复杂相邻地块土壤修复基坑清理效果评估优化布点.pdf

doi:10.3969/j.issn.2095-1329.2023.02.014复杂相邻地块土壤修复基坑清理效果评估优化布点霍姮翠（上海市岩土工程检测中心有限公司，上海200436）摘 要：通过分析基坑清理效果评估过程中的问题和难点，在参考相关技术导则和技术规范的基础上，设计了一套基坑清理效果评估的布点监测优化方案，结合案例提出了相邻但用地类型不同地块、基坑相互重叠或交叉、多污染物复合污染等情况下的布点监测思路，拟为类似情况下基坑清理效果评估提供参考。关键词：土壤修复；效果评估；点位布设；复合污染；相邻基坑中图分类号：X53；X833 文献标志码：A 文章编号：2095-1329(2023)02-0090-05土壤修复效果评估是土壤污染风险管控和修复一系列过程中具有决定性意义的一项工作，效果评估结论直接关系到地块是否可以安全利用以及是否可被移出建设用地土壤污染风险管控和修复名录。土壤修复效果评估包含：基坑清理效果评估、土壤修复效果评估以及潜在二次污染区评估。基坑清理效果评估，通常在污染土壤清挖之后、修复土壤回填之前进行，通过对清挖后遗留的基坑侧壁和坑底进行布点监测分析，判断基坑清理是否到位。基坑清理效果评估，可弥补前期土壤调查阶段对于污染分布识别的不足，避免污染范围被低估，是土壤修复效果达标的前提，而科学合理的布点监测方案是基坑清理效果评估的前提。近年来，土壤修复效果评估在体系创新、全过程评估等领域均取得一定研究进展。如：运用德尔菲法与层次分析方法，建立镉污染稻田修复效果评估指标体系1；针对复垦地块安全利用、土地综合整治建立修复效果评估体系2-3。土壤修复效果全过程评估的研究，或侧重于特定修复技术的修复效果评估4-5，或讨论单一地块多污染物、多地块多污染物等6-7相对复杂情况下的全过程评估。对于效果评估布点，尤其是基坑清理效果评估布点监测方面，鲜见专门性、系统性讨论和研究。生态环境部于 2018 年 12 月 29 日发布了污染地块风险管控与土壤修复效果评估技术导则（试行）（HJ 25.52018）（以下简称技术导则），北京、浙江等地也出台了相应的技术规范8-11，上述技术导则和技术规范，均明确了污染土壤和地下水修复效果评估的工作内容和工作程序，对于地块污染范围超出红线、污染范围重叠或相互交叉、相邻地块（相邻基坑）修复目标值不统一等情况下土壤修复效果评估的方法和程序，未作细化规定和指导。本文拟通过分析复杂情况下基坑清理效果评估工作可能面临的问题和难点，研究并提出一套可复制的布点监测方案，为类似情况下基坑清理效果评估提供借鉴和参考。1 基坑清理效果评估工作流程基坑清理效果评估，应首先根据已掌握的资料和信息，对地块概念模型进行更新和完善，明确修复前地块是否发生过扰动或人为污染，修复方案和范围是否发生变更，以此作为制订布点监测方案的依据。布点监测方案应包括采样节点、布点数量和位置、检测指标和评估标准值等内容，通过现场采样与实验室检测分析结果，判断基坑清理效果是否达到修复方案中确定的清理目标值。如基坑验收时目标污染物超标，则污染土壤的清挖范围需扩大，扩挖后的基坑应重新布点和采样，基坑清理效果评估结果全部达标，则基坑清理工作完成。基坑清理修复效果评估工作流程见图 1。收稿日期：2023-04-06修回日期：2023-05-25作者简介：霍姮翠，1984 年生，女，硕士，工程师，主要从事土壤污染评估与防治研究。电子邮箱：上海国土资源 Shanghai Land&Resources90 2023Vol.44.2 2 相关技术导则与规范要求技术导则明确了基坑侧壁采用等距离布点法，坑底采用系统布点法，按基坑面积大小划分了 8 个档次，并给出了相对应的侧壁和坑底推荐最少采样点数量。各地已经发布的相关技术规范参照技术导则对基坑布点方法、布点数量进行了细化和完善，但对于诸如多基坑共同侧壁、修复深度不同的相邻基坑布点采样方式等，技术导则与各地规范均未涉及（详见表 1）。3 基坑清理效果评估问题与难点3.1 污染范围超出地块红线，相邻地块同时受到污染且用地类别不相同污染物的污染范围不以地块红线为界限，常常超出地块红线范围。本地块内的污染土壤，按照本地块的修复方案和修复目标值进行修复。超出本地块红线范围的污染土壤，应计入相邻地块的修复范围，其评估标准为相邻地块修复方案中确定的修复目标值。两个用地类型不同的相邻地块同时进行修复 如一个地块属于土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准（试行）（GB 366002018）规定的第一类用地，另一个属于第二类用地，则需要根据各自修复方式和修复目标值，分别制订基坑清理效果评估布点监测方案。应考虑相邻地块清挖次序是否会对修复标准更严格的地块造成二次污染，以及基坑清理的次序对布点监测方案的影响。3.2 污染范围重叠或相互交叉若一个地块内有多个污染区域相互交叉或重叠形成复合污染区域，且污染物各不相同，污染土壤清挖时基坑也会相应地交叉或者重叠，形成相互连接的基坑组，因技术导则仅明确了存在相邻基坑时应考虑相邻基坑土壤中的目标污染物，未针对基坑组的布点验收次序和布点方式给出具体的理论依据支撑，使得污染范围重叠或交叉、具有多个共同侧壁的基坑组布点和检测因子选择成为一个难题。3.3 污染区域位于下层土壤，修复范围内包含上层清洁土工业企业地块受到人类活动的强烈干扰，导致土壤污染物在小尺度上都具有很强的异质性12，污染物的分布没有特定的规律。污染物并非全部经由表层土下渗，如果污染只出现在下层土壤，表层土壤经过前期调查证明并未发生污染，则仅需要修复下层污染土壤，上层清洁土挖出后遗留的基坑如何设计布点监测方案，是判断该基坑清理是否到位的关键。3.4 超标扩挖当基坑侧壁或坑底出现超标需要扩挖，扩挖后的基坑布点监测方案，布点数量和位置都需要重新考量，既要满足修复方案和技术导则的相关要求，又要兼顾经济合理性。4 布点监测方案优化设计针对上述基坑清理效果评估过程可能遇到的问题和表 1 相关规范和标准的对比Table 1 Comparison of relevant codes and standards标准名称侧部布点坑底布点备注污染地块风险管控与土壤修复效果评估技术导则（试行）（HJ 25.52018）基坑面积 100 m2不少于 4 个；12500 m2，采样点间隔不超过 40 m基坑面积 100 m2不少于 2 个；12500 m2，网格大小不超过 40 m40 m侧壁采样点数量未根据周长确定建设用地土壤污染修复效果评估监测质量控制技术规范（DB 44/T 24172023）同上同上若坑底有独立分隔区域，各独立区域不少于 2 个采样单元污染地块风险管控与土壤修复效果评估技术指南（DB 36/T 11762019）同上同上污染场地修复验收技术规范（DB 11/T 783-2011）最小采样间隔为 25 m；侧壁周长 500 m，不少于 8 个基坑面积 100 m2不少于 1 个；100000 m2，不少于 20 个面积和周长档次划分方式与 技术导则不同污染地块治理修复工程效果评估技术规范（DB 33/T 21282018）最小采样间隔为 25m；侧壁周长 400m，以 40m 为一个采样单元基坑面积 100 m2不少于 3 个；3500 m2，不大于 20 m20 m 网格为一个采用单元图 1 基坑清理修复效果评估工作流程Fig.1 Work procedure of foundation pit digging effect evaluation订上海国土资源Shanghai Land&Resources 2023Vol.44.2 91困难，在参考技术导则基础上，统筹考虑点位及检测指标代表性、项目工期、实施成本，从点位数量和位置、验收次序、检测指标、评价标准等四个方面，研究设计了如下基坑清理效果评估布点采样原则。4.1 监测点位布设侧壁布点采样原则：加密布点有利于提高土壤污染调查的精度13-14，在满足技术导则最少布点数量基础上，参考加密布点策略，对侧壁进行等分后，点位布设于中心位置，若某侧壁长度大于或等于 15 m，则该侧壁至少设置一个采样点。当基坑深度小于或等于 1 m 时，侧壁不进行垂向分层采样。当基坑深度大于 1 m 时，须进行垂向分层采样，考虑地块土层性质与污染垂向分布特征，在污染物易富集位置设置采样点，各层采样点之间垂向距离不大于 2 m。相邻基坑共用同一侧壁，且经判断目标污染物必然存在或超标时，先清挖的基坑验收时可根据需要判断是否在共同侧壁上布点；如果共同侧壁两边的基坑分属不同用地类型的两个地块，且目标污染物不同，则建议在共同侧壁上布点，检测结果可以帮助判断复合污染区域的范围是否准确。存在上层清洁土的基坑，清洁土挖出后侧壁上有明显污染痕迹的，侧壁处也应布点采样。坑底布点采样原则：基于系统布点法，坑底采样单元网格化，点位布设于网格中心，尽可能覆盖/靠近初详调超标点位，适当加密布点。基坑存在上层清洁土的，清洁土挖出后对坑底进行布点，布点数量应大于或等于技术导则推荐最少采样点数量。超标扩挖的基坑，监测点位根据上述布点采样原则进行布设，布点位置和数量与原超标点位相对应。4.2 验收次序基坑验收次序对于基坑清理效果评估达标与否至关重要，验收次序由清挖次序决定，清挖次序不同则布点方式和检测因子可能不同，甚至影响达标的判断标准，关于验收次序制定如下原则：（1）挥发性有机物污染基坑：优先清挖优先验收采样，清挖和采样均一次性完成。（2）复合污染基坑：先验收复合污染区，达标后再验收与之相邻的单一污染区。（3）相邻基坑：一个基坑清挖完毕并经效果评估验收达标后，再清挖和验收另一个。（4）包含上层清洁土的基坑：上层清洁土基坑验收达标后，目标污染物基坑方可验收。（5）两个地块交界处基坑：两个地块的基坑应先后清挖和验收。建议先验收一类用地基坑，再验收二类用地基坑，先清挖的一类用地基坑可清挖至超过二类用地红线约5 cm处，一类用地基坑验收合格后，再清挖二类用地基坑。若先验收二类用地基坑，则由二类用地向一类用地基坑清挖时，建议严格按照修复范围和地块红线清挖。4.3 检测因子基坑土壤样品检测因子为对应修复范围内土壤中的目标污染物。存在相邻基坑时，应将相邻基坑土壤中的目标污染物纳入本基坑的检测因子。根据基坑相邻关系判断必然检出或必然超过基坑清理目标值的检测因子可以不测。共同侧壁两边的基坑分属不同用地类型的两个地块，且目标污染物不同，可在共同侧壁上布点，检测指标包含所有相邻基坑污染物。4.4 评价指标以地块用地红线分割的两个或多个相邻基坑，共同侧壁位于 2 个地块共用边界上，特别是有复合污染存在时，基坑清理效果评估验收时的评价指标选取如果简单地参照本地块的修复目标值，很可能误判评价结果。根据上述布点原则，如果两个地块分别属于第一类用地和第二类用地：先验收一类用地基坑时，共同侧壁上的目标污染物评价标准可参考二类用地修复目标值；先验收二类用地基坑时，共同侧壁上的目标污染物评价标准可参考一类用地修复目标值。5 应用案例两个相邻的化工污染地块，A 地块包含 7 个污染区域（A1A7），B 地块包含 6 个污染区域（B1B6），各基坑相邻位置关系为仅相邻、相互交叉、重叠 3 种，大部分位于两个地块交界处。根据其相邻关系，划分为 4 个基坑组，1 组：A1、A2、A3 与 B2 互为相邻基坑；2 组：A5、A6、A7 和 B4、B6 互为相邻基坑；3 组：A4、B3、B5互为相邻基坑；4组：B1基坑包含1个上层清洁土基坑，两个基坑面积相同、深度不同。两个地块六价铬和苯并 a芘致癌风险均超过人体健康可接受水平，六价铬采用淋洗修复技术、苯并 a 芘采用高级氧化修复技术开展修复治理。两个地块同时开工、同时修复，各基坑污染土壤分别清挖、单独异地异位修复后，再分别回填至原基坑。两个地块基本情况详见表 2。表 2 案例基本情况Table 2 Basic information of the case地块名称用地类型目标污染物及修复目标值相邻基坑数地块交界处基坑数是否扩挖仅相邻 交叉 重叠A一类六价铬：11.5 mg/kg苯并 a 芘：0.55 mg/kg1607是B二类六价铬：15.1 mg/kg苯并 a 芘：1.5 mg/kg4044是上海国土资源 Shanghai Land&Resources92 2023Vol.44.2 5.1 评估验收次序根据前述布点监测原则，首先确定了各基坑验收的次序为：复合污染基坑六价铬污染基坑苯并 a 芘污染基坑。B2 基坑内污染物为六价铬，因污染方量较大，考虑到施工周期，将其放在第一个批次清挖和验收，待 B2验收合格后，再验收与 B2 相邻的复合污染基坑 A2。A5和 A7 基坑方量相对较小，超标扩挖的经济成本较小，综合衡量后将两个基坑安排在最后一个批次同时验收，具体验收批次详见图 2。5.2 布点监测方案在确定验收次序的基础上，结合基坑面积、周长以及相互位置关系，各基坑布点采样情况见表 3。5.3 扩挖后点位布设首次清挖后部分基坑苯并 a 芘超标，需要扩挖，因扩挖的基坑方量均较小，扩挖时将超标点位所在侧壁进行了整体扩挖，扩挖后二次验收监测点位置、数量、检测因子均与首次基坑清理效果评估验收超标点位相对应。图 2 基坑验收顺序图（每批次验收基坑以颜色填充）Fig.2 Sequence of foundation pit digging effect evaluation(Each batch is filled with color)表 3 布点监测方案Table 3 The scheme of sampling design and monitoring组基坑侧壁采样坑底采样点（个）共同侧壁点位评价标准扩挖名称面积(m2)周长(m)深度(m)层数采样点（个）是否布点检测因子1A1112401.0142是六价铬、苯并 a 芘一类用地修复目标值否A21.56.502.5282否A3242202.52102是B2126713301.0164否2A5-1182501.0142是六价铬、苯并 a 芘二类用地修复目标值否A5-2232401.0142否A6874601.0162是A7954601.5263是B491301.0142否B669110801.0154否3A4282501.0142否所在地块修复目标值否B391101.0142是B5943901.0143否4B1 清洁土372否所在地块修复目标值否B1371.0-2.5282否上海国土资源Shanghai Land&Resources 2023Vol.44.2 936 结语当两个相邻地块的相邻基坑相互连接跨越地块红线，且各污染物修复目标值不一致时，应尽可能分步清挖和验收，这样可以更精确地评判各基坑清理达标情况，避免交叉污染和污染范围被低估。案例中仅出现一个目标污染物超标的情况，如两个或多个相邻基坑同时超标，超标污染物超过 2 个，扩挖布点监测方案的制订难度会大大增加。因此在前期清挖和验收次序设计时，应将扩挖的可能性，如：扩挖方量、项目成本和环境效益等提前考虑，以方便扩挖后的布点监测方案制订。参考文献(References)1 吴霄霄,米长虹,吴昊,等.镉污染稻田修复效果评估指标体系的构建 J.农业环境科学学报,2019,38(7):1498-1505.WU X X,MI C H,WU H,et al.Construction of an evaluation index system to evaluate the remediation effect of cadmium pollution in paddy soilsJ.Journal of Agro-Environment Science,2019,38(7):1498-1505.2 徐丰冰,陈太聪,黄海峰,等.上海市“198”区域减量化修复效果后评估体系 J.绿色科技,2019(14):130-133,138.XU F B,CHEN T C,HUANG H F,et al.Post-evaluation system research on restoration effect in Shanghai“198”regionJ.Journal of Green Science and Technology,2019(14):130-133,138.3 仪小梅,陈敏,顾文怡.全域土地综合整治项目生态修复效果评估体系初步构建 J.上海国土资源,2022,43(4):86-90,104.YI X M,CHEN M,GU W Y.Construction of evaluation index system for ecological restoration effect on comprehensive land consolidation regionJ.Shanghai Land&Resources,2022,43(4):86-90,104.4 徐华.上海市某地块苯并 a 芘污染修复效果评估 J.广州化工,2021,49(16):113-115.XU H.Evaluation of remediation performance of benzoa pyrene contaminated soil in ShanghaiJ.Guangzhou Chemical Industry,2021,49(16):113-115.5 焦珣.地下水土有机污染 MNA 修复研究综述 J.上海国土资源,2011,32(2):30-35.JIAO X.Comment on monitored natural attenuation of organic contaminants in soil and groundwaterJ.Shanghai Land&Resources,2011,32(2):30-35.6 董聪慧.上海某地块多重污染土壤修复及其效果评估 J.上海国土资源,2022,43(1):53-57.DONG C H.Remediation and evaluation of multiple contaminated soil in shanghaiJ.Shanghai Land&Resources,2022,43(1):53-57.7 李文润.上海市某工业地块土壤重金属砷铅复合污染修复效果评估 J.环境与发展,2020,32(6):60-62.LI W R.Remediation effectiveness evaluation of heavy metal lead and arsenic in soil for a contaminated site in ShanghaiJ.Environment and Development,2020,32(6):60-62.8 DB 11/T 7832011.污染场地修复验收技术规范 S.DB 11/T 7832011.Technical specification for remediation and acceptance of contaminated sitesS.9 DB 36/T 11762019.污染地块风险管控与土壤修复效果评估技术指南 S.DB 36/T 11762019.Technical guide for risk control of contaminated sites and assessment of soil remediation effectsS.10 DB 44/T 24172023.建设用地土壤污染修复效果评估监测质量控制技术规范 S.DB 44/T 24172023.Technical specification for quality control of soil pollution remediation effect evaluation and monitoring of construction landS.11 DB 33/T 21282018.污染地块治理修复工程效果评估技术规范 S.DB 33/T 21282018.Technical specification for effect evaluation of remediation projects for contaminated sitesS.12 呼红霞,丁贞玉,徐怒潮,等.污染场地风险管控与修复效果评估实践中的挑战和监督管理 J.环境保护,2021,49(20):16-20.HU H X,DING Z Y,XU N C,et al.Challenges in the practice of risk control and remediation effectiveness assessment of contaminated sites and recommendations on supervision and managementJ.Environmental Protection,2021,49(20):16-20.13 郝易成,师华定,白中科,等.土壤污染调查加密布点区域优化及效率研究 J.农业环境科学学报,2019,38(5):1036-1042.HAO Y C,SHI H D,BAI Z K,et al.The optimization and efficiency of a detailed soil sampling designJ.Journal of Agro-Environment Science,2019,38(5):1036-1042.14 刘泽宇,赵胜豪,廖朋辉,等.某工业场地砷污染的加密布点优化与精度对比分析 J.环境科学学报,2020,40(9):3415-3421.LIU Z Y,ZHAO S H,LIAO P H,et al.Optimization and accuracy comparative analysis of sampling methods in an arsenic pollution site surveyJ.Acta Scientiae Circumstantiae,2020,40(9):3415-3421.Study on optimization of sampling design scheme for effect monitoring of complex adjacent foundation pits digging in soil remediationHUO Hengcui(Shanghai Geotechnical Engineering Detecting Center Co.,Ltd,Shanghai 200436,China)Abstract:By analyzing the problems and difficulties in evaluating the foundation pit digging effect and referring to relevant technical guidelines and technical specifications,a set of optimization schemes for sampling design and monitoring for the evaluation of the foundation pit digging effect is designed.Combined with this case,a scheme for sampling design and monitoring was proposed in the context of adjacent sites with different types of land use,overlapping or crossing foundation pits,and pollution from multiple sources.A reference is provided for similar projects to evaluate the effects of foundation pit digging.Key words:soil remediation;effect evaluation;sampling design;combined pollution;adjacent foundation pit上海国土资源 Shanghai Land&Resources94 2023Vol.44.2