APP下载

工矿企业污染场地修复工程案例分析

2017-11-10杜志会万贵川黄正玉李戎杰

绿色科技 2017年20期
关键词:调查分析

杜志会 万贵川 黄正玉 李戎杰

摘要:指出了随着我国城市化进程加速和产业结构调整,导致因城市工业企业搬迁、改造或关闭而遗留大量的污染场地。污染场地不仅会对周边环境和居民健康带来严重威胁,也制约了土地资源的安全再利用,需通过必要的工程措施进行污染修复。以某城市某片区关停企业场地修复工程为例,通过全面的污染调查与分析,提出了污染场地修复技术方案及其实施要点,以期作为工程案例为同类污染治理提供借鉴。

关键词:污染场地;调查分析;修复工程

中图分类号:X171

文献标识码:A文章编号:16749944(2017)20004807

1引言

污染场地(Contaminated site)指因堆积、储存、处理、处置或其他方式(如迁移)承载了有害物质的,对人体健康和环境产生危害或具有潜在风险的空间区域。其界定要素为有害物质的浓度是否超过环境背景值,并对此空间或区域的人体健康及自然环境已经造成或可能造成负面影响[1]。

近年来,随着我国城市化进程加速和产业结构调整,因城市工业企业搬迁、改造或者关闭而遗留的污染场地已成为制约我国土地资源再利用的新环境问题。据统计,2001~2008年,我国关停并转迁企业数由6611个迅速增加到22488个[2]。这些工业企业搬迁后的遗留场地,尤其是重污染行业的遗留场地,不仅会给周边环境和居民健康带来严重威胁,也制约了我国土地资源的安全再利用[3]。

2014年5月,环保部下发的《关于加强工业企业关停、搬迁及原址场地再开发利用过程中污染防治工作的通知》(环发〔2014〕66号),要求工业企业实行停产和搬迁并对原有场地进行再开发土地利用时,必须进行场地环境调查及治理修复等工作,使修复后场地满足再开发利用需求。2015年5月28日,国务院颁发的《土壤污染防治行动计划》明确指出,加强工业废物处理处置,对于受污染的场地,应明确治理与修复主体,制定治理与修复规划,有序开展治理与修复。根据《“十三五”生态环境保护规划》(国发【2016】65号)中“加大重金属污染防治力度”相关规划,优化产业布局,继续淘汰涉重金属重点行业落后产能。推动园区清洁、规范发展。

笔者以某城市某片区关停企业场地修复工程为例,通过全面的污染调查分析,确定了污染场地修复技术方案及其实施要点,可作为工程案例为同类污染治理提供借鉴。

2场地污染概况

污染场地位于贵州省东南部城市,境内地势西高东低,最高海拔1715.8 m,最低海拔614 m,平均海拔1020 m。修复项目位于该城市南部,距市行政中心8 km,属城市未来拓展区。

根据现场调查,项目所在片区工矿企业较为集中,主要为从事矿石开采、化工产品、水泥、黄磷等生产的企业。项目区域东面约200 m为公路,周边还分布有10余家小型企业。场地内生产设备均已拆除,但仍留有部分建构筑物。同时场地内废渣、建筑垃圾、生活垃圾随意堆放,距离河流较近,易受雨水冲刷形成污水进入河流,此外场地内有部分未处理污水,存在一定的环境污染风险。

3采样调查与结果分析

3.1采样调查

为了详细了解该污染场地的污染情况,需对该地区的环境进行详实的采样调查分析。根据《场地环境调查技术规范》(HJ 25.1-2014)、《污染场地环境监测技术导 则》(HJ 25.2-2014)、《土壤环境监测技术规范》(HJ/T166-2004)的有关要求以及潜在污染区域和潜在污染物的识别情况,对场地进行布点采样。按照系统布点及功能分区方式,同时结合专业判断的原则进行土壤采样点布设,尽量保证原生产区、原生产原材料及废渣堆放区、拆除及未拆除建筑物下的布点得到合理覆盖。调查样品主要是场地内废渣、土壤和污水。

项目土壤污染评价标准按《土壤环境质量标准(征求意见稿)》(GB15618-2008)、《建设用地土壤污染风险筛选指导值》(第三次征求意见稿)和《场地土壤环境风险评价筛选值》(北京市 DB11/T 811-2011)中相应用地类型标准进行评价。各标准限值见表1。固体废物和污水的评价标准见表2。

3.2调查结果分析

3.2.1废渣调查结果分析

(1)废渣现场XRF快速检测结果。

現场采用重金属快速检测仪器XRF现场对14个废渣样品进行重金属含量测定,检测结果如表3所示。

由表3可知,经XRF快速检测后,该污染场地废渣中的主要污染元素为As、Zn和Cr。其中As最高浓度为700 mg/kg;Zn最高浓度为12000 mg/kg;Cr最高浓度为2410 mg/kg。

(2)实验室专业检测结果。

为了得到该场地废渣的权威性检测结果,特将7个具有代表性的场地内废渣样品送至专业公司进行实验室检测,分析检测结果如表4所示。

从表4检测结果可知,该污染场地废渣中的污染因子浓度会随着点位的变化而有所不同,总体来说主要的污染元素为Zn、As、Cr和氟化物,重金属检测结果与XRF快速检测结果相似。Zn最高含量可达12190.3 mg/kg;As含量最高为610.1 mg/kg;Cr含量为2371.2 mg/kg;氟化物的最高含量可达1636.1 mg/kg。

(3)危险废物-腐蚀性鉴别结果。

因为该场地主要属于工矿企业用地,因此需要对废渣进行腐蚀性鉴别。鉴别方法按照《固体废物 腐蚀性测定 玻璃电极法》(GB/T 15555.12-1995)进行。鉴定结果见表5。

从结果可以看出,所有废渣样品pH值均位于2.0

~12.5之间,因此废渣无腐蚀性。

(4)危险废物-浸出毒性鉴别结果。

目前,危险废物-浸出毒性鉴别方法主要有《固体废物 浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》(HJ/T299-2007)和《固体废物 浸出毒性浸出方法 水平振荡法》(HJ/T557-2010)两种。endprint

《固体废物 浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》鉴别结果见表6。

由表6检测结果可知,仅LS3点位样品重金属Cd浸出浓度《危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)标准浓度,属于危险废物;其余样品浸出检测值均低于标准浓度,不属于危险废物。

《固体废物 浸出毒性浸出方法 水平振荡法》鉴别结果见表7。

2017年10月绿色科技第20期

ND:浓度低于最低检出限

由表7分析可知,各点位样品重金属、氟化物浓度均高于《污水综合排放标准》(GB8978-1996)最高允许排放浓度,均属于第II类一般工业固体废物,主要超标因子为氟化物、氰化物、Zn、As和Cr。超标率分别为100%、61.1%、38.8%、66.7%、66.7%和55.6%。

因此,从以上4种检测结果可知,场地内废渣主要分为:

①危险固废:LS3区域废渣,主要是重金属Cd超标。

②一般固废:除LS3区域的所有场地废渣,主要超标因子为氟化物、氰化物、Zn、As和Cr。

3.2.2土壤调查结果分析

现场采用重金属快速检测仪器XRF对24个土壤样品进行重金属含量测定,检测结果如表8所示。

由表3可知,经XRF快速检测后,该污染场地废渣中的主要污染元素为As、Zn和Cr。其中As最高浓度为446 mg/kg;Zn最高浓度为10400 mg/kg;Cr最高浓度为400 mg/kg。

通过检测结果表明,场地土壤已受到重金属的严重污染,需要进行相应的修复治理。

3.2.3污水调查结果分析

场地内遗留有部分污水未经处理,如需排放入河流(《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅲ类水域),需执行《污水综合排放标准》(GB8978-2002)一级标准。该项目区遗留废水Hg、As和Cu均超过一级标准限值,最高含量分别为2.04 mg/L、8.89 mg/L和2.13 mg/L,最大超标倍数分别为39.20、16.78和3.26倍。检测结果见表9。

检测结果表明,场地遗留废水对周边水域具有较大的危害性,需要进行治理再安全排放。

4场地修复技术措施

通过对污染场地开展详细调查工作,摸清场地环境质量现状,确定污染场地修复目标,进而开展场地治理修复工作。具体修复工作为对场地废弃建构筑物、设备进行拆除并妥善处置,采用先进可行的工艺技术,对场地遗留废渣、污染土壤及废水等资源化、无害化处理,最终使修复后场地满足工业用地要求。

4.1建筑物拆除及破碎工程

拆除工程主要为原址场地废弃建(构)筑物拆除、破碎,并用于场地回填,将多余建筑垃圾直接运往建筑废渣弃土场进行填埋处置。

4.2清挖工程

根据场地调查确定修复范围和深度,对Ⅱ类固废、危险固废及受污染土壤进行分区分类开挖,并进行修复工程。

4.2.1清挖准备

(1)清挖施工前,根据勘测设计文件、区域实际情况和施工条件制定有关施工技术措施与细则;(2)施工机械、运输车辆及材料的准备,技术管理人员和施工人员配备;(3)污染区域土壤开挖前,应先拆除地面的硬化地坪;(4)场内必须隔断外部可能渗入场地内的水源;(5)根据场地调查确定清挖区域范围及深度,进行污染区域的划分及其边界标定;(6)对开挖区域进行施工围挡,并设立警示牌,如“开挖区域,请勿靠近”、“开挖区域,请勿跨越”等;(7)开挖时,由项目管理人员指挥调度;(8)对场地区域内开挖或处理过程中应作及时、详细的记录。在开工前按顺序编号登记,对清理部位、(桩号)平面、断面及地貌提供详实的测量及摄像资料。

4.2.2施工方案

根据初步调查结果,对确定开挖和清除的范围采用挖掘机械进行挖掘,挖掘后应对场地进行倒毛、平整、碾压。清挖时,必须使基面的横向有一定的坡度,以利于明水排水。土壤挖掘用挖掘机逐层、逐块挖出,装载机装土,送至运输车辆上,做到运输车辆不超载,遵循“宁少勿多”的原则,车厢上部全部有覆盖设施,严防拋洒滴漏,避免运输过程中污染土壤及废渣散落污染道路及周边环境;局部机械不能施工的位置采用人工清理出该处2 m范围以外,再用机械施工。在施工期间,采用防雨材料对挖掘区进行覆盖,防止雨水对新开挖断面的淋洗、冲刷。

4.3Ⅱ类固废和污染土壤修复工程

通过项目要求和污染物分析,决定对本场地内的Ⅱ类固废和重金属污染土壤采用异位稳定化处理技术进行治理。稳定化技术是污染土壤修复的常用方法之一,具有费用低、无毒、综合效益好等优点,非常适合我国典型土壤污染区的修复[4]。稳定化(stabilization),是向污染物中混入黏合剂,黏合剂与污染物质发生化学反应或热反应形成一个稳定的、难溶的固体形态,减少污染物的毒性、沥出性和可溶性以达到修复目的[5,6]。

异位稳定化修复工艺流程见图1。

4.3.1稳定化处理车间建设

(1)尺寸设计。

为了避免II类固废和污染土壤在稳定化处理过程中产生二次污染,同时满足雨季施工的要求,稳定化处理选择在密闭雨棚内进行。雨棚占地面积约为2500 m2,其中500 m2为稳定化预处理车间,1000 m2为投药反应车间,1000 m2为待检车间。

(2)地面防渗设计。

场地防渗垂直方向上由下至上分别为:500 mm厚狗头石——400 mm厚水稳层——150 mm厚C15垫层——长丝无纺布600 g/m——2.0 mm HDPE光面防渗膜——长丝无纺布600 g/m——150 mm厚C15混凝土。地面防渗预留设备基础与控制室基础(图2)。

(3)污水收集池尺寸。endprint

污水收集池尺寸采用2 m×2 m×1 m,采用素混凝土水池。

(4)项目结束后场地利用。

稳定化场地选择未来规划为工业厂房的区域,例如仓库、机修车间等。项目结束后可继续利用。

4.3.2稳定化处理

项目污染土壤和Ⅱ类固废浸出液浓度超标因子为氟化物、pH(酸)、Mn、Cu、Zn、As、Ni等。稳定化药剂采用针对符合重金属和氟化物污染的复合药剂进行,药剂成分主要为无机盐和天然有机硫化物,不会造成二次污染。稳定化预处理设备及药剂搅拌混合设备均采用筛分破碎铲斗进行(图3)。

(1)预处理工程。为使污染土壤、Ⅱ类固废与药剂混合均匀,在固化稳定化处理前需要先对污染土壤和Ⅱ类固废进行筛分和破碎。

(2)固化稳定化处理。该工艺对Mn、Cu、Zn、As、Ni等污染物的稳定化作用主要是通过药剂对重金属的吸附、共沉淀和螯合作用来进行;而对氟化物的稳定化作用主要是通过药剂对氟的吸附作用来实现,同时合理调节pH值可以提高药剂对氟的吸附率。

(3)待检区养护及检测。在完成药剂混合后,出料置于养护场地,经过14 d的养护后进行检测。检测时按照每500 m3区域采集1个代表样品,先抽取30%的代表样品进行自检。该过程中通常要检测处理后固废及污染土壤在各种环境中释放重金属的能力,即重金属的浸出效应。根据《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》(GB 18599-2001)及其2013年修改单要求,按照《固体废物 浸出毒性浸出方法 水平振荡法》(GB 5086.2-1997)规定方法进行浸出试验而獲得的浸出液中,任何一种污染物的浓度均不能超过《污水综合排放标准》(GB8978-1996)最高允许排放浓度,且pH值须在6~9范围之内。自检合格后,再申请业主及有关部门(机构)组织验收,而后经运输车辆转运至填埋场进行安全填埋;不合格废物则调整相应参数(进土量、药剂添加量、搅拌时间,水量等)进行再处理作业。

4.4危险废物清运工程

4.4.1危险废物封装

本项目危险废物委托贵州省危险废物暨贵阳市医疗废物处置中心进行安全处置,因运输距离较长,为防止运输途中危险废物扬撒或泄露,宜采用桶或者罐对危险废物进行封装后运输。

4.4.2危险废物运输

本项目场地内危险废物清理完成后由专用密封运输车运往贵州省危险废物暨贵阳市医疗废物处置中心进行安全处置,该危废处置中心占地面积19.19 hm2,年处置废物4.12万t,其中工业危废3.86万t,医疗危废0.26万t,将收集、运输、处理、处置全省的危险废物和贵阳市的医疗废物。

4.5废水治理工程

场地内遗留废水采用原有污水处理池进行处理,添加化学沉淀剂使污染物汞达标后,外运至污水处理厂处理,设计进水水质及出水水质见表10。

处理工艺流程如下。流程图如图4所示。

(1)调节池。

废水首先进入调节池,调节池起到调节水质水量的作用。

(2)反应池。在该区域内,水体重金属通过与投加药剂间的各种反应得以去除。在运行时,为了更好的形成金属硫化物沉淀,需向废水中投加一定量的液碱,调节废水pH值;需投加重金属捕捉剂、絮凝剂,使微小颗粒形成易沉的较大颗粒;投加硫酸亚铁,以形成硫化铁沉淀,去除剩余的硫化钠。

(3)斜板沉淀池。斜板沉淀池使废水有效实现固液分离,提高沉淀效率,减少沉淀池的占地面积。

(4)pH调节池。沉淀池出水呈碱性,需在pH调节池中投加酸,调节出水pH值。

(5)出水。出水水质汞达标后,采用吸污车将上清液抽出后外运至周边污水处理厂处理。

(6)底泥处置。水池底泥自然晾晒脱水后,挖掘外运至贵州省危险废物暨贵阳市医疗废物处置中心委托处置。

4.6场地平整工程

本污染场地在废渣清理及污染土壤开挖后需进行场地地表附着物清理和平整,本工程场地平整面积为60038 m2。以机械为主,辅以人工逐阶地进行挖方、平整,场地平整坡度整体保持为5‰。

杜志会,等:工矿企业污染场地修复工程案例分析

环境与安全

5工程实施要点

施工前必须做好现场调查与采样检测,了解现场污染程度,并制定、筛选相应的治理方案。施工中必须做到危废、废渣、废水的完全治理,确保场地的治理效果,同时也避免造成二次污染。施工完成后,为确保场地日后使用,必须做好场地面貌及相应的防范设施。

因本工程部分涉及危险固废,因此必须做到:项目中,参与挖掘危险废物的人员均应全程做好安全防护措施。多采用载重汽车通过公路运输,并严格操作规程:车辆持许可证,配专门司机;车辆应有明显标志;运输计划周密,包括应急补救措施等。运输全过程应该小心谨慎,谨防因交通事故的发生而导致二次污染。危险废物转移、运输全过程应严格遵循《危险废物转移联单管理办法》(国家环境保护总局令第5号1999年6月22日发布)要求。

6结论

通过对具体工程项目的分析总结得到以下经验。

(1)现场踏勘、资料收集分析、现场访谈与采样检测为修复工程提供了大量参考信息,但调查过程中一定要保证信息的准确信、全面性。

(2)根据项目特点科学合理组织施工,保证修复效果和工程进度。

(3)工程的开展必须建立完善的监测体系、技术支撑机构体系以及现场监督管理队伍。

(4)充分做好场地健康与环境风险评估工作,完善污染场地环境管理框架体系。

(5)修复技术体系的构建与完善,就是环境效益的提高与实现。

参考文献:

[1]

谷庆宝, 颜增光, 周友亚,等. 美国超级基金制度及其污染场地管理[J]. 环境科学研究, 2007, 20( 5):84~88.endprint

[2]中國环境年鉴编辑委员会. 中国环境年鉴2009[M]. 北京:中国环境年鉴社, 2010.

[3]骆永明. 中国土壤环境污染态势及预防、控制和修复策略[J]. 环境污染与防治, 2009, 31(12):27~31.

[4]刘甜甜, 陈剑雄, 陈晨,等. 固定/稳定化土壤修复技术的应用与优化分析[J]. 土壤, 2014(3):407~412.

[5]EPA. Solidification/Stabilization Use at Superfund Sites[R]. EPA, Office of Solid Waste and Emergency Response, 2000, EPA-542-R-00-010.

[6]ITRC. Development of Performance Specifications for Solidification/Stabilization[R]. ITRC S/S team, Technical/Regulatory Guidance, 2011, www.itrcweb.org.

Case Analysis of Pollution Site Restoration Project

Du Zhihui, Huang Zhengyu, Li Rongjie

(Guiyang Engineering Corporation Limited, Power China, Guiyang, Guizhou, 550081, China)

Abstract: It is pointed out that a large number of contaminated sites have been left because of the relocation, renovation or shut down of urban industrial enterpriseswith the acceleration of urbanization and the adjustment of industrial structure. Contaminated sites will not only pose a serious threat to the surrounding environment and the health of residentsbut also restrict the safe reuse of land resources, which should be repaired through necessary engineering measures. Taking a restoration project for an enterprises site shut downas an example, this paper determined the technical scheme of restoration project and implementationofkeypointsthrough the investigation of pollution comprehensive analysis, which can be used as a reference for the similar engineering cases.

Key words: contaminated site; investigation and analysis;restoration projectendprint

猜你喜欢

调查分析
某高职院校生理学教学资源库设计与使用调查分析
在缅中国留学生学习调查与分析
浅析大学生网络行为的心理问题
浅析大学生网络行为的心理问题
关于大学生创新创业能力培养的调查与分析
海口市商业健身俱乐部营销现状及问题分析
构建自考本科到研究生上升通道的思考
让学生乐于参与,让课堂更加精彩
大学生网络参政的现状、问题及对策分析
基于Blackboard 网络教学平台学生应用状况的调查分析