復(fù)工程則鮮有報道。為加強(qiáng)行業(yè)交流與探討,促進(jìn)土壤修復(fù)技術(shù)發(fā)展,本文擬對實施的江蘇某化工場地堿污染土壤修復(fù)工程進(jìn)行相關(guān)介紹。
1、項目概況
該化工場地位于江蘇,占地面積約24萬平方米。2010年,企業(yè)搬遷后地塊被規(guī)劃為居住用地進(jìn)行開發(fā)再利用。根據(jù)居住用地的要求,業(yè)主對該地塊進(jìn)行了場地污染調(diào)查與評估,分析了土壤和地下水揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)、半揮發(fā)性有機(jī)物(SVOCs)、重金屬和pH值。調(diào)查結(jié)果表明,場地堿罐區(qū)土壤存在堿污染,pH在1O一14之間,土質(zhì)為粉質(zhì)粘土。依據(jù)調(diào)查結(jié)果,當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門要求對該區(qū)域土壤堿污染進(jìn)行治理。
場地調(diào)查報告要求該場地進(jìn)行修復(fù)的堿污染土方量約100立方米。修復(fù)后土壤pH值在7—9之間,能達(dá)到基本中性要求。(參照《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》二級標(biāo)準(zhǔn))
2、主要施工方法
2.1污染土壤表層清挖
場地土壤表層含有一定厚度的混凝土層,土壤挖掘前采用炮頭機(jī)將其破碎及清理。為便于施工及避免二次污染,土壤挖掘時,采用由內(nèi)測到外測的挖掘順序,即由場地中重污染區(qū)域到輕污染區(qū)域的順序進(jìn)行挖掘。挖掘深度和范圍以現(xiàn)場小試來界定。
2.2污染土壤現(xiàn)場測試
土壤開挖的同時,對污染土壤進(jìn)行現(xiàn)場小試。采集100g的污染土壤于含水的燒杯中(水土質(zhì)量比為2.5),攪拌均勻后靜置,取上清液,用pH計檢測土壤pH值。
2.3污染土壤異位酸堿中和
場地污染土壤采用異位酸堿中和的方法進(jìn)行治理。污染土壤按照污染程度不同,按順序分批次處理;處理順序為輕污染土壤、中污染土壤和重污染土壤。具體施工步驟為:在污染土壤處置區(qū)將待處理批次土壤平鋪成20cm一30cm厚的方塊,加入一定濃度的稀鹽酸溶液,充分?jǐn)嚢枞舾纱魏?,靜置待檢。
3、堿污染土壤修復(fù)過程
3.1污染土壤現(xiàn)場測試
為了深人了解地塊各區(qū)域污染程度并確定污染土壤挖掘深度和范圍,本工程在挖掘土壤的同時,現(xiàn)場對土壤挖掘剖面進(jìn)行分層次加密采樣分析。土壤挖掘剖面見圖1。
圖1 土壤挖掘剖面圖
近年來,隨著中國工業(yè)轉(zhuǎn)型和城市擴(kuò)張的加快,工業(yè)企業(yè)搬遷、停產(chǎn)或倒閉后遺留了大量污染場地。據(jù)統(tǒng)計,2001年一2008年,中國關(guān)停并轉(zhuǎn)遷企業(yè)數(shù)由6.61×10個迅猛增加到2.25x10個,增速為1984個/年,總數(shù)達(dá)到l0萬以上,涉及化工、石油、冶金等多種行業(yè),這些大量污染場地遺留在城區(qū),給人口稠密的城市帶來環(huán)境和健康風(fēng)險,制約著城市土地資源的安全利用,阻礙了城市建設(shè)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
中國的工業(yè)污染場地類型主要包括鋼鐵、有色金屬冶煉、農(nóng)藥、化工等,這些遺留場地往往已經(jīng)對土壤和地下水造成不同程度的污染。堿污染場地在工業(yè)污染場地里比較特殊,其發(fā)生原因主要是造紙、印染、有色金屬冶煉、鋼鐵、塑膠化工等企業(yè)生產(chǎn)過程中的”跑冒滴漏”及未有效處理的堿性廢水等。
目前,國內(nèi)對酸污染土壤修復(fù)工程已有關(guān)注,但對工業(yè)場地堿污染修復(fù)工程則鮮有報道。為加強(qiáng)行業(yè)交流與探討,促進(jìn)土壤修復(fù)技術(shù)發(fā)展,本文擬對實施的江蘇某化工場地堿污染土壤修復(fù)工程進(jìn)行相關(guān)介紹。
1、項目概況
該化工場地位于江蘇,占地面積約24萬平方米。2010年,企業(yè)搬遷后地塊被規(guī)劃為居住用地進(jìn)行開發(fā)再利用。根據(jù)居住用地的要求,業(yè)主對該地塊進(jìn)行了場地污染調(diào)查與評估,分析了土壤和地下水揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)、半揮發(fā)性有機(jī)物(SVOCs)、重金屬和pH值。調(diào)查結(jié)果表明,場地堿罐區(qū)土壤存在堿污染,pH在1O一14之間,土質(zhì)為粉質(zhì)粘土。依據(jù)調(diào)查結(jié)果,當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門要求對該區(qū)域土壤堿污染進(jìn)行治理。
場地調(diào)查報告要求該場地進(jìn)行修復(fù)的堿污染土方量約100立方米。修復(fù)后土壤pH值在7—9之間,能達(dá)到基本中性要求。(參照《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》二級標(biāo)準(zhǔn))
2、主要施工方法
2.1污染土壤表層清挖
場地土壤表層含有一定厚度的混凝土層,土壤挖掘前采用炮頭機(jī)將其破碎及清理。為便于施工及避免二次污染,土壤挖掘時,采用由內(nèi)測到外測的挖掘順序,即由場地中重污染區(qū)域到輕污染區(qū)域的順序進(jìn)行挖掘。挖掘深度和范圍以現(xiàn)場小試來界定。
2.2污染土壤現(xiàn)場測試
土壤開挖的同時,對污染土壤進(jìn)行現(xiàn)場小試。采集100g的污染土壤于含水的燒杯中(水土質(zhì)量比為2.5),攪拌均勻后靜置,取上清液,用pH計檢測土壤pH值。
2.3污染土壤異位酸堿中和
場地污染土壤采用異位酸堿中和的方法進(jìn)行治理。污染土壤按照污染程度不同,按順序分批次處理;處理順序為輕污染土壤、中污染土壤和重污染土壤。具體施工步驟為:在污染土壤處置區(qū)將待處理批次土壤平鋪成20cm一30cm厚的方塊,加入一定濃度的稀鹽酸溶液,充分?jǐn)嚢枞舾纱魏?,靜置待檢。
3、堿污染土壤修復(fù)過程
3.1污染土壤現(xiàn)場測試
為了深人了解地塊各區(qū)域污染程度并確定污染土壤挖掘深度和范圍,本工程在挖掘土壤的同時,現(xiàn)場對土壤挖掘剖面進(jìn)行分層次加密采樣分析。土壤挖掘剖面見圖1。
圖1 土壤挖掘剖面圖
根據(jù)現(xiàn)場測試,土壤pH檢測結(jié)果表明,土壤pH值隨著深度的增加,呈先增大后降低的變化趨勢;其中1#和2#土壤pH值在200cm~250cm內(nèi)達(dá)到修復(fù)目標(biāo)范圍;3#和4#在100cm一150cm內(nèi)達(dá)到;5#和6#在30cm一50cm內(nèi)達(dá)到,7#、8#、9#和10掙均達(dá)標(biāo)。
根據(jù)現(xiàn)場小試,結(jié)果見表1。
表1 現(xiàn)場測試結(jié)果
本工程針對性地將修復(fù)區(qū)域分為I區(qū)(無污染區(qū))、Ⅱ區(qū)(輕污染區(qū))、Ⅲ區(qū)(中污染區(qū))及Ⅳ區(qū)(重污染區(qū)),并確定各區(qū)域土壤挖掘深度分別為Ⅳ區(qū)250厘米,Ⅲ區(qū)150厘米,Ⅱ區(qū)50厘米,同時為防止挖掘機(jī)及自卸車在挖掘運(yùn)輸污染土壤過程中的撒漏現(xiàn)象,I區(qū)卡車路過區(qū)域土壤挖掘深度為表層l0厘米。具體分區(qū)及加密采樣布點見圖2。
圖2 污染土壤修復(fù)區(qū)域采樣布點示意圖
3.2鹽酸添加量的確定
由于土壤具有較強(qiáng)的緩沖性能,理論計算的加酸量難以較準(zhǔn)確指導(dǎo)后續(xù)施工,因此本工程通過現(xiàn)場中試的方法來確定土壤鹽酸添加量。
考慮到工程后期按土壤污染程度來實施堿土修復(fù),按重污染土壤(Ⅳ區(qū))、中污染土壤(Ⅲ區(qū))和輕污染土壤(I&1I區(qū))分別來進(jìn)行試驗。分別隨機(jī)取I&1I區(qū)、Ⅲ區(qū)、Ⅳ區(qū)的堿性土壤各5堆,每堆1立方米,加入不同量的鹽酸溶液,分別混合均勻。綜合安全、施工等各方面考慮確定的中試結(jié)果見表2。
表2 土壤修復(fù)現(xiàn)場中試結(jié)果
3.3現(xiàn)場施工
按照現(xiàn)場中試得出的鹽酸的量,分別對不同污染程度的土壤進(jìn)行工程修復(fù)。施工中,將污染土壤平鋪成20cm厚的長方形土體,噴曬鹽酸溶液,用挖掘機(jī)多次攪拌,實時檢測修復(fù)土壤的pH值,直至污染土壤pH達(dá)到修復(fù)目標(biāo)后,待第三方機(jī)構(gòu)檢測。多次檢測之后,得出的最后一次檢測結(jié)果見表3.
表3 現(xiàn)場土壤pH實時檢測結(jié)果
3.4第三方檢測評估
現(xiàn)場修復(fù)工程完成后,當(dāng)?shù)氐谋O(jiān)測站作為第三方檢測機(jī)構(gòu)采用隨機(jī)采樣的方法對修復(fù)后的土壤進(jìn)行采樣并檢測評估。三種污染程度的污染土壤修復(fù)后共采集42個樣品送檢,每種類型土壤樣品14個。樣品檢測分析后,其pH值見表4。
表4 第三方機(jī)構(gòu)隨機(jī)采樣檢測土壤pH值
檢測結(jié)果表明,土壤pH值7—8之間的土壤樣品數(shù)為l2個,占土壤樣品總數(shù)的28.6%;土壤pH值8—9之間的土壤樣品數(shù)為24個,占土壤樣品總數(shù)的57.1%;土壤pH值9—9.5的土壤樣品數(shù)為6個,占土壤樣品總數(shù)的14.3%??梢?,土壤pH值絕大多數(shù)分布于7~9之間,總體達(dá)到了修復(fù)目標(biāo)值。
4、結(jié)論
搬遷后的江蘇某化工廠局部區(qū)域內(nèi)存在嚴(yán)重堿性污染。本工程針對性地將污染土壤分為重污染土壤、中污染土壤和輕污染土壤分批來處理。經(jīng)現(xiàn)場中試,確定了不同污染程度的土壤鹽酸的量,其中重污染土壤摻加量為25moL/m。,中污染土壤摻加量為2.5mol/m3,輕污染土壤摻加量為0.25mol/m3。根據(jù)中試結(jié)果,現(xiàn)場修復(fù)施工中,加入適量的鹽酸,充分?jǐn)嚢韬?,土壤pH值基本達(dá)到中性。第三方檢測機(jī)構(gòu)采樣分析后認(rèn)定,修復(fù)的堿性污染土壤pH值總體達(dá)到了修復(fù)目標(biāo),修復(fù)達(dá)標(biāo)。
(審核編輯: Doris)
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