云南某冶煉廠污染土壤及地下水風險管控方案探究

王 麗，崔燦文，和麗萍，李麗娜

(1.云南省環(huán)境工程設計研究中心,云南 昆明 650000；2.云南省生態(tài)環(huán)境科學研究院,云南 昆明 650034)

云南素有“有色金屬王國”之稱，經(jīng)過多年發(fā)展已成為我國重要的有色金屬采選、冶煉、生產(chǎn)及加工基地[1]。由于過去有色金屬礦冶發(fā)展方式粗放，企業(yè)環(huán)保設施落后，加之環(huán)保意識淡薄，礦冶活動頻繁地區(qū)的土壤、地下水及地表水環(huán)境均受到不同程度的污染。近年來，國家相繼出臺《土壤污染防治行動計劃》《污染地塊土壤環(huán)境管理辦法》(試行)《土壤污染防治法》[2]，云南省污染防治攻堅戰(zhàn)全面打響，統(tǒng)籌推進“凈土保衛(wèi)戰(zhàn)”，并取得顯著成效。

土壤污染治理修復工程技術難度高，耗資巨大，加之云南土壤類型、水文地質(zhì)條件有其特殊性，土壤污染治理修復工作起步晚，缺少技術及專業(yè)人才積累，使得云南土壤污染防治在技術、經(jīng)濟方面面臨巨大挑戰(zhàn)。

土壤是經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)基礎，關系到人民群眾身體健康，保護好土壤環(huán)境是推進云南省生態(tài)文明建設和維護區(qū)域生態(tài)安全的重要內(nèi)容[3]。云南省堅持走“生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展”之路[4]，積極探索綠色發(fā)展路徑，需要協(xié)同推進經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)環(huán)境高水平保護，在解決土壤污染問題時，既要考慮環(huán)境效益，又要兼顧經(jīng)濟效益。

目前，國內(nèi)外對污染地塊土壤普遍采取修復措施，以消除污染土壤人體健康風險[5]。但是云南省一些待修復污染地塊現(xiàn)階段土地利用價值不高，或者暫不進行開發(fā)利用，當下實施修復工程，經(jīng)濟投入過高，其社會經(jīng)濟效益并不顯著。《污染地塊土壤環(huán)境管理辦法(試行)》明確：“污染地塊土地使用權人應當根據(jù)風險評估結果，并結合污染地塊相應開發(fā)利用計劃，有針對性地實施風險管控”“對暫不利用的污染地塊，實施以防止污染擴散為目的的風險管控”。因此，云南省土壤污染防治應當立足本省社會經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀，綜合考慮環(huán)境、經(jīng)濟、社會效益，結合地塊未來開發(fā)利用規(guī)劃，探索污染場地土壤及地下水風險管控技術。相較于土壤修復工程，采取風險管控既能有效控制污染物暴露及擴散，緩解污染土壤環(huán)境問題，又能更大程度兼顧經(jīng)濟可行性，實現(xiàn)土壤及地下水環(huán)境保護與經(jīng)濟發(fā)展雙嬴。現(xiàn)以云南省某關停冶煉廠污染土壤及地下水風險管控方案為例，淺談風險管控在土壤及地下水污染防治中的運用。

1 項目概況

該地塊為云南省有色金屬冶煉行業(yè)一典型冶煉廠污染場地，根據(jù)水文地質(zhì)調(diào)查結果，調(diào)查區(qū)地層由新至老主要為人工填土層、第四系坡洪積層、二疊系峨眉山組玄武巖，揭露的第四系坡洪積層主要為粘土。根據(jù)地下水含水介質(zhì)與地下水類型，調(diào)查區(qū)可劃分出三個含水層，第一含水層為松散巖類孔隙潛水，第二含水層為松散巖類孔隙承壓水，第三含水層為玄武巖類風化裂隙水。場區(qū)地下水主要接受北側(cè)的側(cè)向徑流補給和垂向上的降雨入滲和綠化回灌補給，接受補給后，總體在東側(cè)、西側(cè)和南側(cè)邊界徑流排泄。該地塊風險評估結果顯示：土壤關注污染物砷和鎘的致癌風險及危害商均超過可接受風險水平，鋅的危害商超過可接受風險水平，需對場地污染土壤采取修復治理或風險管控措施；場地污染地下水風險水平可接受，但經(jīng)污染預測與趨勢分析，廠區(qū)地下水具有不斷遷移影響下游地下水的可能性，建議對廠區(qū)污染地下水采取風險管控。地塊未來規(guī)劃用途為工業(yè)用地，但具體規(guī)劃用途尚未明確，且目前暫無開發(fā)計劃。本項目擬以地塊水文地質(zhì)條件、環(huán)境調(diào)查與風險評估結果為基礎，充分結合地塊開發(fā)利用規(guī)劃、污染防治實際需要、當?shù)刈匀簧鷳B(tài)環(huán)境條件以及投資可能，開展土壤及地下水風險管控研究，提出具有針對性的工程及措施，力求做到經(jīng)濟上合理、技術上可行，以期為項目決策及工程實施提供技術依據(jù)。

2 場地污染現(xiàn)狀

對照《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設用地土壤污染風險管控標準(試行)》，地塊土壤關注污染物為鎘、砷、鋅，樣品超標率分別為17.54%、12.58%、10.15%。超篩選值點位在整個場地均有分布。污染深度集中在0～4.0m深度范圍，最深至9m。對照《GB/T 14848-2017地下水質(zhì)量標準》Ⅲ 類標準，地下水檢測結果與環(huán)境質(zhì)量評價結果表明，第一、第二含水層地下水主要關注污染物為硫酸鹽、鎘、鉛、錳、鋅；第三層地下水所有檢測指標均未超標。第一層地下水超標區(qū)域面積約為363134m2，第二層地下水污染因子減少，且超標濃度明顯降低，第二層地下水超標面積為269600m2。

大氣降雨入滲、地表水下滲將廠區(qū)污染土壤中的重金屬污染物淋溶進入下伏含水層，廠區(qū)地下水補給下游含水層，污染物隨地下水遷移彌散，污染廠區(qū)下游及周邊地下水。河流、水庫作為廠區(qū)地下水排泄點，地表水亦可能受到一定程度污染。廠區(qū)東南西三側(cè)均為居民區(qū)，居住大量居民。人群長期直接暴露于重金屬污染的土壤、地下水及地表水環(huán)境，可能發(fā)生中毒，甚至產(chǎn)生較大的患病風險，危害人體健康。

3 風險管控目標及范圍

根據(jù)風險評估結果，土壤中重金屬污染物通過皮膚直接接觸、偶然攝入污染土壤或吸入污染土壤顆粒物等暴露途徑會產(chǎn)生環(huán)境風險，降雨、灌溉條件下土壤中污染物淋濾會污染地下水；廠區(qū)第一層和第二層地下水均受到污染，廠區(qū)及其周邊的地下水不作為飲用水水源，但污染地下水徑流遷移會影響區(qū)域環(huán)境。因此，在清源的基礎上對廠區(qū)土壤及地下水進行阻隔管控，減少降水入滲補給量，減緩受污染地下水遷移擴散速度，降低和消除地塊污染物對人體健康和環(huán)境的風險，穩(wěn)定及改善項目區(qū)生態(tài)環(huán)境。

土壤風險管控目標為：減少或消除土壤中污染物暴露產(chǎn)生的環(huán)境風險，阻斷皮膚直接接觸、偶然攝入污染土壤或吸入污染土壤顆粒物等暴露途徑；減少地下水入滲補給量，控制殘留污染物向地下水遷移。

地下水不具有飲用功能，且風險水平可接受。同時，廠區(qū)外的下游地下水已產(chǎn)生污染。基于此，本場地的地下水風險管控設定為有限管控較為適宜。地下水的風險管控目標為：通過控制廠區(qū)的污染地下水，減緩污染地下水向下游村莊遷移速度，不斷降低地下水中污染組分的濃度，減輕廠區(qū)內(nèi)污染地下水對下游地下水及敏感人群的影響。

土壤污染風險管控范圍為整個廠區(qū)，重點考慮綠化區(qū)域污染土壤暴露風險、硬化區(qū)域地面破損、原有的排水渠底部及兩側(cè)腐蝕存在污染物滲濾擴散風險等環(huán)境問題。廠區(qū)邊界為土壤風險管控邊界。廠區(qū)內(nèi)第一層地下水與第二層地下水均存在超標現(xiàn)象，且污染較為嚴重。結合地下水風險管控目標，管控范圍定為整個廠區(qū)，廠區(qū)邊界為管控邊界。

4 風險管控方案

4.1 土壤風險管控方案

項目區(qū)在土壤風險管控方面的環(huán)境問題主要是：

(1)項目區(qū)土壤主要污染物為鎘、砷、鋅，污染的潛在受體主要為廠區(qū)內(nèi)活動及廠區(qū)周邊生活的人群，為保障人體健康，需要阻斷暴露途徑。

(2)遺留的構筑物、水泥路面構成的硬化區(qū)域，部分路面因大車碾壓、年久失修等原因，出現(xiàn)破損、裂痕裂縫，在降雨或灑水降塵等過程中，雨水、降塵用水等可能通過破損、裂痕裂縫下滲進入到地下水，產(chǎn)生污染風險。

(3)廠區(qū)雨、污水收集及處理系統(tǒng)較為完善，基本可以滿足場地污水處理需要，原有的排水渠底部及兩側(cè)均受到一定的腐蝕，為避免雨、污水經(jīng)過排水渠底部下滲，需實施排水渠的修補、防滲硬化。

(4)廠區(qū)內(nèi)有17%的地表面積為綠化用地，土壤亦受重金屬污染，進入綠地的雨水、綠化用水會下滲補給地下水，同時，雨水、綠化用水的下滲還可能會引起土壤中污染的浸出以及擴散，亦導致地下水風險管控中需要處理的地下水量增加。

因此，綜合考慮土壤管控技術、項目區(qū)現(xiàn)狀、治污需求、工程投資等因素，提出以下方案：采用水平風險管控措施截斷土壤中污染物暴露途徑，減少降雨入滲補給量，維持綠化現(xiàn)狀并加強管理，對遺留的構筑物、水泥路面構成的硬化區(qū)域地面破損部分進行修補，同時對排水渠進行防滲硬化。土壤風險管控思路見圖1。

4.2 地下水風險管控方案

在廠區(qū)地表污染源已進行清源和污染土壤進行水平阻隔的基礎上，開展廠區(qū)的地下水風險管控。地下水垂直阻隔主要目的為：阻止廠區(qū)北部水質(zhì)較好的地下水進入廠區(qū)，從而減少污染的地下水水量。地下水截流的目的為：收集廠區(qū)內(nèi)的重污染地下水并處理，同時阻止其向下游遷移。抽出處理則是將重污染區(qū)的地下水抽出，減緩其向廠區(qū)外遷移。為此，針對該廠區(qū)，制定如下地下水阻隔及截流方案：在廠區(qū)北側(cè)，地表水導排，第一層地下水東、西、南側(cè)集水槽截流，第二層地下水重污染區(qū)抽出處理。

根據(jù)風險管控策略與方案確定地下水污染環(huán)境風險管控技術路線，主要為地表水疏導工程、截流工程以及抽出處理工程。

(1)疏導工程目標

廠區(qū)北側(cè)地表水疏導工程的目標為阻止廠區(qū)東北側(cè)和西北側(cè)來自山區(qū)的地表水經(jīng)沖溝進入廠區(qū)，降低廠區(qū)內(nèi)的地表積水和現(xiàn)有排水渠對地下水的入滲補給量，減少污水處理廠對初期雨水的處理量。

(2)集水槽截流目標

廠區(qū)東側(cè)、西側(cè)與南側(cè)集水槽截流目標為使廠區(qū)污染地下水徑流至集水槽時，被有效地抽出處理，從而切斷遷移途徑，污染地下水不會遷移出廠界污染下游地下水。

(3)抽出處理目標

抽出污染地下水并送往污水處理廠，在抽出過程中，形成水位降低區(qū)，阻止地下水向廠區(qū)外圍遷移，不斷降低重污染區(qū)的濃度。

以土壤污染環(huán)境風險管控技術和地下水污染環(huán)境風險管控技術相結合，實現(xiàn)場地風險管控。

5 風險管控效益分析

5.1 經(jīng)濟效益分析

地下水管控措施實施后，可有效控制污染地下水向廠區(qū)下游遷移，對下游農(nóng)用地質(zhì)量的改善有非常大的提高。下游農(nóng)用地面積巨大，風險管控方案實施后會改善土地及地下水質(zhì)量狀況，增加當?shù)鼐用褚欢ǖ氖杖耄捕沤^了污染地下水繼續(xù)遷移對人體造成損害的情況。風險管控工程一次性投資較修復工程大大降低，可緩解企業(yè)當下環(huán)境治理資金壓力。

5.2 環(huán)境效益分析

(1)土壤管控措施可以阻斷暴露途徑，大大減少或消除土壤中污染物暴露產(chǎn)生的環(huán)境風險，實施后有助于改善廠區(qū)環(huán)境。維持綠化現(xiàn)狀并加強管理，為廠區(qū)長期生產(chǎn)造成的工業(yè)化場地增加一抹亮麗的綠色。

(2)地下水采取一系列管控措施后，可以減緩廠區(qū)污染地下水向下游擴大遷移的速度，后期隨水位變化，使廠區(qū)地下水基本不向下游遷移，總體控制地下水環(huán)境污染源，改善地下水環(huán)境質(zhì)量，使地下水環(huán)境生態(tài)向良好趨勢轉(zhuǎn)變，確保下游地下水水質(zhì)及敏感人群安全，對區(qū)域地下水環(huán)境改善具有重大的作用。

5.3 社會效益分析

(1)項目實施后，能有效控制廠區(qū)土壤和地下水污染，營造優(yōu)良的土壤和地下水環(huán)境氛圍，保障區(qū)域地下水環(huán)境更安全。這不僅會提升企業(yè)在當?shù)氐牧己眯蜗螅彩蛊髽I(yè)可以配合政府做到改善區(qū)域環(huán)境、保障人身安全，有效促進地方政府環(huán)境保護計劃的制定與實施，有利于引導政府、企業(yè)向環(huán)保產(chǎn)業(yè)投資。

(2)地下水管控措施能有效控制廠區(qū)污染地下水向下游遷移，影響下游敏感人群。若不采取任何措施，任由污染地下水遷移至下游村莊，可能會對人體健康造成危害，引起廣大村民抗議，影響社會安定等。因此，項目實施降低了對當?shù)鼐用裆眢w健康的危害，能夠提高當?shù)鼐用裆钯|(zhì)量。

6 結論與建議

積極探索污染土壤及地下水風險管控技術方案，避免過度修復，發(fā)揮土壤環(huán)境保護在促進云南經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級中的作用，對云南省改善生態(tài)環(huán)境，發(fā)展綠色經(jīng)濟大有裨益。本項目以防止污染擴散為目的，提出技術可行、經(jīng)濟合理、具有可操作性的風險管控方案，以土壤污染環(huán)境風險管控技術和地下水污染環(huán)境風險管控技術相結合，實現(xiàn)場地風險管控，阻斷污染物暴露途徑，降低和消除地塊污染物對人體健康和環(huán)境的風險，促進廠區(qū)及周邊土壤及地下水環(huán)境恢復，將產(chǎn)生較好的經(jīng)濟、環(huán)境及社會效益。

該項目風險管控思路統(tǒng)籌兼顧經(jīng)濟社會發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護，可為云南省改善土壤環(huán)境、科學維護綠色家園提供借鑒。