浙江省某废采石场地块原地异位技术的实践应用.pdf

传源南环境1SSN.1672-9064污染防治技术CN35-1272/TK浙江省某废采石场地块原地异位技术的实践应用俞明毕宁王王习羽（宁波市生态环境科学研究院浙江宁波3150 12)摘要介绍了原地异位技术在某采石场污染地块修复工程中的应用。通过试验确定最优的技术参数，修复完成后的土壤铜、锌、镍、铬和镐的浸出浓度均达到修复目标值，后转运至具有防渗阻隔系统的回填区进行回填，改善了土壤及地下水环境。回填区顶部覆土有利于绿化植物的生长，促使区域内植被资源的恢复。场地内废水通过一体化水处理设备进行处理后达标排放。该技术的实践应用为后续同类型修复工程提供了参考价值。关键词原地异位重金属回填土壤修复实践应用中图分类号：X53文献标识码：A文章编号：16 7 2-90 6 4(2 0 2 3)0 4-115-0 30引言随着城市经济快速发展，建筑业对石料的需求量逐渐增加1,由此造成采石行业发展速度过快,采石场数量激增。石料的开采虽然为当地带来了经济效益，但是也破坏了生态平衡及地表景观，造成严重水土流失和潜在环境污染。为规范矿产资源开发利用，有效保护生态环境，先后有不少采石场被当地政府关停。关停后的废弃采石场由于没有及时监督管理，可能会被倾倒工业废渣、垃圾而引起大气、地下水和土壤等一系列环境质量问题，对周边居民生命健康造成影响2 。因此，开展废采石场的针对性修复治理工作具有重要开发利用价值和良好的生态效益。根据处置场所不同将土壤修复技术分为原位修复技术和异位修复技术3。原位修复技术指的是无需对污染土壤开挖，在原地即可进行修复或处理，适用于污染较深、污染面积较大的土壤修复。而异位修复技术是需要将污染土壤挖掘出来后，在指定场所进行治理，适用于污染浓度较高、操作简单、污染土方量较大、修复周期较短的土壤修复。异位修复技术又分为原地异位修复技术和异地异位修复技术，在污染地块范围内治理的修复技术为原地异位修复技术，污染土壤运输至地块外处理的为异地异位修复技术。本文以浙江省某废采石场地块为例，探讨原地异位修复技术在该地块中的实践应用情况，以期为同类型工程提供借鉴和参考。1项目概况浙江省某废弃采石场地块最初为林地，在2 1世纪初用作采石场，于2 0 0 9年关停。在该地块闲置期间，发现该区域存在固体废弃物堆放情况，可能对区域内的土壤、地下水造成一定环境污染。因此，对该地块开展土壤污染状况调查及风险评估工作。根据环境调查结果，明确该地块需要修复的污染物为铅、铜、锌、镉、镍和铬。该地块修复面积为8 9 9 3m,修复工程量为2 958 9m，最大修复深度为6 m。本修复项目整体采用的修复模式为原地异位修复，具体收稿日期：2 0 2 3-0 2-0 1作者简介：俞明（1991一），男，研究生，硕士，工程师，研究方向主要包括环境监理、场地调查、污染修复等。修复技术为原地异位固化稳定化技术。污染土壤经固化稳定化处理后，采用固体废物浸出毒性浸出方法硫酸钠硝酸法(HJ/T2992007)提取浸出液进行分析，修复（浸出值）目标值设置为地下水质量标准（GB/T148482017)中的IV类标准。本项目土壤稳定化修复治理目标值如表1所示。表1本项目土壤稳定化修复治理目标值污染物修复目标值镍0.10.1铅0.12修复方案确定2.1修复技术筛选根据建设用地土壤修复技术导则（HJ25.5一2 0 19),结合本地块污染特征、土壤特性、修复时间及成本等因素对修复技术进行综合筛选，选择的4种修复技术如下：异位固化稳定化技术；水泥窑协同处置技术；原位固化稳定化技术；阻隔填埋技术。水泥窑协同处置技术处置虽然适用于治理重金属污染土壤，但是在处置过程中污染土的掺混比在3%10%之间，导致水泥窑厂的处理能力无法满足修复方量较大的项目4-5,造成修复周期较长。原位固化稳定化技术不需要开挖土壤，修复成本较低，药剂简单易得，但是需要较长的运行时间和修复周期，且修复效果受场地土壤性质影响较大。修复完成后还需进行长期地下水监测，对地块的开发利用有所限制。阻隔填埋技术操作较为简单，处理周期较短，适用于重金属、有机物污染土壤，但是该技术只是阻隔污染土与外界环境接触6 ,在高地下水位和复杂地质条件下，仍可能存在二次污染的风险，后续还需进行长期的阻隔效果监测。异位固化稳定化技术是比较成熟的污染土处置技术，早在2 0 世纪八九十年代，美国环境保护署就率先将固化/稳定化2023.NO.4.115单位：mg/L污染物修复目标值铜1.5锌5隔0.01传源南环境污染防治技术ISSN1672-9064CN35-1272/TK技术应用于污染土壤的修复研究。在19 8 2 一2 0 11年污染源处理项目中，已有2 8 0 个污染场地应用该项技术7 ，占总修复项目的2 2.1%。该技术操作灵活，对场地水文地质要求较为宽松。向开挖后的污染土壤中添加固化剂/稳定化剂，经搅拌后充分混匀，更利于与污染物发生物理、化学作用，降低污染物在环境中的迁移和扩散。在上述场地污染土壤修复技术筛选与评估基础上，结合场地土壤污染特征、水文地质条件和场地后期开发建设计划等关键因素，确定本地块污染土壤的修复治理技术为异位固化稳定化技术。2.2修复技术路线根据本项目确定的污染范围及修复工作量，结合现场及周边可利用条件，确定本场地污染土壤修复技术路线具体如下：(1)污染土壤分污染区域、分层开挖，污染土装车短驳至预处理车间筛分及破碎。(2)在预处理完成后的污染土里添加固化剂及稳定化剂，通过ALLU斗或小型土壤搅拌器将土壤及药剂充分搅拌均匀。（3)将修复后土壤运至待检区进行养护，最大限度固化稳定化污染物，达到预期处理目标。(4)养护后的土壤经自检达标后，再由效果评估单位委托第三方检测单位进行采样检测分析，确定土壤污染物浸出浓度达标后进行最终回填处置。修复技术路线如图1所示。污染土壤挖掘、破碎、筛分药剂搅拌水养护第三方检测合格回填处置图1修复技术路线2.3工程小试实验采用污染程度最高点位的土壤样品作为小试实验样本，共设有9个处理组：空白、1%药剂A、2%药剂A、1%药剂B、2%药剂B、1%药剂C、2%药剂C、1%药剂D和2%药剂D,每组设置2 个平行样，共18 个样品。根据小试结果，本场地选用添加量为1%的修复药剂D的处理效果最佳，可使污染土壤中各重金属浸出含量均低于标准值，满足技术可行性和经济性指标。3工程实施情况3.1污染土清挖及转运在污染土壤清挖前，需先将现场施工区域表层的建筑垃圾和杂草碎石清运至场地其他空置区域集中存放，设立标识，并采用密目网进行覆盖。根据修复技术方案确定的范围，采用全站仪对地块开挖边界进行放线和标识。测量工作在监理单位旁站下进行，开挖拐点经进一步复核确认后8 ,再开展开挖工作。根据现场施工平面布置情况，本项目所有污染土自西南向东北开挖转运至修复治理区，对不同污染类型土壤进行分开暂存。污染土开挖及转运具体工艺流程为：定位放线、验线一土方开挖一坑底和基坑死角人工开挖一装车一运输至土壤修复治理区暂存。3.2回填区建设本项目回填区开挖面积约8 0 0 0 m，总有效库容可达到30000m，满足污染土及表层洁净覆土的回填要求。为最大程度减少污染土壤在场地后期利用过程中的健康风险，回填区顶部、边坡及顶部均采用“HDPE膜+无纺土工布”复合防渗结构，对修复合格土进一步封存阻隔，防止土壤中的污染物随降水或地下水迁移，污染周边环境。防渗阻隔结构见图2。图2 防渗阻隔结构示意图不合格为保证回填区底部防渗层的安全稳定，在底部防渗层下方设置导排沟，内部填充50 mm卵石，外部采用土工布包裹，沟底铺设10 0 mm细粒卵石垫层。主盲沟内预埋DN400HDPE管，支盲沟内预埋DN300HDPE管，将地下水汇集至地下水抽排井中，再使用排水泵将地下水抽送至场外处理达标后排放9。本项目在分批次回填期间，顶部人工防渗系统并未设置完成。受到降雨天气影响，表层裸露的回填土被雨水冲刷可能产生滤出液和积水，因此需要在底部防渗层上方设置渗滤液导排管道、渗滤液收集池及渗滤液提升管。主导排管采用HDPE300S2正8 级筛管、支管采用HDPE200S2正8 级管，渗滤液提升管采用DN400HDPE管。渗滤液经导排沟流入场地东南角的收集池，通过收集池内竖向提升管及抽水泵将渗滤液输送到指定位置收集后外运至废水处理站处置。3.3固化稳定化施工将筛分、破碎预处理后的污染土壤（粒径 3cm以下)堆放在修复区内，按照1%投加比将修复药剂D添加到污染土，并使用土壤筛分破碎铲斗将两者进行充分混合10 ,每天可处理500m土壤，共计药剂投加量约30 0 t。修复完成后的土壤运送至暂存区养护待检，在土壤暂存区静置养护7 d后进行自检，修复后堆土高度不超过5m，堆体上覆盖防雨苦布，并在周围2023.NO.4.116无纺土工布6 0 0 g/m1.5mm厚HDPE土工膜无纺土工布6 0 0 g/m厚土垫层传源卤环境1SSN1672-9064CN35-1272/TK污染防治技术设置雨水沟。T21282018)和污染地块风险管控与土壤修复效果评估技3.4回填及覆术导则（试行）（HJ25.52018)，施工单位应确保修复后待检回填前将基坑四周内清理干净，不得有垃圾、杂物、积水土壤有序堆放，在修复完成后、再利用之前采用。根据土壤堆等。修复合格土全部回填至已铺设防渗材料的回填区。回填采放形状采用系统随机或专业判断等方式进行布点，修复土采取分区分层回填压实，按照从深往浅回填施工。修复合格土回样密度为2 0 0 m/个采样点，同时采集10%的质控样进行质量填完成后，对场地内挖出的清洁土采样检测分析，重金属总量控制，共采集158 个土壤样品。样品检测指标为镍、铬、铜、铅、满足土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)锌和镉。根据采样检测结果，表明修复土重金属浸出液浓度均（G B36 6 0 0 2 0 18）中的筛选值要求后才能在场地表层覆土，达到修复目标值，满足场地回填要求。铺填时无需特意打夯，利用小型推土机来回推土使自然压实建议业主单位对该地块进行后续跟踪管理，防止场地内即可，压实密度不低于93%。进人外来垃圾和杂填土，影响土壤和地下水环境质量。回填区3.5施工废水处理用地范围内避免使用大型机械设备，防止顶部防渗系统遭受本项目在施工阶段需要处理的废水主要包括：清挖、污染破坏影响回填区的结构稳定。后续开展相应地下水监测工作，土与药剂搅拌过程产生的废水、地表径流污水、基坑废水和场在场地内上游和下游各布设1口地下水监测井，每3个月开地清洗及洗车用水。展1次定期监测1。如果监测结果表明工程阻隔措施未能达由于本项目产生的废水量较小，且修复工程结束后还需要到预期效果，则需进一步调整阻隔设计方案或地块开发计划。进行生态恢复，不适宜修建新的构筑物，故采用一体化水处理设5结论备对废水进行处理。一体化处理设备主要包括加药系统、沉淀系(1)本项目采用原地异位修复技术对污染土壤进行了修统、絮凝系统、返泥系统4个处理单元。一体化废水处理设备处复治理，最大修复深度达到6 m，修复土方量共计2 958 9m。理量为15m/h，1d 按10 h处理量计，处理量为150 m/d。(2)根据工程小试实验，确定了合适的修复药剂D和最佳为了适应本项目水质特点，采用实时监测、人工控制的方的投加比1%，固化稳定化土壤经过效果评估检测后发现镍、式，实时调节加药量，确保加药量与水质水量的比例保持在科铬、铜、铅、锌和镉等土壤关注物指标均满足浸出修复目标值。学合理的范围，在保证处理效果的同时，节约药剂，降低运行(3)修复合格土回填至设置有人工防渗材料及配套导排成本。废水处理工艺流程见图3所示。系统地10 0 0 0 m的回填区域，该阻隔工程减少了二次污染风FeCl3、Ca(O H)2险，确保了污染土壤治理效果及其长期安全性。同时在顶部设污泥置满足后期绿化工作的覆土，有利于采石场地块地表景观资沉淀源的恢复。本项目技术应用到重金属类污染土壤修复工程实PAM践中，对全面改善生态环境具有重要意义。污泥絮凝HCIpH调节达标后外排图3废水处理工艺流程图污水处理主体工艺流程具体如下：(1)将废水抽排至沉淀池,并向沉淀池中加人Ca(OH),及FeCl3,调整溶液pH值,产生氢氧化铅和氢氧化镉沉淀，并被氢氧化铁共沉淀吸附析出，同时废水中存在的其他重金属也一并沉淀析出。(2)沉淀反应后，通过输送泵向池内加入PAM溶液作为助凝剂,进一步除去废水中的悬浮物、镍、铬、铅、锌等重金属离子、氢氧化铁胶体等。(3)絮凝沉淀后,对废水进行pH调节,加入盐酸调整pH至7.0 左右，经处理达到污水综合排放标准一级标准后外排。水处理装置产生的污泥检测后，按照相关固废规范确定处置方式。如为危险废物或者类一般工业固废，按其相应的管理规范，交由有资质的第三方处理和处置。4修复土效果评价及后续管理根据污染地块治理修复工程效果评估技术规范(DB33/污泥浓缩污泥稳定化2023.NO.4.参考文献1李鑫.对榆林地区某采石场矿山环境治理的综合研究J.山西建筑,2 0 2 1(9):146-147.2王超.某石矿迹地生态修复工程设计D.唐山：华北理工大学,2 0 19.3马俊.城市土壤污染问题及修复技术研究J.资源节约与环保,2 0 2 1(12):14-16.4宋震宇，袁珊珊，巢军委，等.水泥窑热处理技术在氰化物污染土壤修复中的应用J.环境卫生工程,2 0 2 0,2 8(6)：7 6-7 9.5 LI Y Q,ZHANG J,MIAO W J,et al.Disposal of 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