重金属污染土壤异位稳定化、固化工程设计

重金属污染土壤异位稳定化、固化工程设计浅析摘要：重金属污染土壤修复是近来我国环境研究和治理的热点， 本文在分析重金属污染场地形成原因及简要介绍土壤修复技术的基 础上，着重对利用挖掘及稳定化/固化技术进行土壤异位修复的工作 流程及注意事项进行了探讨。2005年4月至2013年12月，我国针对除港澳台外的陆地国土 进行了首次全国土壤污染状况调查，根据环保部、国土部2014年4 月17日发布的全国土壤污染状况调查公报， “全国土壤污染超 标率达16.1%”，土壤污染状况十分严重。近年来，由于重金属污染 场地直接或间接导致的中毒事件屡见不鲜，严重影响了居民的身心健 康及社会的平稳发展。我国首个“十二五”国家规划重金属污染综 合防治“十二五”规划在浓度控制的基础上首提总量控制目标，要 求“重点区域重点重金属污染物排放量比2007年减少15%，非重点 区域重点重金属污染物排放量不超过2007年水平”。此外，土壤污 染防治行动计划（“土壤十条”）及土壤环境质量标准等一系 列政策、标准的制订使得重金属污染土壤的治理形势更加严峻。1 前言重金属污染场地是指对潜在污染场地进行调查和风险评估后，确 认污染危害超过人体健康或生态环境可接受风险水平的场地。判定土 壤污染程度的主要依据是场地环境调查技术导则（町25.1-2014） 及污染场地风险评估技术导则（HJ 25.3-2014）。重金属污染场地形成的原因有许多，最常见的是以下三种：由 于管理不当及生产工艺的落后，工矿企业向大气中排放了大量吸附着 不同种类重金属的工业粉尘，粉尘因重力尘降或是在雨雪霜雾等的作 用下降到地面，造成土壤污染；含重金属工业废渣的堆积。由于历 史原因，早期的废渣堆场大都选址于低洼的坑塘，未采取任何防雨、 防渗、防尘等污染控制措施，废渣中所含的 Pb、Cd、As、Hg 等重金 属污染物在雨水的浸淋作用下逐渐溶出并随地表径流逐渐扩散，对周 边的土壤造成污染；含重金属工业废水的排放。废水流经陆地或水 域时，造成土壤或河流湖泊底泥的重金属污染。2 土壤修复技术重金属污染是一个从“污染源一暴露途径f受体”的过程，土壤 修复技术包括对污染源进行处理的修复技术和对暴露途径进行阻断 的工程技术方法。修复技术按处置地点的不同可分为原位修复技术和 异位修复技术。原位修复技术又可分为原位处理技术和原位控制技 术，异位修复技术可分为挖掘和异位处理处置技术。稳定化/固化技术作为异位处理处置技术的一种，具有治理时间 短，适用范围广的优势，该方法被美国EPA称为处理有害有毒废物的 最佳方法1。一般而言，当污染场地需要再利用，治理时间紧迫， 土壤污染严重时，常采用挖掘与稳定化/固化的组合异位修复方法。3 土壤挖掘及稳定化/固化3.1 准备工作 在对重金属污染场地进行挖掘前，需先进行以下准备工作：（1）场地清表。为便于施工机械进场，需对严重影响工程实施的建构筑物进行拆迁，对林地、荒地和农田等的植被进行清除。（2）定点放线。明确开挖地块的边界、需开挖的深度、标高以 及开挖后土壤的去向等。（3）修建施工道路。对没有道路抵达的开挖区域，需修建临时 道路，路面结构一般采用泥结碎石路面。（4）修建雨污分流设施。沿开挖地块四周修建截洪沟，用于挖 掘作业期间地块外围雨水导排，同时在开挖地块地势最低处设置集水 沟和集水池，收集地下涌水与开挖场地内汇流雨水。（5）准备应急材料。包括彩条布、膨润土垫等防渗应急材料， 遇到雨天时停止施工，并对开挖面进行覆盖，以减少废水产生量。3.2 土壤挖掘（1）挖掘原则。根据各污染地块的污染程度依次分类开挖、 运输。当开挖后的土壤用作路基时，需考虑分层开挖，根据城市 道路路基设计规范（CJJ 194-2013），“有机质土、液限大于50%， 塑性指数大于26的细粒土等，不得直接用于填筑路基”，应采取掺 灰等措施使其达到要求后方可使用。污染场地的表层土往往含有部分 有机质，不能直接作为路基填土，因此需要结合重金属污染土壤的深 度及耕植土的厚度，确定分层开挖的深度。（2）挖掘方式。以机械开挖为主，人工开挖为辅。宜采用至少 2种斗容规格的开挖机械，其中小斗容的用于场地狭窄、交通不便的 地块。对于部分高差较大、面积较小、不便于修建施工临时道路的区 域，考虑采用人工开挖。(3) 挖掘注意事项。对污染地块进行开挖时，宜采取四侧放 坡，开挖坡度根据土层情况确定，以保证施工操作安全。土壤开挖 安排在非雨季，避开大、暴雨、大风天气。开挖地块周围设置安全 防护栏/围挡、防尘网，并设安全警示牌，夜间悬挂红色警示灯。 施工人员上下基坑设有专用通道，通道设置符合安全性、牢固性、稳 定性要求。每次挖掘作业结束后对开挖面覆盖彩条布，并采用袋装 土压覆固定，防止土壤被雨水和风带入周边环境，造成二次污染。3.3 土壤运输及稳定化/固化3.3.1 土壤运输(1) 运输车辆的选择。异位修复需将土壤转移，因此需对开挖 的土壤进行运输。应根据所需运输的土方量、道路状况、运距及场地 条件选择运输车辆，合理配制小型车辆，用于场地狭窄、交通不便的 地块。(2) 二次污染防治。为了避免造成二次污染，应采用密闭式自 卸车辆，同时为了防止土壤挖掘机械、运输车辆进出受污染地块对周 边环境造成二次污染，需配置清洗设备对挖掘机械、运输车辆进行清 洗，并对清洗过程产生的废水进行收集、处理。3.3.2 土壤稳定化/固化(1)预处理。重金属污染土壤在进行稳定化/固化处理前，需进 行干化、除杂、破碎等预处理。干化。摊铺在水泥地上，以大大降 低土壤中的水分。除杂。由人工分拣出土壤中大尺寸的树根、石块 等杂质，由筛土机进一步去除大粒径的建筑垃圾、树根、碎石等杂质。由破碎机将土壤破碎至粒径小于 10mm。