广东某地块污染土危险特性鉴别实例研究.pdf

第 51 卷第 9 期2023 年 5 月广 州 化 工Guangzhou Chemical IndustryVol.51 No.9May.2023广东某地块污染土危险特性鉴别实例研究陈晓丽1,欧英娟1,洪鸿加1,林仰璇1,廖树妹2(1 广东省中环协节能环保产业研究院,广东 广州 510045;2 中环(广东)环境技术有限公司,广东 广州 511011)摘 要:根据地块场地环境调查与风险评估结果,按照地块溯源分析和国家危险废物鉴别规范和标准,重金属污染土壤在进行水泥窑协同处置前,需按照危险特性鉴别的基本流程开展腐蚀性、急性毒性、浸出毒性、易燃性、反应性和毒性物质含量六大危险特性鉴别,确定重金属污染土壤的属性,并根据鉴别结论提出相关建议和要求,可作为当地生态环境部门进行相应的固废环境管理的重要依据。关键词:重金属污染土壤;固化稳定化;危废鉴别中图分类号:X53 文献标志码:A文章编号:1001-9677(2023)09-0135-04 第一作者:陈晓丽,女,学士学位,助理工程师,主要从事固体废物与化学品环境技术管理、危险废物鉴别等方面工作和研究。A Case Study on Hazard Identification of ContaminatedSoil in Guangdong ProvinceCHEN Xiao-li1,OU Ying-juan1,HONG Hong-jia1,LIN Yang-xuan1,LIAO Shu-mei2(1 Guangdong Institute of CAEPI Energy Saving and Environmental Industry,Guangdong Guangzhou 510045;2 Central(Guangdong)Environmental Technology Co.,Ltd.,Guangdong Guangzhou 511011,China)Abstract:According to the results of site environmental investigation and risk assessment,and in accordance withthe site traceability analysis and the national hazardous waste identification norms and standards,the soil contaminated byheavy metals should be disposed of before the cement kiln,it was necessary to carry out the identification of the six majorhazard characteristics of corrosiveness,acute toxicity,leaching toxicity,flammability,reactivity and toxic substancecontent according to the basic process of hazard identification to determine the attributes of heavy metal contaminated soil,according to the identification conclusion,the relevant suggestions and requirements could be taken as an important basisfor the local eco-environmental departments to carry out the corresponding solid waste environmental management.Key words:heavy metal contaminated soil;curing stabilization;hazard waste identification广东省某地块的场地环境调查与风险评估显示,该地块受重金属污染的区域可分为 7 个修复区域,主要涉及砷、铜、镍、铅等重金属污染。其中,6 个修复区域的土壤涉及砷污染,1 个区土壤涉及铜、镍、铅污染,其健康风险超过人体可接受风险水平。根据修复工程实施方案中将重金属污染土壤统一进行处置,将场地开挖出的重金属污染(铜、镍、铅、砷)土转运到重金属处置大棚内进行固化稳定化处置,选用不同的固化稳定化药剂1对受重金属污染的土壤开展修复工程,经固化稳定化2后的重金属污染土壤土方量约2 万 m3,即待鉴别土壤重量合计约 3 万 t(去除表层混凝土后,土壤容重以 1.5 t/m3计)。为妥善处理对该地块固化稳定化后的重金属污染土壤,需开展危险特性鉴别,并提出相关建议处理处置建议和管理要求作为固体废物环境管理的重要依据。1 样品采集与检测地块从 1985 年至 2016 年主要历程:机床厂机加工机床厂加工、电梯侨厢生产电梯产品装配、电梯钢材原料及成品仓库办公场所。按地块设施使用除了在机床厂及电梯时期有开展工业生产活动,涉及相关生产工艺外,其余历史时期均未涉及工业生产。根据风险评估报告可知,地块待鉴别的固化稳定化后的需修复的重金属污染土壤总土方量约 2 万 m3。根据 固体废物鉴别标准 通则(GB 34330-2017)3等,对固化稳定化后的重金属污染土壤进行初筛样品采集,为进一步确定危险特性鉴别的样品采集量及检测指标作为参考。1.1 危险特性初筛样品采集与检测分析通过采集 3 个初筛样品进行 ICP-MS 重金属扫描检测4及毒性物质含量中苯乙烯、1,1,-二氯乙烯、二氯甲烷和 1,1,2-三氯乙烷的检测。由重金属扫描检测结果及分析可知,污染土壤中浸出毒性需考虑的检测项目相关的物质有:铜、锌、硒、砷、钡、汞、银;毒性物质含量鉴别需考虑的相关物质有:钴、砷、硒、钡、汞;见表 1。由毒性物质检测结果及分析可知各指标均为检出。136 广 州 化 工2023 年 5 月表 1 初筛样品检测指标Table 1 Detection index of primary screeningsample(mg/kg)分析指标样品 1#样品 2#样品 3#浸出毒性名录毒性物质含量名录备注(毒性物质含量存在形式)钴4.64.55.8否是化合物铜ND371287是是化合物锌48.048.959.6是是化合物砷65.844.742.9是是化合物硒ND18.2ND是是化合物银14.01610158是是化合物钡121116147是是化合物汞86.057.0211是是化合物 注:“ND”表示检测结果低于方法检出限。1.2 危险特性鉴别样品采集待鉴别土壤约计 3 万 t,根据 危险废物鉴别技术规范(HJ 298-2019)5,需采集 100 个土壤样品进行检测。待鉴别土壤的堆体下底长宽分别为 90.6 m、94.5 m,上底长宽分别为52.6 m、94.5 m,堆体高度为 4.3 m,采取等间隔分层取样,分别在高度 4.3 m、2.15 m 处划分 250 个面积相等的网格,顺序编号,用 HJ/T 20 中的随机数字法每层各抽取 50 个网格作为采样单元,在网格中心位置处用采样铲采取刨除表层土的全层厚度的固体废物。每个网格采取的固体废物,作为 1 个份样。每层样品按随机采取50 个点位样品,两层共采集100 个样品。综合分析地块历程生产中原辅材料及生产工艺过程、初场调检测数据分析及初筛检测结果,可以初步排除腐蚀性、易燃性和反应性,同时确定待鉴别土壤浸出毒性的检测指标为铜、锌、硒、砷、钡、汞、镍、铅、总铬和银;毒性物质含量的检测指标为氯化汞、砷酸及其盐化合物、碳酸钡、二氯化钴、二氧化硒、磷酸铅和二氧化镍;急性毒性的检测为口服毒性半数致死量。2 重金属污染土壤危险特性检测与认定根据该地块历程生产工艺分析、场调检测数据分析,并结合前期的初筛结论,由此确定待鉴别土壤危险特性的相关检测指标。2.1 检测项目2.1.1 浸出毒性(1)通过本项目场地土壤调查数据分析,无机元素及化合物中最大浸出浓度估算超过浸出液危害成分浓度限值标准的指标分别为铜、锌、铅、铬、汞、镍和砷。(2)通过 3 个样品的初筛检测结果分析,浸出毒性检出的相关物质有:铜、锌、硒、砷、钡、汞、银。综合上述分析,待鉴别土壤中浸出毒性需纳入鉴别检测的为:铜、锌、硒、砷、钡、汞、镍、铅、总铬和银。2.1.2 毒性物质含量根据待鉴别土壤所属地块场地土壤调查结果及初筛样品检测分析结果,检测出的无机元素为:铜、镍、铅、砷、钴、硒、钡、汞;依据 HJ/T 298-2007,对鉴别范围内的重金属或元素采用最不利假设筛选化合物,即含同类重金属但未能确定其化合物种类的,排除掉不可能存在的化合物后,选择分子量最大的和鉴别标准限值最低的化合物(即选择换算化合物质量分数与鉴别标准限值比值最大的化合物)。通过对具体毒性物质无机元素及其化合物进行分析,可确定待鉴别土壤的毒性物质含量测试指标为氯化汞、砷酸及其盐化合物、碳酸钡、二氯化钴、二氧化硒、磷酸铅和二氧化镍。2.1.3 急性毒性鉴别急性毒性初筛参数包括口服毒性半数致死量 LD50,皮肤接触毒性半数致死量 LD50和吸入毒性半数致死浓度 LC50。被鉴别物质为重金属污染土壤,可能含有的重金属和有机物,可通过动物的消化道被吸收进入体内,因此经口吸收成为最重要的暴露途径。一般来说,皮肤是机体与外界环境隔离的良好屏障,对环境污染物的通透性较弱,且被鉴别物为土壤,不易通过皮肤,因此皮肤接触不是主要的暴露途径。空气中的环境污染物主要经动物的吸入进入机体,待鉴别物为重金属污染土壤,因此通过蒸汽、烟雾或粉尘吸入也不是主要的污染途径。故将通过被鉴别物的口服毒性半数致死量来分析被鉴别物的急性毒性,本次危险废物鉴别工作将根据被鉴别物的毒性物质检测结果,通过计算其急性经口毒性估算值并对被鉴别物的急性毒性进行评估。3 结果分析3.1 危险特性初筛样品初筛样品的检测结果显示,污染土壤中含有铜、锌、硒、砷、钡、汞、银、钴等重金属(见表 2),浸出毒性需考虑铜、锌、硒、砷、钡、汞、银的物质,毒性物质含量鉴别需考虑钴、砷、硒、钡、汞的物质。表 2 初筛样品检测结果Table 2 Results of preliminary screeningsamples(mg/kg)分析指标样品 1#样品 2#样品 3#浸出毒性名录毒性物质含量名录备注(毒性物质含量存在形式)钴4.64.55.8否是化合物铜ND371287是是化合物锌48.048.959.6是是化合物砷65.844.742.9是是化合物硒ND18.2ND是是化合物银14.01610158是是化合物钡121116147是是化合物汞86.057.0211是是化合物 注:“ND”表示检测结果低于方法检出限。3.2 危险特性鉴别样品(1)浸出毒性检测结果分析汇总见表3,由结果可知被鉴别土壤所有样品所测的浸出毒性指标均未超过标准限值要求,不具备浸出毒性危险特性。第 51 卷第 9 期陈晓丽,等:广东某地块污染土危险特性鉴别实例研究137 表 3 浸出毒性检测结果分析汇总Table 3 The leaching toxicity test results were analyzedand summarized(N=100)检测指标标准限值/(mg/L)最大值/(mg/L)最小值/(mg/L)检出率/%超标份样数/个钡1000.49ND60铅50.05ND00镍50.14ND100锌1000.51ND920总铬15NDND00铜1000.18ND50银5NDND00硒1NDND00砷50.0150.00061000汞0.1NDND00 注:ND 表示检测结果低于方法检出限。(2)毒性物质含量检测结果分析汇总见表 4,按最不利原则换算,拟定氯化汞、砷酸及其盐化合物、碳酸钡、二氯化钴、二氧化硒、磷酸铅和二氧化镍为换算目标,计算结果统计分析见表 5,由结果可知被鉴别土壤所有样品所测的毒性物质含量未超过毒性物质含量限值要求,不具备毒性物质含量超标的危险特性。表 4 毒性物质含量检测结果统计Table 4 Test results of toxic substances statistics(N=100)检测指标检出限/(mg/kg)最大值/(mg/kg)最小值/(mg/kg)均值标准偏差汞0.0020.20.010.060.04硒0.0020.819ND0.3010.18钡1.0808174283.9763.59镍1.9461118.933.27钴22169.052.46砷1.021930.369.7023.98铅2.11272646.0511.86 注:ND 表示检测结果低于方法检出限。表 5 毒性物质含量换算结果分析汇总Table 5 Analysis and summary of the conversion results of toxic substances content(N=100)检测项目换算系数毒性物质类别标准限值检测结果最大值/%检测结果均值/%累计最大值/%超标份样数汞1.08氯化汞剧毒物质硒1.41二氧化硒剧毒物质0.1%0.00002160.00000650.000120.0000420.000140钡1.44碳酸钡有毒物质3%0.1160.0120.1160镍1.55二氧化镍致癌性物质钴4.04二氯化钴致癌性物质砷2.01砷酸及其盐化合物 致癌性物质0.1%0.00710.00290.008480.00370.0440.0140.05960铅1.31磷酸铅生殖毒性物质0.5%0.01660.0060.01660累计值0.1930.03880.1930(3)根据被鉴别物的毒性物质检测结果,将被鉴别物视为所检出毒性物质的混合物,通过计算被鉴别物的口服毒性半数致死量估算值来分析被鉴别物的急性毒性,计算结果可知被鉴别土壤不具备经口急性毒性。根据本次毒性物质含量检测结果,在最不利原则条件下选取被鉴别物中所检出的毒性物质的近似经口急性毒性危害类别所对应的经口 LD50 值作为各组分急性毒性估算值(ATEi),从而通过根据上文公式(1)计算确定被鉴别物的急性毒性估算值(ATE),并根据被鉴别物的急性毒性估算值(ATE)对其急性毒性进行评估分析:根据毒性物质含量检测结果每类物质最大值进行计算“被鉴别土壤”的经口急性毒性估算值,按“最不利情况假设”原则,在无机元素对应的可能存在的毒性物质中按最大 Ci/ATEi值进行分析,累计得出 Ci/ATEi 值之和为 0.016。100ATEmix=niCiATEi(1)通过上述分析,根据上述公式计算得到土壤 ATEmix 为6250,远大于 GHS 分类标准急性毒性第 4 类对应的 ATE 值500,毒性高于第 4 类物质,大鼠经口 LD50大于 2000 mg/kg。因此,可判定被鉴别土壤不具有急性毒性的危险特性。4 结 论根据样品检测报告和数据汇总分析,待鉴别土壤所有样品的浸出毒性、毒性物质含量及急性毒性估算数据均不具备危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别6(GB 5085.3-2007)危险废物鉴别标准 毒性物质含量鉴别7(GB 5085.6-2007)危险废物鉴别标准 急性毒性初筛8(GB 5085.2-2007)对应危险特性。综上所述,在不受到其他污染的情况下,该地块固化稳定化土壤经鉴别不具有腐蚀性、急性毒性、浸出毒性、易燃性、反应性和毒性物质含量超标的危险特性,不属于危险废物,建议对其按照一般固体废物处理。本次鉴别土壤确定其固废属性不属于危险废物后,可对固化稳定化土壤进行转运和处置,转运处置过程中需根据固废相关环保管理要求,做好土壤的暂存、转移运输及处置及相关记录。结合本次鉴别土壤的相关特性和适用范围分析,在对本次土壤进行处置时根据相关法律法规和实际生产需要进行合理规范处置,要避免污染物对环境造成直接污染或二次污染,同时需告知利用或处置企业关于该土壤中可能存在的污染物,并协助做好污染控制措施。(下转第 176 页)176 广 州 化 工2023 年 5 月趣味情境的教学经历,笔者初步探讨总结了将思政教育与趣味性融合的教学思路,即在教学内容设计环节应使思政元素更贴近学生生活;在课堂讲解环节注重表达方式,让思政教育更生动、自然;在师生互动环节创设轻松、有趣的互动情境。教学实践表明,实施效果较为理想。在今后的工作中,笔者将继续以学生为中心,结合先进的思政理念,不断完善、更新本课程的思政教育内容及手段。通过开展趣味思政教育,激发学生对专业知识学习及思政教育的兴趣,提升学生学习的主动性、积极性,使其乐于接受思政教育的渗透,进而实现教育与教学的有机统一。同时,为工科专业课思政教育的实施和推广提供新的思路和方向。参考文献1 习近平在全国高校思想政治工作会议上的讲话Z/OL.http:/ Z H,Ma Q F,Teng Y M.Teaching Practice of“Ideological andPolitical Courses”-Taking Derivative as an Example Using Three-Implicit and Three-FusionalJ.Open Access Library Journal,2021,8:e7054.3 朱红钧.工科专业“双融双促、三寓四化”式课程思政教育探索与实践J.教育现代化,2020,7(52):111-114.4刘笑吟,徐俊增.工科专业课程融合思政教育的探索与实践J.高教学刊,2020(20):186-192.5 严宝文,宋松柏,栗现文,等.“融合式”地质学课程思政建设研究J.高教学刊,2021(18):160-163.6 滕跃民,张玉华,马前锋,等.同向同行:知识传授与价值引领同频共振 上海出版印刷高等专科学校“课中课”课程思政改革探析N.中国教育报,2019-06-19(11).7 李青雯.工科类院校推行“课程思政”的阻断力与突破点J北京工业职业技术学院学报,2019,18(2):53-56.8 赖金茂.“课程思政”的本质内涵,建设难点及其解决对策J.湖北经济学院学报(人文社会科学版),2021,18(4):149-152.9 刘婧靖,王晓娟,肖锡林,等.面向新工科人才培养的课程思政的探究和实践 以无机化学为例J.高教学刊,2021(8):148-151.10 郭锐,李永涛,袁晓明,等.高校工科专业课程思政的探索与实践 以弘扬科学家精神为主线J.教师,2021(2):9-10.11 李敏,赵菁.工科课程思政教育的教学改革探索和实践J.大学教育,2020(12):120-122.12 李稀.基于课程思政 趣味教学下建筑力学与结构课程教学实践探索J.财富时代,2021(2):216-217.13 来守军,关晓琳,费翔,等.理工科专业课程思政的探索 以仪器分析课程为例J.化学工程与装备,2019(1):310-311.14 刘静,孙海玲.工程背景下特色课程思政建设的探讨与研究J.中州大学学报,2020,37(5):99-103.(上接第 137 页)参考文献1 魏丽.典型重金属污染土壤的固化/稳定化修复药剂(字母?).北京:北京高能时代环境技术股份有限公司,2016-12-28.2 张俊丽,刘建国,李橙,等.水泥窑协同处置与水泥固化/稳定化对重金属的固定效果比较J.环境科学,2008,29(4):1138-1142.3 环境保护部,国家质量监督检验检疫总局.固体废物鉴别标准-通则:GB 34330-2017S.北京:中国环境出版社,2017.4 杜彦东.混酸消解-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法同时测定土壤中 10 种重金属元素J.中国无机分析化学,2023,13(3):226-233.5 生态环境部.危险废物鉴别技术规范:HJ 298-2019S.北京:中国环境出版社,2019.6 国家环境保护总局,国家质量监督检验检疫总局.GB 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