T∕ACEF 062-2023 锑矿区污染土壤梯度阻隔拦截技术指南.pdf

ICS 13.080.01CCS Z00团体标准T/ACEF 0622023锑矿区污染土壤梯度阻隔拦截技术指南Technical guidelines for gradient barrier and interception of contaminated soilin antimony mining area2023-2-22 发布2023-3-1 实施中华环保联合会发 布T/ACEF 0622023I目次前 言.II1范围.12规范性引用文件.13术语和定义.14总体要求.25实施流程.26工艺设计与施工要点.37梯度阻隔拦截效果监测与评估.58环境监测与管理.6T/ACEF 0622023II前言本文件按照 GB/T 1.12020标准化工作导则第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由有研资源环境技术研究院（北京）有限公司提出。本文件由中华环保联合会归口。本文件起草单位：有研资源环境技术研究院（北京）有限公司、中国环境科学研究院、兰州大学、中国科学院地球化学研究所、贵州省地质矿产勘查开发局一五地质大队、广西博世科环保科技股份有限公司、中节能大地（山东）环境科技有限公司。本文件主要起草人：崔兴兰、车小奎、李红霞、侯红、史新悦、王雷、曹磊、郑其、郑鹏、俞泽恩、王泽鹏、张国平、赵平、任维、廖长君、曹斐姝、陈伟伟、付豪、吴志豪、郑艳。T/ACEF 06220231锑矿区污染土壤梯度阻隔拦截技术指南1范围本文件规定了锑采、选、冶区域及其周边的污染土壤梯度阻隔拦截技术总体要求、实施流程、工艺设计与施工要点、梯度阻隔拦截效果监测与评估、环境监测与管理等技术内容。本文件适用于锑采、选、冶区域及其周边的污染土壤中锑、锑砷及锑与非砷重金属复合污染的梯度阻隔拦截。2规范性引用文件下列文件的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 32326 工业固体废物综合利用技术评价导则HG/T 20715 工业污染场地竖向阻隔技术规范HG/T 20719 微生物法修复化工污染土壤技术规范HJ 25.2建设用地土壤污染风险管控和修复监测技术导则HJ 25.5污染地块风险管控与土壤修复效果评估技术导则HJ/T 415环保用微生物菌剂环境安全评价导则3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1梯度阻隔拦截 gradient barrier and interception根据污染物迁移的主要途径，针对性选择阻隔材料从纵、横向逐级降低污染物浓度，从而达到污染梯度阻隔拦截。3.2纵向迁移阻隔 longitudinal migration barrier选用多种具有阻隔污染物功能的阻隔材料协同使用，构建水平柔性阻隔层，阻隔污染物的纵向迁移。T/ACEF 062202323.3横向迁移阻隔 lateral migration barrier利用具有一定强度和阻隔功能的材料如泥浆墙、灌浆墙、板桩墙、HDPE 膜等，自地面至工程要求的阻隔深度构建立面垂直阻隔层，阻隔污染物的横向迁移。4总体要求4.1 锑矿区污染土壤梯度阻隔拦截应遵循“因地制宜、技术可行、经济合理、效果长效”原则。4.2 宜结合污染地块实际情况，对识别的污染源进行控制，必要时可对污染源采取治理措施，控制环境风险。4.3 应针对地块的污染特征和潜在污染物特性，开展必要性的场地补充调查。4.4 应根据调查结果、水文地质特征等，确定梯度阻隔拦截范围和应达到的相关评估标准，筛选适宜的梯度阻隔拦截技术并制定技术实施方案。4.5 梯度阻隔拦截工艺设计与实施过程应防止二次污染，避免对生态环境造成不利影响。4.6 梯度阻隔拦截过程中应符合安全生产、职业健康、交通运输、消防安全等法规及标准规定。5实施流程5.1 锑矿区污染土壤梯度阻隔拦截技术的实施流程见图 1。图 1锑矿区污染土壤梯度阻隔拦截技术的实施流程图T/ACEF 062202335.2 锑矿区污染土壤梯度阻隔拦截技术的实施流程宜符合以下规定：a）应根据场地调查结果与收集的资料进行梯度阻隔拦截工艺设计，根据污染物种类划分为锑砷复合污染工艺设计、锑及非砷重金属复合污染工艺设计；工艺设计内容宜包括阻隔材料的选择和迁移阻隔拦截工艺设计；b）应根据确定的梯度阻隔拦截技术工艺，开展梯度阻隔拦截技术实施，根据污染物迁移途径划分为纵向迁移阻隔拦截技术和横向迁移阻隔拦截技术；c）根据监测结果，评估土壤梯度阻隔拦截效果是否达到要求。若达到梯度阻隔拦截效果，则根据情况进行环境监测与管理；若未达到梯度阻隔拦截效果，则需对局部区域重点开展梯度阻隔拦截；d）应根据梯度阻隔拦截工程实施情况与效果评估结果，提出环境监测与管理建议。6工艺设计与施工要点6.1 一般规定6.1.1 梯度阻隔拦截工艺的选择应综合考虑污染物种类与浓度、迁移途径、土壤渗透系数、水文地质特征、地表径流量等因素，梯度阻隔拦截范围的确定宜涵盖土壤污染需阻隔的全部区域。6.1.2 纵向迁移阻隔层的渗透性能应综合考虑微生物的可下渗深度及污染物的阻隔效果，并结合施工环境及地理条件，提高横向迁移阻隔层强度，减轻地基不均匀沉降或土壤形变压力等对横向迁移阻隔层的破坏。6.1.3 阻隔材料的选择应综合考虑土壤性质、施工费用、治理手段的可操作性等因素，确保阻隔材料与环境具有良好的相容性，不引起环境二次污染风险。6.2 阻隔材料选择6.2.1 梯度阻隔拦截技术所用阻隔材料包括但不限于：微生物、矿物基阻控材料、固废基胶凝材料。6.2.2 应根据污染物的迁移途径和污染场地水文地质特征选择不同组合的阻隔材料：土壤特性、水文地质条件等易导致污染物以纵向迁移为主的区域，宜利用微生物或/和矿物基阻控材料；优先选用低成本的微生物材料，当微生物阻隔效果不足以达到阻隔指标时，协同一种或多种矿物基阻隔材料以提高污染物阻隔效率；地表径流量大、地下水径流条件好、水文地质条件复杂等易导致污染物横向迁移的区域，宜在纵向浓度梯度阻隔的基础上，引入固废基胶凝材料。6.3 梯度阻隔拦截工艺设计6.3.1 锑砷复合污染工艺设计6.3.1.1 微生物阻隔材料的选择应考虑以下因素：a）微生物宜选用具有阻隔锑、砷迁移功能的菌株。根据土壤中锑的价态及污染深度分布，选用锑氧化功能菌（如假单胞菌属、丛毛单胞菌属、不动杆菌属等）或锑还原功能菌（如硫酸盐还原菌等）。砷固定功能微生物宜选用砷氧化功能菌（如无色杆菌属、土壤杆菌属、产碱菌属等）；b）微生物宜同时满足耐受锑砷，菌群可共存生长；c）当选用锑还原功能菌时，宜结合矿物基阻控材料固定砷；T/ACEF 06220234d）微生物的安全性应符合 HJ/T 415对生物安全的要求。6.3.1.2 矿物基阻隔材料的选择应考虑以下因素：a）适用于锑污染的矿物基阻控材料应考虑经济性、易获取性及环境安全性，包括但不限于：蒙脱石、沸石等天然或改性矿物材料及粉煤灰等固体废物，适用于砷固定化的矿物基阻控材料包括但不限于：矿物基的铁、锰基改性材料以及其他含铁、锰矿物材料，材料间应无相互排异作用；b）矿物基阻控材料应对微生物的生长无毒害作用；c）应重点考虑的施工工艺参数包括材料配比、组合施加方式、施加周期等。6.3.1.3 固废基胶凝材料的原材料选择应考虑以下因素：a）因地制宜选取胶凝材料原料，主要考虑经济性、易获取性及环境安全性等因素；b）选用的胶凝材料原料应符合 GB/T 32326 的要求，且不引入二次污染；c）原料宜经过预处理工艺并满足充分利用多种固废的协同效应，促进生成具有一定结构强度及锑砷固定能力的胶凝物质，优先考虑引入锑尾矿渣、锑冶炼渣为胶凝材料组分，实现锑砷污染物阻隔，其他可选用原材料还包括粉煤灰、钢渣、水淬高炉渣、脱硫石膏等；d）宜根据固废基胶凝材料的使用场景选择适宜的锑砷浸出浓度评价方法。6.3.1.4 锑砷复合污染纵向迁移阻隔拦截工艺设计应考虑以下因素：a）当阻隔锑、砷迁移的不同功能微生物联合使用时，需根据微生物好氧、厌氧的生长特性确定微生物喷淋、渗灌的施加方式和施加深度；b）在微生物可耐受的污染浓度区域，可直接施加微生物；在污染严重超过微生物耐受度的区域，宜采用微生物与矿物基材料联合使用，可先施加矿物材料后施加微生物，缓冲土壤锑、砷污染物对微生物的毒性，实现污染物的梯度阻隔拦截；c）纵向迁移阻隔层深度的确定应考虑工程地质与水文地质条件、污染特征、风险管控要求等；d）纵向迁移阻隔层中微生物菌液的最大下渗深度宜大于污染深度，菌液的添加应能防止污染物继续向下迁移；e）纵向迁移阻隔层铺设矿物基阻控材料的种类、数量、厚度以及微生物菌剂的喷洒量以阻隔层能完全抑制污染物的纵向迁移为准；f）为了保证微生物的正常下渗，加入矿物基阻控材料后纵向迁移阻隔层土壤的渗透系数宜高于6.010-5cm/s。6.3.1.5 锑砷复合污染横向迁移阻隔拦截工艺设计应考虑以下因素：a）宜根据土壤环境污染状况、铺设材料的类型、成本等因素综合设计横向迁移阻隔层的厚度，结合工程地质与水文地质条件、污染特征、风险管控要求等因素综合调整横向迁移阻隔层的深度，设计可参照 HG/T 20715 执行；b）必要时可在污染物横向迁移路径上根据土壤污染特征，间隔设置不同材料组合、不同厚度与深度的横向迁移阻隔层，保证污染物的梯度阻隔拦截；c）横向迁移阻隔层渗透系数宜小于 1.010-6cm/s；d）横向迁移阻隔层材料强度至少满足邻近建（构）筑物和地下管线地质形变的控制要求；T/ACEF 06220235e）现场浇筑横向迁移阻隔层材料时，入孔坍落度宜取为 150 mm200 mm，扩展度宜为 340mm400 mm，且初凝时间不应小于 6 h，终凝时间不应大于 24 h；f）宜采用合理措施避开或绕过施工中无法清除的下底障碍物，确保横向迁移阻隔层的连续性和完整性。6.3.2 锑及非砷重金属复合污染工艺设计6.3.2.1 微生物阻隔材料的选择应考虑以下因素：a）锑固定化功能菌剂宜优先选用具有锑还原功能的菌剂；b）锑固化功能菌的选择宜避免对土壤中其他重金属的影响（如迁移性增强）；c）非砷重金属污染阻隔宜选用对非砷重金属具有固化作用的非氧化类微生物，且宜与锑固定化功能菌剂共存，如硫酸盐还原菌、芽孢杆菌等。6.3.2.2 锑及非砷重金属复合污染固化功能菌协同的矿物基阻控材料包括但不限于：蒙脱石、埃洛石、沸石及其非氧化类改性材料。6.3.2.3 锑及非砷重金属复合污染梯度阻隔拦截工艺设计参照锑砷复合污染梯度阻隔拦截相关要求。6.4 梯度阻隔拦截技术实施要点6.4.1 纵向迁移阻隔拦截的实施要点如下：a）菌液的注入方式包括表面喷淋法和深层渗管法，应依据对土壤不同深度渗透系数的检测结果，参照 HG/T 20719 选择适宜的方法；b）喷头或渗管及配套设施的布设应依据注入方式、作业面积、作业周期、喷淋或渗灌半径等确定，喷头或渗管垂直于地面且管道高度宜高出地面 1020 cm；c）宜就近设置菌液培养装置，连续梯度扩大培养菌种，扩大培养体积达到单次喷淋/渗灌量；d）结合土壤中污染物的浸出浓度和污染深度，工艺设计中需采用矿物基阻控材料的情形，需将表层污染土壤与矿物基阻控材料按比例原位混匀，混匀土壤深度建议不超过 50 cm，深层污染土壤与微生物协同阻隔；e）定期喷洒或注入微生物菌液，并宜依据阻隔效果，调整菌液的添加周期和施加量；f）应妥善处理施工完成后的污染土壤及回填料，避免导致二次环境污染。6.4.2 横向迁移阻隔拦截的实施要点如下：a）宜采用开挖回填法构筑横向迁移阻隔层，沿平面布置的线路方向安装导墙；b）应利用开槽设备开挖沟槽至设计深度；c）浇筑固废基胶凝材料料浆，且应等待胶凝材料完全凝固。7梯度阻隔拦截效果监测与评估7.1 梯度阻隔拦截效果监测宜采集土壤、土壤淋溶液、地表水、地下水等样品，采样点位置和数量应符合 HJ 25.2 及 HJ 25.5 的规定，且采样点的位置和深度覆盖整个阻隔范围及其周边潜在影响区域。7.2 地下水监测井设置应满足梯度阻隔拦截效果评估的需要。T/ACEF 062202367.3 梯度阻隔拦截技术实施过程中监测频次宜满足及时反映阻隔效果、便于调整阻隔材料用量的要求和时限，梯度阻隔拦截效果满足地块阻隔要求后视为梯度阻隔拦截工程结束。梯度阻隔拦截工程完成后 6 个月内，采样监测周期宜 1 个月 1 次，完成 612 个月后 1 季度 1 次，完成 1 年后视为进入长期监测期，长期监测宜 1 年或 2 年 1 次。梯度阻隔拦截前污染程度严重区域、表层土壤扰动较大的区域、梯度阻隔拦截边界区域作为重点监测区域，宜 1 年 12 次。7.4 通过对梯度阻隔拦截效果监测结果的分析，评估污染物水平现状，且宜与预先设置的参数指标（如浸出毒性等）比较。未达要求的，应采用局部重点加强的方式继续开展梯度阻隔拦截，直至全部地块达到预先设置要求。8环境监测与管理8.1 环境监测8.1.1 环境监测的对象包括但不限于：土壤、地下水及地表水，监测点位布设原则应符合 HJ 25.2 及HJ 25.5 的规定。阻隔区域外存在潜在污染隐患的区域或设施周边的土壤、地下水也应列入环境监测重点对象。8.1.2 环境监测采样的深度不应低于阻隔深度；检测项目宜根据土壤污染状况调查结果、拦截效果等确定，包括但不限于：水、土的 pH 值、电导率等基本理化性质指标、锑、砷及其他重金属等土壤目标污染物浓度。8.1.3 在气象环境条件（降雨、冻融、侵蚀等）变化及可能人为因素影响下，应定期检测阻隔层的完整性。8.2 环境管理8.2.1 施工现场应加强环境管理，避免污水、扬尘、生活垃圾、施工固废引起二次污染，避免对生态环境造成影响。8.2.2 宜建立锑矿区污染土壤梯度阻隔拦截环境管理台账。8.2.3 定期/不定期开展锑矿区土壤和地下水监测，并按照规定公开环境污染治理的相关信息。