輕工業地塊基坑土壤重金屬污染修復效果評估監測案例分析

程小谷，徐開華，

(1.廣州市環境保護科學研究院，廣東 廣州 510620；2.廣州特種承壓設備檢測研究院，廣東 廣州 510633)

1 引言

根據全國基坑土壤重金屬污染修復案例，常見的建設用地重金屬污染風險管控和修復技術有：異位固化/穩定化技術[1]；水泥窯協同處置技術[2]；阻隔技術[3]；原位固化/穩定化技術[4]；土壤洗脫技術[5]。以上技術修復周期較短，修復費用適中，技術成熟，應用廣泛。其中穩定化及阻隔技術不能降低污染物總量，一般需配合使用，并進行長期監控[6]，需根據規劃和地塊用途協調落實阻隔回填區域，且未來存在被擾動的風險，對于地下基礎復雜的地塊，工程施工成本較高，阻隔回填所占用區域將對地塊開發利用產生影響[7]。土壤洗脫技術對污染土壤減量化效果明顯，可有效降低土壤中污染物總量，局限在于需配合其他技術處理洗脫后剩余的高污染土壤，系統構成復雜，占地面積大，需協調落實污水排放去向，對小體量污染土壤項目及細顆粒含量較高的土壤技術經濟性較差[8]。水泥窯協同處置技術修復周期較短，修復費用中等偏高，技術成熟，適用范圍較廣，有利于重金屬污染地塊周轉，可實現資源化[9]。

場地位于南方某城市城區，歷史上為輕工業用地，曾為制糖廠，后作為辦公、餐飲、服裝設計場地使用，場地規劃用作第二批新型產業用地(M0)。根據《調查和風險評估報告》，地塊部分區域土壤重金屬汞的危害熵超過1，為1.01；場地內兒童期血鉛濃度高于10.0 μg/dL 的概率為18.76%，超過 5%的可接受水平，土壤鉛污染對未來人群健康風險不可接受。因此需對地塊內的鉛、汞污染土壤進行修復。

由于該地塊急于開發轉讓，土地受讓人對場地環境要求較高，而水泥窯協同處置技術具有修復周期短，可實現資源化的特點，該場地污染土壤采用水泥窯協同處置技術進行處置。本研究項目需對水泥窯協同處置后的地塊土壤進行效果評估，以評價修復后地塊對人體健康和環境產生的風險是否可接受。

目前國內關于鉛、汞復合污染土壤修復效果評估相關的研究報道較少，效果評估的難點在于評估對象的復雜性、布點要求的多樣性、監測任務的緊迫性。本研究在基坑樣品采樣示意圖中采用三維立體圖形結合平面展開圖對樣品采集位置進行標識，此外，采用二次編碼對樣品進行編輯以優化采樣、實驗室檢測分析樣品信息對接效率[10]，目前業內相關報道及案例較少。該研究可以直觀地了解樣品的采集位置，結合二次編碼，能很快識別出樣品是否存在漏采、錯采，縮短采樣至檢測分析時間，緩解土地開發壓力。研究結果可為該場地的未來開發利用提供參考，同時可對同類型急需開發地塊提供修復技術及效果評估借鑒。

2 場地及修復工程概況

地塊土壤修復區域A區為0～1.8 m的鉛、汞復合污染土壤，其中鉛的最大濃度為460 mg/kg，汞的最大污染濃度為4.95 mg/kg，需修復面積為425 m2，修復土方總量為765 m3。修復范圍見圖1。場地內污染因子鉛、汞的修復目標值依次為4.92 mg/kg、300 mg/kg，嚴于現有第一類用地標準篩選值。對于修復過程中產生的污染建筑垃圾，采用高壓水進行沖洗處理。土壤修復過程中產生的污染廢水，集中抽排至污水處理站進行處理，污水處理工藝采用“混凝沉淀+砂過濾”工藝。污水處理合格后回用于建筑垃圾沖洗等。污水處理產生的污泥，定期收集并與污染土壤一起進行水泥窯協同處置。項目于2021年5月31日開始修復施工，2021年6月中旬完成A區土壤修復工作。

圖1 場地A區修復范圍

3 修復后的場地效果評估

3.1 評估對象及標準

修復后的場地效果評估對象為：清挖污染土壤后遺留的A基坑及潛在二次污染區域。評估標準為地塊污染土壤修復目標值，汞的評估標準值為4.92 mg/kg，鉛的評估標準值為300 mg/kg。

3.2 布點方案

3.2.1 基坑

根據《污染地塊風險管控與土壤修復效果評估技術導則》(HJ 25.5-2018)[11]進行布設，本項目采用三維立體圖形結合平面展開圖對樣品采集位置進行標識， A基坑側壁及底部單元劃分示意見圖2。采用二次編碼對樣品進行編輯，基坑清挖后現場樣品編號及實驗室樣品編號對應關系見表1。相較于普通的采樣平面示意圖[12，13]，采用三維立體圖形結合平面展開圖對基坑樣品采集位置進行標識，能夠更加直觀、準確地了解樣品信息。

圖2 A基坑側壁、底部及側壁展開布點示意

表1 基坑樣品編號與實驗室樣品編號對應關系

3.2.2 潛在二次污染區

依據HJ25.5-2018要求，對完工后臨時設施土壤采樣進行了布點。本項目A污染區涉及的潛在二次污染區域包括1個建筑垃圾堆場、洗車池及沉砂池、1個土壤預處理車間、污水處理系統區域、運輸道路。潛在二次污染區分布見圖3 。現場樣品編號及實驗室樣品編號對應關系見表2。

圖3 A污染區涉及的潛在二次污染區域采樣單元劃分示意

表2 潛在二次污染區域樣品編號與實驗室樣品編號對應關系

4 土壤檢測結果

4.1 基坑檢測結果

共采集A基坑側壁、坑底土壤樣品分別為10組、3組，測定鉛、汞。結果顯示， A基坑監測結果均低于驗收標準值，土壤樣品中重金屬鉛的濃度在31～130 mg/kg范圍內，汞的濃度在0.114～0.911 mg/kg范圍內， A基坑側壁及坑底監測結果見圖4。結果表明，經修復后，相較于修復前A區鉛的最大濃度460 mg/kg，汞的最大濃度4.95 mg/kg，污染物濃度顯著降低，側壁及坑底所有樣品檢測結果均達標，地塊相關區域范圍內的污染土壤已經全部完成清理。整個A區修復及檢測時長不超過2個月，相較于其修復技術[14]，水泥窯協同處置技術具有修復周期短、可實現資源化的特點，比較適合短期內需迫切進行開發利用的地塊。

圖4 A基坑側壁及坑底土壤鉛、汞檢測結果

4.2 二次污染區檢測結果

采集了土壤預處理車間、洗車池及沉砂池、污水處理設備、調節池+再利用水池、運輸道路等區域共16組土壤樣品，測定鉛、汞，潛在二次污染區域土壤樣品中重金屬鉛的濃度在34～67 mg/kg范圍內，汞的濃度在0.234～0.463 mg/kg范圍內，監測結果見圖5。監測結果可見，潛在二次污染區域土壤樣品中重金屬鉛、汞的檢測結果均小于修復目標值。修復過程未對土壤造成二次污染。

圖5 A區修復過程中涉及的潛在二次污染區域土壤鉛、汞檢測結果

5 結論

(1)采用HJ25.8-2018對整個修復過程進行了評估、現場采樣監測，采樣分析結果表明，經清理與修復后，13組土壤樣品中A基坑土壤效果評估監測污染物鉛、汞濃度值滿足驗收標準， 16組二次污染區土壤中鉛、汞濃度值滿足驗收標準。該場地土壤修復效果良好、修復達標，修復過程未對A區涉及的區域土壤造成二次污染。修復后地塊對人體健康和環境產生的風險可接受。

(2)采用三維立體圖形結合平面展開圖對基坑樣品采集位置進行標識，能夠更加直觀、準確地了解樣品信息。該標識方法具有參考意義。結合二次編碼對樣品進行編輯，可以優化采樣、實驗室檢測分析樣品信息對接效率。二次編碼在效果評估監測中值得推廣。