基于污染場地重金屬-有機物復合污染土壤修復方法分析

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（廣東德力環(huán)境科技有限公司 廣東 516000）

1.某工廠項目概況

該工廠為鋼鐵廠，堆存了大量含鐵塵泥、高爐干渣、生物污泥、脫硅污泥和各類粉塵在工業(yè)固廢分選堆場。工廠決定將該固廢堆場進行開發(fā)建設投入使用，為了確保場地安全開發(fā)，針對場地進行風險評估和環(huán)境調(diào)查，最終確定該堆場土壤主要污染物包括：重金屬類、多環(huán)芳烴（PAH）類、總石油烴類（TPH）和揮發(fā)性有機物（VOCs）共計十多項，受污染的總面積約9.8×104m2。且污染土壤中含有大量的鋼渣、工業(yè)和建筑垃圾等物質(zhì)，所以在開挖出來的土壤需進行相關的篩分。污染土壤總體工程總量在1.75×105m3，而其中修復總量在9.2×104m3，且有2.9×104m3總量的無機超風險土壤、6.3×104m3的復合超風險土壤以及7.7×104m3需要篩分分選的土壤。綜合現(xiàn)有因素條件，通過潛在的修復技術必選和評估，該工程項目最終確定采用原地異位化學氧化和穩(wěn)定化技術，進行聯(lián)合修復項目中復合污染土壤。

2.修復工藝原理

化學氧化原理：把氧化劑添加至污染土壤中發(fā)生相應的化學反應，使土壤中污染物發(fā)生轉化變成毒性較弱或無毒的物質(zhì)。氧化劑常用的有：高錳酸鉀、過硫酸鹽、臭氧、芬頓試劑和過氧化氫。化學氧化技術主要可以處理土壤中的含氯有機溶劑、BTEX（苯、甲苯、乙苯、二甲苯)、農(nóng)藥、BTEX（苯、甲苯、乙苯、二甲苯)、酚類、MTBE（甲基叔丁基醚)、石油烴等大部分有機污染物。但不適用于藥物化學氧化。

穩(wěn)定化修復原理：同樣是把穩(wěn)定劑添加至污染土壤中且混合充分，使土壤中的污染物和污染介質(zhì)發(fā)生相應的化學和物理作用，使污染物化學性質(zhì)的活潑的形態(tài)較弱及降低在環(huán)境中的擴散和遷移能力。修復效果評價指標主要是浸出率和增容比。在國內(nèi)廣泛應用在具有放射性物質(zhì)、腐蝕性無機物、石棉、金屬類、砷化合物以及氰化物等無機物污染的土壤中，由于其技術操作成本低、效率高、簡單及增容少等各種優(yōu)點。

因在化學氧化反應過程中，會影響穩(wěn)定化的修復，所以針對該場地重金屬-有機污染物復合污染土壤修復時，應先異位化學氧化修復，再進行異位穩(wěn)定化修復。

3.項目土壤復合污染修復實施措施

(1)施工準備

布置污染土壤的篩選區(qū)，其中包括：污染土壤和篩上物的堆放區(qū)，篩選設備處置區(qū)和處置后工業(yè)垃圾、建筑垃圾和石塊等堆放區(qū)，還有公辦及倉庫區(qū)。為避免二次污染，需采用C30混泥土且厚度大30cm的場地，四周建導排溝，內(nèi)部積水導入二沉池，經(jīng)預處理后排入市政污水管網(wǎng)。采用高頻格柵振動篩設備進行篩選，設置帶勾的鋼絲網(wǎng)在格柵下。

布置異位化學氧化治理區(qū)域：污染土壤和處置后土壤堆放區(qū)、氧化反應池和藥劑攪拌區(qū)。布置異位穩(wěn)定化治理區(qū)域：污染土壤和處置后土壤堆放區(qū)、修復作業(yè)區(qū)和辦公及倉庫區(qū)。所有場地地面和管理的要求需跟篩選區(qū)的污染土壤保持一致。

(2)污染土壤篩分、運輸要求

針對開挖出來且經(jīng)過篩分后的土壤，在運至修復作業(yè)區(qū)時應滿足幾個條件：①針對石塊、金屬類和鋼渣等非土壤物質(zhì)必須進行去除，應確保污土在運至修復區(qū)的粒經(jīng)在20cm以內(nèi)，且污土粒徑都相對較為均一，以便增強改善后的效果；②針對污土中的濾布、鋼筋、編織袋等具有纏繞性的物質(zhì)也需進行去除，以防止在改善過程中有損壞設備情況，而造成整個修復項目進度緩慢。

剛開始開挖出的土方含水量較大，需進行翻晾，然后才能進行篩選。采用推土機和挖機每天不少于3次，平均每隔2小時在堆存場進行翻晾作業(yè)，直至土方含水量控制在30%左右。

為滿足土方和藥劑運輸通行要求，應對周邊的道路進行合理且充分的利用，同時設置臨時施工便道。

(3)異位化學氧化處置

異位化學氧化在本項目整個氧化修復過程中，首先是采用噸袋包裝的高效的C活化劑和K氧化劑，且都運至藥劑倉庫。添加C活化劑是采用挖機和土壤改良機同時配合作業(yè)完成。在現(xiàn)場需準備溶液攪拌桶1個和溶液配備桶1個，容量都為2m3。藥劑和水混合需要配備6名工人和1臺叉車同時作業(yè)，由于設備本身是自帶加溫攪拌設備的，既而可以合理的用來混合藥劑，且能夠有效的達到藥劑溶解，藥劑溫度應保持25℃左右；等藥劑完全溶解后，通過抽水泵抽提至氧化池內(nèi)，針對氧化池內(nèi)的污染土壤和添加的氧化藥劑需通過2臺挖機進行作業(yè)使其達到充分的混合反應，添加每小時15m3藥劑量即可。

(4)異位穩(wěn)定化處置

異位穩(wěn)定化過程中，首先采用的是噸袋裝的并以天然礦物成分為主的A穩(wěn)定化藥劑，庫存至藥劑倉庫內(nèi)。針對破碎土壤以及混合藥劑這部分，主要采用KH200型土壤改良一體機（見下圖1）特殊裝置來進行作業(yè)，其中穩(wěn)定化藥劑運輸至設備內(nèi)主要靠螺旋輸送機來操作完成。該設備設有高4.5m左右的藥劑料倉以及與地面夾角在60°左右的6m長皮帶。設置每臺機每小時3～4噸的量進行增加固體藥劑，且藥劑輸送至螺旋輸送機的藥劑斗內(nèi)的過程中專門配備了1臺叉車和8名工人進行配合作業(yè)，藥劑輸送流速控制只要靠電機轉速來控制；整個螺旋輸送機端都采用密閉方式，主要是為了避免加藥過程中產(chǎn)生揚塵以及浪費藥劑。設備的進土端和出土端都同時配備2臺挖機作業(yè)，整個施工過程中每臺設備的進土速度都控制在40m3/h左右。

圖1 KH200型土壤改良一體機

4.土壤二次污染的防治

（1）在污染土壤的清挖過程中，應盡量減少污染土壤的臨時存放，嚴禁堆放于非污染區(qū)，應嚴格限制清挖機械的活動范圍，防止將污染土壤帶離污染區(qū)域。開挖面覆蓋需采取措施進行覆蓋隔離，避免污染物揮發(fā)擴散與產(chǎn)生揚塵；（2）在污染土壤的運輸過程中，應嚴禁超載，并加蓋密閉裝置，確保運輸過程不遺撒；現(xiàn)場施工機械和運輸車輛出場前應進行清洗，避免將污染土壤帶出場；卸車時，應將車停穩(wěn)，不得邊卸邊行駛；（3）在污染土壤暫存過程中，堆放場周邊應設置排水和集水設施，底部應設防滲層，頂部應加蓋防雨、防揚塵膜，防止減少雨水沖刷、污染物下滲和揚塵；（4）在污染土壤的處置過程中，污染土壤的處理應在密閉車間內(nèi)進行，防止土壤中污染物揮發(fā)和揚塵，影響周邊土壤環(huán)境；（5）修復過程應有專職環(huán)境保護管理人員，其職責是指導和管理工程現(xiàn)場的污染土壤的處置、清運、堆放、回填等，避免污染土壤與未污染土壤混合防止二次揚塵污染；（6）修復作業(yè)區(qū)應配備專人負責，做到科學管理。在修復期間，應盡可能采取措施提高工程進度；（7）修復工作人員應穿戴專業(yè)服飾，作好隔離措施，工作完成后應立即洗漱干凈。

5.養(yǎng)護及回填

（1）養(yǎng)護。在土壤進行養(yǎng)護時應先設置養(yǎng)護區(qū)域，并把改善好的土壤運至該區(qū)域，且用2臺挖機在為期5d的養(yǎng)護時間內(nèi)進行作業(yè)，再用土方車把經(jīng)過完全反應過后的土壤運至改善區(qū)進行固化穩(wěn)定化。當土壤得到完全固化穩(wěn)定化改善之后，并再次運至養(yǎng)護區(qū)進行2臺挖機在為期3d的養(yǎng)護時間內(nèi)進行養(yǎng)護作業(yè)，等土壤完全反應后方可取樣，再經(jīng)第三方權威實驗室進行檢測，直至驗收合格后，才進行開挖回填。

（2）回填。修復土壤后且經(jīng)過檢測并合格的情況下，需在原標高的0.3m的基礎上采用分層壓實方法進行回填，且壓實率應該大于80%。

6.結束語

本文主要以某鋼鐵廠固廢堆場重金屬-有機污染物復合污染土壤作為治理對象，從項目場地受污染的具體實際情況出發(fā)，依據(jù)相關實例和數(shù)據(jù)，最終確定采用異位化學氧化和穩(wěn)定化妝技術進行聯(lián)合修復，在整個項目修復過程中且取得良好的成效，總共修復污染土壤約1.75×105m3。此后通過專家確定的驗收標準并進行了第三方的檢驗，確定驗收后的土壤符合質(zhì)量標準。

綜上所述，目前大多數(shù)國家重金屬-有機物復合污染土壤修復治理都還處于實驗室研究這個階段為主，并且還取得一定修復效果，然而在實際工程想得到進一步的應用效果還需進行認真的考察和驗證。在現(xiàn)實中針對修復污染土壤工作是一項長期的工程項目，直接影響著生態(tài)系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。因此，在修復污染土壤過程中應堅持綠色環(huán)保的原則，發(fā)揮各自優(yōu)勢，高效運用修復技術，提高整體的修復效果，保障土壤安全。