鋼鐵企業遺留場地污染土壤修復方法及水泥窯協同處置鋼鐵企業污染土項目環評關注要點

中冶南方工程技術有限公司 李銀銀

21世紀以來，我國城市化進程加快，生態環境保護意識逐漸加強，隨著工業企業轉型升級和退城入園的需要，鋼鐵企業退城入園、停產搬遷項目越來越多，企業搬遷后的原場址由于生產歷史悠久，或多或少都會存在污染遺留問題，最顯著的就是土壤污染問題。鋼鐵企業搬遷后的遺留場地再次利用之前，特別是用地性質擬改變為居住、商業、學校、醫療和養老機構等公共設施之前，必須按照要求進行土壤污染調查和環境風險評估，判斷其是否存在環境風險，以及是否需要開展土壤修復治理。對于確需開展土壤修復治理的污染地塊，在正式實施修復工程之前，需要開展修復處置項目的環評工作，以減少在修復處置過程中產生的二次環境污染。

一、鋼鐵聯合企業遺留場地土壤污染特點

一個鋼鐵聯合企業往往包含了煉焦（含化產）、燒結、球團、煉鐵、煉鋼到軋鋼（熱軋、冷軋）等多個生產工序，生產工序長且生產工藝復雜，原輔料種類及成分繁雜，生產過程中的產排污環節很多，從而造成鋼鐵企業的污染物毒性大、數量多和種類復雜的特點。加之停產搬遷的鋼鐵企業大多數都建廠很早，生產活動持續時間長，由于生產工藝和管理水平有限，環保治理措施落后，加上幾十年經歷了多次工藝變化，技術改造，防滲設施和污染狀況復雜，這無疑都為污染物進入土壤、污染土壤創造了條件。鋼鐵企業遺留場地的土壤污染特征與各生產工序的排污特點和污染物進入土壤的途徑有關，鋼鐵聯合企業的遺留場地土壤污染途徑及污染特點詳見表1。

表1 鋼鐵聯合企業遺留場地土壤污染途徑及污染特點

二、污染土壤修復治理技術

污染土壤中的有害成分以重金屬和有機物為主，自2016年國務院發布《土壤污染防治行動計劃》以來，全國各地的關停搬遷企業遺留廠址陸續開展場地調查及風險評估，受污染的地塊土壤修復和治理工作也隨之提上日程。隨著關停搬遷企業的增多，急需修復污染土壤的地塊也增多，污染土壤治理需求逐步增大。我國從上世紀90年代開始研發土壤污染治理與修復技術，發展至今，初步形成了針對不同土壤污染物、污染程度、土地利用類型等的土壤污染治理與修復技術。

污染土壤修復治理技術按照是否將污染土壤挖出后修復，可以分為原位修復技術和異位修復技術；按照修復技術原理可以分為物理修復、化學修復和生物修復三大類。由于鋼鐵企業廠址占地面積大，土壤污染也很復雜，大多數情況下都需要采用多種修復技術。

物理修復：指采用某些物理手段和方法，將污染物從土壤中分離出來，讓土壤恢復利用價值，也是最簡單有效的方法。常用的物理修復技術包括直接換土法、熱脫附法、土壤氣相抽提法、玻璃花法等。①直接換土法就是將受污染的土壤換成未受到污染的土壤，這種方法見效快但是造價高；②熱脫附法就是通過各種加熱方式將土壤加熱到一定溫度，使土壤中的可揮發性污染物氣化并集中收集，去除土壤中的污染物，這種方法修復速度快，但是能耗高且只適用于被易揮發性污染物污染的土壤；③土壤氣相抽提法就是利用抽真空或注入空氣在受污染土壤中誘導產生氣流，將被吸附的、溶解狀態的或者自由相的污染物轉變為氣相，抽提到地面，然后再進行收集和處理。這種方法處理周期短，二次污染小，但僅適用于處理非飽和區土壤中的揮發性有機物污染。④玻璃花修復法就是在高溫高壓狀態下，土壤中的污染物被塑化成玻璃態，再采用物理方法分離出來，這種方法修復效率高、速度快；但能耗大成本偏高。

化學修復：指向土壤中加入化學物質，通過對重金屬和有機物的氧化還原、鰲合或沉淀等化學反應，去除土壤中的污染物或降低土壤中污染物的生物有效性或毒性的技術。目前較為成熟的技術包括固化/穩定化、淋洗、氧化還原、光催化降解等。①固化/穩定化技術就是采用特定的粘結劑與污染土壤混合，利用其聚合作用將土壤中的污染物固定化和穩定化。②淋洗技術就是配置適合的淋洗液，與污染土壤混合，洗脫土壤中的污染物質。③氧化還原技術就是向受污染土壤中加入氧化劑或還原劑，使其與土壤中的污染物發生化學反應，形成污染性小的物質，從而實現土壤的凈化。④光催化降解技術就是采用光催化氧化法分解土壤中的污染物，并選擇合適的光敏劑加快降解速度。化學修復法的優點是修復速度較快；缺點是易產生二次污染，易破壞土壤結構等。

生物修復：指利用植物、動物和微生物的作用吸收、降解、轉化土壤中的污染物，使土壤中的污染物無害化，或使污染物的濃度降低到可接受的水平，或將污染物穩定化，以減少其向周圍環境的擴散。生物修復技術主要分為植物修復技術、動物修復技術、微生物修復技術3種。①植物修復技術主要應用于原位修復，可用于修復含重金屬、有機物或放射性元素污染的土壤。②動物修復技術也主要應用于原位修復，通常會選擇蚯蚓、蜘蛛等常見的動物，其不僅有著很強的重金屬富集能力，還能夠改善土壤的結構，提升土壤的肥力。③微生物修復技術可應用于原位修復，也可應用于異位修復，主要利用土著微生物或人工馴化的具有特定功能的微生物，來降低土壤中有害污染物的活性或降解成無害物質。生物修復法的優點是不會破壞土壤結構和土壤中的有機質，修復成本較低；缺點是修復周期長，并且不適用于高濃度污染土壤的修復。

由于鋼鐵企業搬遷后遺留場地土壤污染的復雜性，其修復治理方法也是多樣化的。對于鋼鐵企業遺留場地污染土壤的修復治理，重金屬污染土壤的修復治理方法常用的主要有水泥窯焚燒、固化/穩定化、土壤淋洗、安全填埋、植物修復等技術。有機污染土壤的修復治理方法主要有熱解法、生物堆、土壤洗脫、化學氧化、強化（蒸汽或電加熱）雙相抽提等技術。從目前已完成的鋼鐵企業遺留場地污染土壤修復工程來看，水泥窯協同處置技術是較常見的技術。

三、水泥窯協同處置鋼鐵企業污染土壤項目環評要點

水泥窯協同處置技術可以利用窯內高溫將污染土壤中的有機成份徹底分解去除，將污染土壤中的無機成分晶格化固定到水泥成品中，水泥窯內屬于堿性氛圍，酸性氣體和二噁英等可以得到有效的抑制，不會產生廢渣等二次污染，水泥生產過程受污染土壤性質和成份影響較小，土壤中的有機污染物和無機污染物處置徹底，并且可利用污染地塊附近的現有水泥廠稍加改造后即可用于處理污染土壤，新增投資額較小，是目前應用較為廣泛的污染土壤修復治理技術。近年來水泥行業經歷了產業結構升級調整、供需平衡去產能、錯峰生產保藍天等一系列改革，為實現在日益激烈的競爭環境中求得穩定發展，越來越多的水泥企業向“水泥+環保結構”轉型，利用現有水泥窯協同處置各類固體廢物，其中包括一部分鋼鐵企業遺留場地的污染土壤。

利用水泥窯協同處置鋼鐵企業遺留場地的污染土壤修復治理項目在開展環境影響評價工作時，應重點關注以下幾個問題。

（一）政策和標準規范符合性

鑒于危險廢物處置過程實施了更嚴格的危廢管理，水泥窯在處置污染土壤時，必須明確擬處置的污染土壤是否屬于危險廢物，這就要從污染場地調查著手，依據調查資料分析污染土壤的性質和污染物成份含量是否符合規范標準要求。

根據《固體廢物鑒別標準 通則》(GB 34330—2017)：“在污染地塊修復、處置過程中，采用水泥窯協同處置的污染土壤，屬于固體廢物，必須進行危險廢物鑒定”。《中華人民共和國土壤污染防治法》中第四十一條規定：“修復施工單位轉運污染土壤的，應當制定轉運計劃，將運輸時間、方式、線路和污染土壤數量、去向、最終處置措施等，提前報所在地和接收地生態環境主管部門。轉運的污染土壤屬于危險廢物的，修復施工單位應當依照法律法規和相關標準的要求進行處置。”因此污染土壤在從污染場地外運前，必須對照《國家危險廢物名錄》或者根據《危險廢物鑒別技術規范》（HJ/T 298）和《危險廢物鑒別標準》（GB 5085），鑒別其是否屬于危險廢物。

此外，《水泥窯協同處置固體廢物污染控制標準》（GB30485-2013）和《水泥窯協同處置固體廢物環境保護技術規范》（HJ662-2013）規定了利用水泥窯協同處置突然土壤等固體廢物過程中的污染控制和監督管理要求，在環評時需對照國家相關規范和標準，逐一分析擬入窯的污染土壤中重金屬、硫、氟、氯等有害物質含量是否滿足水泥窯的配料要求。對于普通無機鹽污染的土壤，僅需考慮對窯系統燒成系統的影響即可，如堿和氯對燒成系統結皮、堵塞的影響，盡量減少對正常生產的影響、確保水泥熟料產品質量。

（二）工藝合理性

當前水泥窯協同處置污染土壤的工藝技術主要有兩種，一種是水泥窯焚燒處置技術，一種是熱脫附和水泥窯焚燒相結合的處置技術。根據污染土壤性質的不同，協同處置時的投料位置也有所不同，主要有窯頭高溫處、窯尾高溫處和生料配料處。其中生料配料處投入的只能是不含有機物和揮發性污染物的污染土壤。含高毒、高氯、及難降解有機物的污染土壤優先考慮從窯頭加入，如果污染土壤的含水率較高，則應優先選擇從窯尾投加。

水泥窯協同處置污染土壤的工藝過程包括污染土進場儲存、預處理系統、投加、焚燒和廢氣處理等，工程組成包括污染土預處理系統、上料系統、水泥窯及其配套系統等。考慮到水泥產品的質量控制，水泥生產過程中必須根據入窯物料的各元素限值要求，嚴格控制污染土壤的投加量，并結合污染土壤的污染特點針對各系統采取合理的“三廢”處理措施。

在環評時需要根據項目擬處置的污染土壤的組成成分，有針對性的分析污染土預處理措施、投加位置和投加方式、投加量、處置工藝的適用范圍、處置效果。據此分析處置工藝的合理性。并且需要重點論證協同處置過程中“三廢”處理措施的可行性和可靠性，重點關注預處理廢氣、窯尾廢氣以及清洗廢水、滲濾液等處理措施，提出進一步完善治理措施確保穩定達標排放的建議。

（三）污染物排放分析

由于水泥窯協同處置鋼鐵企業遺留場地的污染土壤成分復雜多樣，不同污染地塊輸送入窯的污染土壤種類和數量均有不確定性，只要控制入窯原料的各項指標含量符合標準規范要求即可，這就導致在環評過程中對污染物的產生和排放源強估算時的不確定性。

環評中污染源強的核算方法一般有實測法、類比估算法和物料衡算法。實測法在環評階段不太可能實現；由于不同企業協同處置的污染土壤來源和成份性質千差萬別，很難找到協同處置同類污染土壤的同類企業作為類比對象。因此作者認為最為可行的污染源強核算方法是物料衡算法。

由于水泥廠協同處置的污染土壤來源廣泛，建設單位在進行項目設計時，需根據水泥廠生產現狀和產品質量執行標準，比照《水泥窯協同處置固體廢物環境保護技術規范》(HJ662)和《水泥窯協同處置固體廢物技術規范》（GB30760）中的入窯物料成份要求，制定擬接納污染土壤的限定性要求，對于入窯的污染土壤中重金屬和有機物等污染物成份進行嚴格限制，不滿足配料要求的固體廢物不得進入水泥窯系統處置。

（四）廢氣污染影響預測評價

水泥窯協同處置污染土壤項目環評中，應著重分析評價窯尾煙氣及預處理廢氣中的污染物排放情況，同時還要預測評價新增廢氣特征污染物排放對周邊環境空氣的影響程度。水泥窯協同處置的污染土壤中如果含有有機物，或者物理特性不能滿足投加要求，通常都會新增一定的預處理設施，那么污染物在進廠后暫存和預處理過程中就會產生廢氣和廢水污染，其中廢氣污染物主要以有機污染物為主，可采用密閉收集和活性炭吸附法處理。水泥窯內因添加污染土壤后會帶來窯尾廢氣中的重金屬、HCl、二噁英等特征污染物排放量增加，應著重預測評價這些特征污染物的新增排放對周邊環境空氣的影響程度是否可以接受。

（五）運輸環境風險評價

水泥窯協同處置污染土壤項目環評中，對污染土壤的開挖、運輸、貯存、處置等過程的環境風險評估也是重點評價內容之一，尤其是要分析運輸過程的環境風險事件，提出合理可行的環境風險防范和應急措施，使污染土壤運輸過程中導致的突發環境事故可能引發的環境損失和影響下降到最低水平。

污染土壤從外部進入水泥廠污染土儲庫的運輸通常由污染土的所屬單位負責，污染土壤產生單位委托有相關資質的單位進行運輸進水泥廠區內，運輸時需嚴格執行《道路危險貨物運輸管理規定》，環評中也應提出環境風險防范措施建議，并建議運輸單位制定運輸環境風險事故應急預案。污染土的裝卸都在水泥廠專用倉庫內進行，運輸車輛要采用專用的箱體密封自卸式廢棄物運輸車，防止灑落；污染土會直接存放于污染土儲庫內，防止與其他原料混合，并做好防雨防滲工作。負責駕駛污染土運送車輛的司機會經過專業的培訓，這些都保證了污染土壤在廠區內部運輸的安全性。

若出現水泥廠停機檢修、儲庫滿負荷不能繼續存儲污染土的情況時，污染土壤停止開挖，水泥廠內的污染土儲庫停止接收污染土。

四、結語

水泥窯協同處置作為一種國家鼓勵開展的污染土壤修復治理技術，能充分處理污染土壤中的有害污染物，實現污染土壤處置的“減量化、無害化、資源化”要求，是目前較為常用的用于處置鋼鐵企業遺留場地污染土壤的方法。通過多個環評案例，作者積累了水泥窯協同處置污染土壤的相關經驗，總結出了水泥窯協同處置鋼鐵行業污染土壤修復治理項目在開展環評工作中的關注重點。