近年來,隨著中國工業轉型和城市擴張的加快,工業企業搬遷、停產或倒閉后遺留了大量污染場地。據統計,2001年一2008年,中國關停并轉遷企業數由6.61×10個迅猛增加到2.25x10個,增速為1984個/年,總數達到l0萬以上,涉及化工、石油、冶金等多種行業,這些大量污染場地遺留在城區,給人口稠密的城市帶來環境和健康風險,制約著城市土地資源的安全利用,阻礙了城市建設和經濟的發展。
中國的工業污染場地類型主要包括鋼鐵、有色金屬冶煉、農藥、化工等,這些遺留場地往往已經對土壤和地下水造成不同程度的污染。堿污染場地在工業污染場地里比較特殊,其發生原因主要是造紙、印染、有色金屬冶煉、鋼鐵、塑膠化工等企業生產過程中的”跑冒滴漏”及未有效處理的堿性廢水等。
目前,國內對酸污染土壤修復工程已有關注,但對工業場地堿污染修復工程則鮮有報道。為加強行業交流與探討,促進土壤修復技術發展,本文擬對實施的江蘇某化工場地堿污染土壤修復工程進行相關介紹。
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,企業搬遷后地塊被規劃為居住用地進行開發再利用。根據居住用地的要求,業主對該地塊進行了場地污染調查與評估,分析了土壤和地下水揮發性有機物(VOCs)、半揮發性有機物(SVOCs)、重金屬和pH值。調查結果表明,場地堿罐區土壤存在堿污染,pH在1O一14之間,土質為粉質粘土。依據調查結果,當地環保部門要求對該區域土壤堿污染進行治理。
場地調查報告要求該場地進行修復的堿污染土方量約100立方米。修復后土壤pH值在7—9之間,能達到基本中性要求。(參照《土壤環境質量標準》二級標準)
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,采用由內測到外測的挖掘順序,即由場地中重污染區域到輕污染區域的順序進行挖掘。挖掘深度和范圍以現場小試來界定。
2.2污染土壤現場測試
土壤開挖的同時,對污染土壤進行現場小試。采集100g的污染土壤于含水的燒杯中(水土質量比為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,充分攪拌若干次后,靜置待檢。
3、堿污染土壤修復過程
3.1污染土壤現場測試
為了深人了解地塊各區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,現場對土壤挖掘剖面進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,隨著中國工業轉型和城市擴張的加快,工業企業搬遷、停產或倒閉后遺留了大量污染場地。據統計,2001年一2008年,中國關停并轉遷企業數由6.61×10個迅猛增加到2.25x10個,增速為1984個/年,總數達到l0萬以上,涉及化工、石油、冶金等多種行業,這些大量污染場地遺留在城區,給人口稠密的城市帶來環境和健康風險,制約著城市土地資源的安全利用,阻礙了城市建設和經濟的發展。
中國的工業污染場地類型主要包括鋼鐵、有色金屬冶煉、農藥、化工等,這些遺留場地往往已經對土壤和地下水造成不同程度的污染。堿污染場地在工業污染場地里比較特殊,其發生原因主要是造紙、印染、有色金屬冶煉、鋼鐵、塑膠化工等企業生產過程中的”跑冒滴漏”及未有效處理的堿性廢水等。
目前,國內對酸污染土壤修復工程已有關注,但對工業場地堿污染修復工程則鮮有報道。為加強行業交流與探討,促進土壤修復技術發展,本文擬對實施的江蘇某化工場地堿污染土壤修復工程進行相關介紹。
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,企業搬遷后地塊被規劃為居住用地進行開發再利用。根據居住用地的要求,業主對該地塊進行了場地污染調查與評估,分析了土壤和地下水揮發性有機物(VOCs)、半揮發性有機物(SVOCs)、重金屬和pH值。調查結果表明,場地堿罐區土壤存在堿污染,pH在1O一14之間,土質為粉質粘土。依據調查結果,當地環保部門要求對該區域土壤堿污染進行治理。
場地調查報告要求該場地進行修復的堿污染土方量約100立方米。修復后土壤pH值在7—9之間,能達到基本中性要求。(參照《土壤環境質量標準》二級標準)
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,采用由內測到外測的挖掘順序,即由場地中重污染區域到輕污染區域的順序進行挖掘。挖掘深度和范圍以現場小試來界定。
2.2污染土壤現場測試
土壤開挖的同時,對污染土壤進行現場小試。采集100g的污染土壤于含水的燒杯中(水土質量比為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,充分攪拌若干次后,靜置待檢。
3、堿污染土壤修復過程
3.1污染土壤現場測試
為了深人了解地塊各區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,現場對土壤挖掘剖面進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
根據現場測試,土壤pH檢測結果表明,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內達到修復目標范圍;3#和4#在100cm一150cm內達到;5#和6#在30cm一50cm內達到,7#、8#、9#和10掙均達標。
根據現場小試,結果見表1。
表1 現場測試結果
本工程針對性地將修復區域分為I區(無污染區)、Ⅱ區(輕污染區)、Ⅲ區(中污染區)及Ⅳ區(重污染區),并確定各區域土壤挖掘深度分別為Ⅳ區250厘米,Ⅲ區150厘米,Ⅱ區50厘米,同時為防止挖掘機及自卸車在挖掘運輸污染土壤過程中的撒漏現象,I區卡車路過區域土壤挖掘深度為表層l0厘米。具體分區及加密采樣布點見圖2。
圖2 污染土壤修復區域采樣布點示意圖
3.2鹽酸添加量的確定
由于土壤具有較強的緩沖性能,理論計算的加酸量難以較準確指導后續施工,因此本工程通過現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,按重污染土壤(Ⅳ區)、中污染土壤(Ⅲ區)和輕污染土壤(I&1I區)分別來進行試驗。分別隨機取I&1I區、Ⅲ區、Ⅳ區的堿性土壤各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果見表2。
表2 土壤修復現場中試結果
3.3現場施工
按照現場中試得出的鹽酸的量,分別對不同污染程度的土壤進行工程修復。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,用挖掘機多次攪拌,實時檢測修復土壤的pH值,直至污染土壤pH達到修復目標后,待第三方機構檢測。多次檢測之后,得出的最后一次檢測結果見表3.
表3 現場土壤pH實時檢測結果
3.4第三方檢測評估
現場修復工程完成后,當地的監測站作為第三方檢測機構采用隨機采樣的方法對修復后的土壤進行采樣并檢測評估。三種污染程度的污染土壤修復后共采集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 第三方機構隨機采樣檢測土壤pH值
檢測結果表明,土壤pH值7—8之間的土壤樣品數為l2個,占土壤樣品總數的28.6%;土壤pH值8—9之間的土壤樣品數為24個,占土壤樣品總數的57.1%;土壤pH值9—9.5的土壤樣品數為6個,占土壤樣品總數的14.3%??梢姡寥纏H值絕大多數分布于7~9之間,總體達到了修復目標值。
4、結論
搬遷后的江蘇某化工廠局部區域內存在嚴重堿性污染。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。經現場中試,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。根據中試結果,現場修復施工中,加入適量的鹽酸,充分攪拌后,土壤pH值基本達到中性。第三方檢測機構采樣分析后認定,修復的堿性污染土壤pH值總體達到了修復目標,修復達標。
(審核編輯: Doris)
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