我國自建國至今共有鉻鹽廠近60家，目前還有14家在生產(chǎn)，其中關(guān)停企業(yè)遺留場地構(gòu)成了我國鉻污染場地的主要來源;鉻鹽生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量鉻渣，產(chǎn)排污系數(shù)約3噸鉻渣/噸產(chǎn)品，過去環(huán)保意識薄弱，這些鉻渣大多以堆存方式處理，2006年的統(tǒng)計歷史遺留鉻渣約600萬噸，在國家專項資金的治理下，2012年底這些歷史遺留鉻渣已處置完畢，而鉻渣堆放場地則成為我國鉻污染場地的另一個來源;此外，我國還有數(shù)百家關(guān)停的電鍍廠、鞣革廠等涉鉻企業(yè)，這部分關(guān)停企業(yè)的遺留場地也是我國鉻污染場地的重要部分。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國鉻污染場地累計有上百處。
目前只有極個別場地正在或已經(jīng)完成治理，這些場地往往工程量很小，且基本沒有涉及治理難度大的地下水問題。為研究我國大型鉻污染場地的污染特性、開發(fā)相關(guān)的土壤及地下水治理技術(shù)，在國家發(fā)改委專項、國家重金屬專項、科技部863重點項目等課題的支持下，中國環(huán)境科學(xué)研究院固體所在西北某鉻鹽廠開展了污染調(diào)查、風(fēng)險評估、土壤地下水修復(fù)治理技術(shù)研究和工程示范等工作，本文將以該場地為例，簡述場地污染狀況調(diào)查、風(fēng)險評估與目標(biāo)值制定以及基于調(diào)查結(jié)果制定場地修復(fù)治理技術(shù)路線的思考。
一、場地污染狀況調(diào)查
該企業(yè)建于上世紀(jì)80年代，采用傳統(tǒng)的有鈣焙燒鉻鹽生產(chǎn)工藝。根據(jù)該工藝的特點，結(jié)合同類場地污染狀況調(diào)查的經(jīng)驗，采用現(xiàn)場踏勘和快速測試輔助手段等方法，初步確定重污染區(qū)域位于煅燒車間、浸出車間、紅礬車間和鉻渣堆放場等區(qū)域。在此基礎(chǔ)上，分階段分目標(biāo)進行了調(diào)查工作，最終確定該場地的污染狀況如下：
(1)該場地地層結(jié)構(gòu)簡單，表層1-3米以黃土狀土為主，全場均有分布，厚度不均勻，該層污染較嚴重，部分區(qū)域混有鉻渣，六價鉻含量上千mg/kg，浸出濃度達到數(shù)十mg/L。
(2)3米以下直至潛水面的包氣帶土壤也存在污染，潛水埋深約18米，該層以砂礫和圓礫為主，有不連續(xù)的粉土層，該層六價鉻含量100-300mg/kg。
(3)該場地區(qū)域地下水非常豐富，含水層為第四系松散巖類空隙潛水，潛水含水層厚度60-80m，地下水單井日涌水量高達1156.03m3。
(4)地下水已受到嚴重污染，污染深度將近10米，且已擴散至下游數(shù)公里外。
場地污染狀況調(diào)查工作主要包括：
(1)確定特征污染物類型、污染源位置、污染邊界和污染工程量;
(2)勘察場地的巖土特征，以及不同巖土特性下污染物的結(jié)合形態(tài)和遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，為修復(fù)技術(shù)的選擇提供參考和依據(jù);
(3)明確地下水是否存在污染，若有污染需要詳細勘察場地的水文特征;
(4)結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍庀筇卣骱臀⑸锶郝浞植继匦?，調(diào)查污染物在土壤中的吸附解析和化學(xué)與微生物變化過程、污染物遷移到地下水的途徑以及污染物在地下水中的遷移轉(zhuǎn)化方式，并構(gòu)建相應(yīng)的模型。
二、場地修復(fù)目標(biāo)值制定
該場地周邊分布見下圖，該場地今后將作為工業(yè)用地，主要有如下幾個暴露途徑：途徑1，土壤中的污染物經(jīng)降雨淋濾進入地下水，經(jīng)過擴散作用后進入下游居民飲用的地下水;途徑2，居民通過皮膚接觸受污染的泉水;途徑3，地下水匯入河流，居民飲用河流地表水;途徑4，該場地擬作為工業(yè)用地，企業(yè)工人吸入揚塵顆粒物。
通過風(fēng)險評估計算結(jié)合土壤治理去向，得出場地的修復(fù)目標(biāo)值為：
(1)表層3米以內(nèi)的土壤挖掘處理后送填埋場，參照《鉻渣污染治理環(huán)境保護技術(shù)規(guī)范》(HJ/T301-2007)中送一般工業(yè)固體廢物填埋場的要求執(zhí)行。處理后表層更換新土，切斷揚塵顆粒物的暴露途徑。
表1 污染土進入一般工業(yè)固體廢物填埋場的指標(biāo)限值
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序號 |
成份 |
浸出液限值（mg/L） |
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1 |
總鉻 |
9 |
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2 |
六價鉻 |
3 |
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3 |
鋇 |
50 |
(2)根據(jù)地下水的流場模擬和監(jiān)測數(shù)據(jù)，目前地下水首要暴露點幾個泉眼，因此泉水的目標(biāo)值按照《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB14848-93)執(zhí)行，要求泉水濃度為0.05mg/L。根據(jù)地下水的污染擴散模型模擬計算，提出深層土壤的修復(fù)目標(biāo)是六價鉻含量50mg/kg。廠區(qū)處地下水濃度為0.5mg/L。
三、表層土修復(fù)技術(shù)路線
表層3米以內(nèi)的土壤屬于重污染土壤，其浸出濃度超過了《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別》(GB5085.3-2007)中浸出毒性標(biāo)準(zhǔn)數(shù)倍，環(huán)境風(fēng)險很大，治理修復(fù)措施不當(dāng)易造成污染泄漏事件。部分區(qū)域的表層土壤屬于渣土混合物，需要按照危險廢物進行處置。表層土壤屬于黃土狀土，其六價鉻吸附能力較強，采用淋洗的方式難以達到修復(fù)目標(biāo)值，采用還原穩(wěn)定化的方式則鉻會殘留在土壤中，在今后長期的地球化學(xué)環(huán)境下存在再氧化的風(fēng)險。
基于這樣的考慮，根據(jù)不同粒徑和質(zhì)地土壤對六價鉻的不同吸附解析特性，提出了對表層重污染土壤采用“基于粒徑分布的土壤異位洗滌+還原穩(wěn)定化”工藝技術(shù)。
土壤洗滌過程中根據(jù)粒徑分布進行分離，大顆粒土壤以砂石為主，易洗滌去除六價鉻，治理達到50mg/kg的目標(biāo)值后可直接回填利用;細顆粒土壤以粘粒為主，難以洗滌去除，直接進行還原穩(wěn)定化處置，處置后按照《鉻渣污染治理環(huán)境保護技術(shù)規(guī)范》(HJ/T301-2007)要求送一般工業(yè)固體廢物填埋場進行填埋處置。此思路可同時達到污染土壤減量化和資源化的目的。
四、深層土和地下水修復(fù)技術(shù)路線
深層土壤污染深度最多達到18米，若采用異位挖掘處理的方式，污染泄漏的風(fēng)險可控，但挖方時需要考慮邊坡安全性問題，導(dǎo)致土方量增大、工程投資增加，最終確定采用原位治理的思路。
原位治理有兩種方式，一是采用高壓注入還原劑進行原位還原穩(wěn)定化治理;二是采用原位淋洗進入地下水，輔以地下水抽出-地表處理。
高壓注入技術(shù)有以下幾方面的風(fēng)險：(1)所注入的大量化學(xué)藥劑，主要以硫酸亞鐵、多硫化鈣等各種鹽為主，這些藥劑能夠達到還原六價鉻的目的，但也會引起土壤鹽堿化、板結(jié)，或引入二次污染等新的問題;(2)注入化學(xué)藥劑還會改變土壤滲透性，特別是易導(dǎo)致堵塞的問題，會影響后期注入藥劑的處理效果;(3)該技術(shù)將六價鉻還原成三價鉻固定在土壤中，今后可能會發(fā)生三價鉻的再氧化現(xiàn)象。
而原位淋洗技術(shù)的主要風(fēng)險則在于：(1)該技術(shù)將污染物淋溶到地下水中，地下水一旦控制不好，則易造成地下水污染事件;(2)原位淋洗的處理效果和處理時間能否達到要求。
根據(jù)場地治理過程的模擬研究、實驗室小試和現(xiàn)場中試的結(jié)果，最終推薦采用“前期原位淋洗+后期部分區(qū)域輔以高壓注入藥劑+結(jié)合地下水滲透反應(yīng)墻被動控制”的技術(shù)路線?？紤]如下：
(1)該場地深層土以砂礫和圓礫為主，其對六價鉻的吸附能力較弱，易采用原位淋洗的方式去除，同時土壤滲透性好，原位淋洗過程土水接觸交換頻繁，中試結(jié)果顯示原位淋洗治理1年時間就能達到目標(biāo)值。
(2)根據(jù)調(diào)查結(jié)果，包氣帶土壤中含有的六價鉻量約20噸，地下水中含有的六價鉻量約140噸，飽和帶土壤中的六價鉻量約70噸，因此，包氣帶土壤原位淋溶過程釋放到地下水中不會引起地下水濃度顯著增大。
(3)包氣帶土壤淋溶處理達標(biāo)需要1年時間，淋溶過程中進行地下水抽出-地表處理，每天抽水量為1000方，地下水濃度約100mg/L，則每天抽出的六價鉻為0.1噸，連續(xù)抽出1年時間則可去除36.5噸六價鉻，因此根據(jù)地下水流場分布、水力坡度、單井影響半徑等因素合理布置抽水井位置和抽水量，同時對污染區(qū)域進行分區(qū)域分時段土壤淋溶，可確保地下水六價鉻不會出現(xiàn)泄漏情況。
(4)作為污染應(yīng)急預(yù)案，可在污染源下游處構(gòu)建滲透反應(yīng)墻，作為防止污染泄漏的屏障。
(5)由于該場地存在一層缺失的粉土層，為保證該層達到治理效果，后期可在該層高壓注入少量還原劑。
目前在該場地建設(shè)了一套原位淋洗+地下水抽出-處理的示范工程，處理效果達到預(yù)期。
五、場地修復(fù)技術(shù)路線制定的思考
根據(jù)鉻污染場地的特征，在制定其修復(fù)技術(shù)路線時應(yīng)重視以下幾點：
(1)過去由于人們環(huán)保意識薄弱，利用鉻渣填坑、鋪路現(xiàn)象很多，導(dǎo)致許多鉻污染場地的土壤中很大一部分是混有鉻渣的渣土混合物，其污染特性和治理技術(shù)與單純的鉻污染土壤完全不同，調(diào)查過程需掌握清楚這部分渣土的位置和量;
(2)100多塊鉻污染場地分布在全國31個省市自治區(qū)，不同地區(qū)的巖土特性差別很大，調(diào)查過程中需要弄清楚不同土壤質(zhì)地中六價鉻的賦存形態(tài)、釋放特性和土壤特性的關(guān)系，為制定技術(shù)路線提供參考;
(3)鉻鹽是一個耗水行業(yè)，已關(guān)停的鉻鹽廠大部分位于大江大河附近，環(huán)境敏感度極高;同時，六價鉻具有毒性大、易水溶、遷移性強等特征，導(dǎo)致這些關(guān)停的鉻鹽廠往往存在嚴重的地下水污染問題。因此，鉻污染場地的修復(fù)治理不簡單是土壤的治理，地下水的污染控制和修復(fù)治理尤為重要，而地下水的污染治理技術(shù)難度更大;
(4)鉻鹽廠地下水污染調(diào)查是一項專業(yè)性和綜合性很強的工作。調(diào)查工作需要有化學(xué)化工、巖土和水文、環(huán)境工程等知識的專業(yè)背景，不僅需要調(diào)查清楚地下水的水文地質(zhì)和污染狀況，同時需要結(jié)合生產(chǎn)歷史和當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，進行污染擴散成因分析;
(5)六價鉻水溶性強，易通過淋洗等手段分離去除，從土壤治理后的長期安全性角度考慮，應(yīng)優(yōu)先考慮土壤中重金屬的分離去除技術(shù);
(6)修復(fù)技術(shù)路線制定需與當(dāng)?shù)乜衫玫脑O(shè)施、治理的工期和成本、周邊居民可接受程度等方面綜合考慮。
上一條
