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文档简介
长春市环卫医用废弃物处理有限公司
原址污染场地土壤修复方案吉林省旭隆环境技术有限公司二O一六年八月TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第一章总论 -0-\o"CurrentDocument"项目背景 -0 -\o"CurrentDocument"编制目的 -1 -编制依据 -1 -法规法规及政策 -1-\o"CurrentDocument"标准与规范 -3-\o"CurrentDocument"编制原则 -4 -工作范围 -5 -\o"CurrentDocument"场地风险评估 -5-\o"CurrentDocument"修复范围划定 -6-\o"CurrentDocument"修复技术筛选 -6-\o"CurrentDocument"修复方案设计 -6-\o"CurrentDocument"技术路线 -6 -\o"CurrentDocument"术语和定义 -7 -\o"CurrentDocument"第二章场地污染概况 -9-场地基本概况 -9 -原厂区地理位置 -9-\o"CurrentDocument"地形、地质 -9-水文特征 -10 -气候特征 -10 -\o"CurrentDocument"场地未来用地规划 -10 -\o"CurrentDocument"场地环境特征 -11 -场地污染特征 -11 -场地土壤污染特征 -11 -\o"CurrentDocument"厂区设备现状 -14 -\o"CurrentDocument"第三章项目修复目标及修复范围确定 -15 -\o"CurrentDocument"设备处理总体思路 -15 -\o"CurrentDocument"土壤修复总体思路 -15 -\o"CurrentDocument"项目修复目标确定 -16 -\o"CurrentDocument"土壤修复范围划定 -17 -\o"CurrentDocument"第四章土壤污染修复技术 -21-土壤中污染物概况 -21-污染物产生的来源 -21-\o"CurrentDocument"土壤重金属污染的特点 -21-\o"CurrentDocument"土壤重金属污染的危害 -23-\o"CurrentDocument"重金属在土壤中的形态 -23-\o"CurrentDocument"土壤污染修复技术分类 -23-\o"CurrentDocument"按暴露情景分类 -24-\o"CurrentDocument"按处置地点分类 -24-\o"CurrentDocument"按处理原理分类 -24-\o"CurrentDocument"土壤中重金属污染修复技术 -25-\o"CurrentDocument"土壤修复技术评估 -26-\o"CurrentDocument"第五章土壤修复技术筛选 -27-\o"CurrentDocument"基本原则 -27-\o"CurrentDocument"修复技术筛选基本原则 -27-\o"CurrentDocument"修复方案设计基本原则 -28-\o"CurrentDocument"主要工作内容和工作程序 -28-\o"CurrentDocument"初步筛选修复技术 -29-生物修复 -30 -\o"CurrentDocument"化学修复 -33 -物理修复 -35 -\o"CurrentDocument"优先推荐修复技术 -36-\o"CurrentDocument"转移填埋法 -37 -\o"CurrentDocument"土壤化学淋洗法 -38 -设计场地修复方案 -41-污染土壤修复方案 -41-\o"CurrentDocument"填埋场的选址、设计和封装方法 -43-\o"CurrentDocument"土壤修复技术可行性评估 -45-填埋法 -46-固化/稳定化 -47-第六章设备处理方案 -51-总体原则 -51 -总施工顺序 -51 -拆除前准备 -51 -设备拆除 -52 -设备切割及清理 -53 -第七章土壤修复方案设计 -54-土壤修复技术路线 -54 -土壤修复技术工艺参数 -54 -土壤清挖 -54-厂房内预处理 -55-土壤运输 -57-土壤修复土方量估算 -58 -第八章环境管理计划 -59-修复工程监理 -59 -二次污染防治 -60 -程验收内容及程序 -61 -验收内容 -61-验收时间节点 -61-验收程序 -62-验收评判方法 -62-劳动保护与个人防护 -64-劳动保护和个人防护 -64-急救 -64-第九章修复工程设计 -65-第十章修复费用标准及工程进度安排 -67-修复费用标准 -67 -工程进度安排 -67 -第H^一章结论 -68-可行性研究结论 -68 -问题和建议 -68 -第一章总论项目背景在长春市政府、长春市卫生局和长春市环保局的共同支持下,由长春市环卫医用废弃物处理有限责任公司投资建设的长春市医用废弃物无害化处理项目,并于2006年12月正式投产,使长春市成为全国不多的对医疗废物进行集中处置的几个城市之一。项目的医疗垃圾焚烧设施主要用于处理长春市医疗机构产生的医用废弃物,解决了长春市现有医疗垃圾焚烧设备技术落后的问题。该项目原址位于长春市宽城区兴隆山镇西村小梁家屯东 2km、兴华村腰黄家烧锅西南2km处。处于长东北核心区内,按长春市北湖科技开发区总体规划,原址分别属于工业用地、绿化用地、商业用地和城市道路用地,而且 800m范围内还有居民,因此,原厂址已不符合长春市及高新区整体规划要求,制约了长东北核心区经济发展。根据《市政专题会议纪要》的精神,2014年启动了迁建选址工作,迁建项目选址位于长春新技术产业开发区长春市北湖科技开发区长东北核心隆北村张家粉房屯,原厂址不再生产。由于长春市医用废弃物无害化处理项目生产经营时间长,企业迁出后所遗留的场地可能存在重金属、总石油及浅层地下水的污染情况,其中的污染物可通过地下水、空气等途径进入人体,威胁人体健康。为保障人体健康和维护场地正常生产建设活动,防止场地功能置换带来新的环境问题。根据国家环境保护总局 2004年6月发布的《关于切实做好企业搬迁过程中环境污染防治工作的通知》 (环办[2004]47号)、2008年发布的《关于加强土壤污染防治工作的意见》(环发[ 2008]48号)、国务院办公厅2013年1月印发的《近期土壤环境保护和综合治理工作安排》(国办发[2013]7号)、2014年3月发布的《国务院办公厅关于推进城区老工业区搬迁改造的指导意见》(国办发[2014]9号)及环境保护部2014年5月发布的《关于加强工业企业关停、搬迁及原址场地再开发利用过程中污染防治工作的通知》(环发[2014]66号)等文件要求,地方各级环保部门要积极配合国土、建设部门,对于拟开发利用的关停搬迁企业场地,未按有关规定开展场地环境调查及风险评估的、未明确治理修复责任主体的,禁止进行土地流转;污染场地未经治理修复的,禁止开工建设与治理修复无关的任何项目受长春市北湖科技开发区管委会委托,由吉林省旭隆环境科技有限公司对长春市医用废弃物无害化处理项目原址场地开展场地环境调查, 调查场地过去和现在的各类生产活动(特别是可能造成污染的活动)对场地土壤和地下水的潜在污染与影响,并分析和评估场地环境状况,依据场地调查评估结果、专家评审意见、场地未来规划用途,以及国家相关的法律法规和规定,进行该场地修复方案的编制工作。编制目的依据环境保护部发布的《场地环境调查技术导则》(HJ25.1-2014)、《场地环境监测技术导则》(HJ25.2-2014)、《污染场地风险评估技术导则》(HJ25.3-2014)和《污染场地土壤修复技术导则》(HJ25.4-2014)等规定,按照技术服务合同的要求,在第一阶段场地调查评估的基础上,进行了第二阶段的详细调查和监测,场地修复调查与方案设计工作中对场地土壤和地下水进行了详细调查, 评估场地作为工/商服用途下的风险水平,确定场地土壤及地下水污染程度,计算修复目标值,估算工业/商服用地情景下场地需要治理、修复的土壤范围和体积。止匕外,结合场地特征和未来土地规划,通过多方案比选,提出场地污染治理和修复方案。编制依据法规法规及政策(1)《中华人民共和国环境保护法》(2015年1月1日);(2)《中华人民共和国土地管理法》(2004年8月28日);(3)《中华人民共和国固体废物污染防治法》(2005年4月1日);(4)《中华人民共和国水污染防治法》(2008年6月1日);(5)《危险化学品安全管理条例》(国务院令[2003]344号);(6)《国家危险废物名录》(2008年);(7)国务院发布《国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定》(国发[2005]39号);(8)国务院办公厅转发环境保护部等部门《关于加强重金属污染防治工作的指导意见》(国办发[2009]61号);(9)国务院批复《重金属污染综合防治“十二五”规划》(2011年2月15日);(10)国务院发布《国家环境保护“十二五”规划》(国发〔 2011〕42号);(11)《近期土壤环境保护和综合治理工作安排》(国办发〔 2013〕7号);(12)环境保护部发布《关于加强土壤污染防治工作的意见》(环发[2008]48号);(13)《废弃危险化学品污染环境防治办法》(国家环保总局令 [2005]第27号);(14)《关于切实做好企业搬迁过程中环境污染防治工作中的通知》(环办[2004]47号);(15)《关于加强土壤污染防治工作的意见》(环发[2008]48号);(16)环保部《关于贯彻落实国务院办公厅关于印发近期土壤环境保护和综合治理工作安排的通知》(环发[2013]46号;(17)《关于加强工业企业关停、搬迁及原址场地再开发利用过程中污染防治工作的通知》(环发[2014]66号)(环境保护部2014年5月发布);(18)《关于保障工业企业场地再开发利用环境安全的通知》(环发〔 2012〕140号);(19)环境保护部发布《污染场地修复技术目录(第一批)》(公告2014年第75号);(20)环境保护部发布《中国土壤环境保护政策》(2013年6月25日);(21)国务院办公厅发布《关于推进城区老工业区搬迁改造的指导意见》 (国办发〔2014〕9号);(22)环境保护部发布《工业企业场地环境调查评估及修复工作指南 (试行)》(公告2014年第78号);(23)2014年4月10日,国土资源部发布《地质环境监测管理办法》;(24)《拟开放场址土壤中剩余放射性可接受水平规定(暂行)》(HJ53-2000);(25)《城市用地分类与规划建设用地标准》(GB50137-2011)(26)《全国老工业基地调整改造规划(2013—2022年)》;(27)《重金属污染综合防治“十二五”规划》;(28)《土壤环境保护和污染治理行动计划》;(29)《吉林省环境保护条例》(2001年)。1.3.2标准与规范(1)《场地环境调查技术导则》(HJ25.1-2014);(2)《场地环境监测技术导则》(HJ25.2-2014);(3)《污染场地风险评估技术导则》(HJ25.3-2014);(4)《污染场地土壤修复技术导则》(HJ25.4-2014);(5)《一般工业固体废物贮存、处置场 污染控制标准》(GB18599-2001);(6)《危险废物收集贮存运输技术规范》(HJ2025-2012);⑺《固体废物鉴别导则》(试行);(8)《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008);(9)《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法》(HJ/T300-2007);(10)《污水综合排放标准》(GB8978-1996);(11)《地下水质量标准》(GB/T14848-93);(12)《污染场地术语》(HJ682-2014);(13)《场地土壤环境风险评价筛选值》(DB11/T811-2011);(14)《危险废物鉴别标准》(GB5085-1/2/3-1996);(15)《岩土工程勘察规范》(B50021);(16)《土的分类标准》(GBJ145;(17)《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999);(18)《供水水文地质勘察规范》(GB50027-2001);(19)《工程测量规范》(GB50026-2007);(20)《水位观测标准》(GBJ138-90);(21)《城市地下水动态观测规程》(CJJ/T76-1998);(22)《供水水文地质钻探与凿井操作规程》(CJJ13-87);(23)《土壤环境监测技术规范》(HJT166-2004);(24)《地下水环境监测技术规范》(HJT164-2004);(25)《环境检测分析方案标准制订技术导则》(HJ/T168-2004)。编制原则长春市医用废弃物无害化处理项目原址场地调查评估结果表明,该场地土壤存在重金属铭污染物超标现象,但超标污染物对人体不存在不可接受风险。基于该场地环境污染现状及场地未来规划,根据国家相关法律法规,为有效开展该场地的修复和污染物处理处置工作,减少场地修复和污染物处理处置过程中可能带来的新的环境问题,确保人体健康和环境安全,本报告的编写遵循以下原则:(1)安全性原则在污染场地修复和污染物处理处置过程中:①应确保场地中的污染物得到安全有效的处理和处置,并达到国家的相关标准;②在场地清运和污染物处理处置过程中,应对场地相关固态、液态和气态的污染物采取有效措施,防止污染物扩散,避免对环境的二次污染;③确保场地修复过程各个环节现场工作人员的人身安全和设备安全。(2)时效性原则在污染场地修复和污染物处理处置过程中,应依法选定尽可能缩短场地修复时间的技术方案和措施。(3)实用性原则污染场地修复和污染物处理处置方案的确定,应依法选定花销费用最少低、时间最短的措施或方案。(4)经济性原则在满足技术、环境要求的前提下,应选定花销费用最少的修复措施或方案。止匕外,在修复技术方案选择和确定上,还应遵循以下原则,以满足现有技术、设备、环境的要求:场地修复目标是保障人的健康,使场地土壤中污染物的环境风险降低到可以接受的水平。在技术上,修复技术的选择是通过最简化的途径或方法达到修复目标,而不单纯追求技术的先进性。在经济上,修复技术方案兼顾考虑修复费用方面的实际承受能力和今后的经济发展,使其不仅在目前,而且从较长远来看,修复技术方案都是合适的。在可行性上,修复技术方案从我国和长春市目前的现状水平出发,充分考虑我国现有场地修复队伍的能力和现有固体废物处置设施。在可操作性上,修复方案应该在目前的政策、政府管理体制、经济机制、技术水平等方面是可以操作运行的。在修复技术方案选择上,应根据场地不同介质、不同污染物种类、不同深度等实际情况,分别选择和处置。工作范围场地风险评估场地风险评估的目的是通过进一步采样分析确定场地环境污染的具体分布范围和污染程度,分析其对未来用地的环境风险,并划定场地治理修复范围。具体工作包括:(1)场地风险评估:根据每个采样点样品中关注污染物的检测数据,计算污染物的致癌风险和危害商。单一污染物的致癌风险值超过 10-5或危害商超过1的区域,其风险为不可接受的污染区域。(2)确定修复目标值:按单一污染物可接受致癌风险(致癌污染物)为 10—6,危害商(非致癌污染物)为1,计算得到基于致癌效应和基于非致癌效应的土壤修复目标值,选择两者中的较小值作为污染场地的修复目标计算值。同时,结合土壤中污染物的背景值和国家有关标准中规定的限值,合理提出场地污染物的最终修复目标值。详细风险评估见吉林省厚德环境检测咨询有限公司的《长春市医用废弃物无害化处理项目原址场地环境调查与风险评估报告》修复范围划定将风险不可接受和土壤污染物检测值高于场地修复目标值的点位区域划定为修复目标区域,确定修复区域的边界及污染土层深度,并分析和评估需要治理修复的土壤面积和土方量。修复技术筛选(1)初步筛选修复技术:与场地利益相关方进行沟通,确认对土壤修复的要求,利用专业化的场地修复技术筛选模型,从技术成熟度、适用条件、修复效果、时间和成本要求等方面,初步筛选出适用于本场地目标污染物的修复技术作为备选技术。(2)推荐优先选择的修复技术:结合污染场地特征条件和土壤特性,分析相同或类似修复技术的应用案例,对备选修复技术的可行性进行评估,择优推荐适用于本场地的修复技术。修复方案设计制定土壤修复技术路线,设计土壤修复技术工艺流程,估算污染场地土壤修复过程涉及的资源需求、技术要求、工程量、修复时间和成本等,提出适用于本场地的修复技术方案。技术路线项目主要技术环节包括:(1)根据场地调查评估结果,对厂区进行详细调查,委托监测机构采集土壤及地下水样品,并对样品进行实验室分析检测。(2)根据场地特征参数,对场地进一步开展风险评估和风险分析,制定场地修复目标值,划定需要进行治理修复的范围。(3)从技术、经济和时间需求等方面对修复方案进行比选,推荐优先选用的修复方案。具体技术流程见图1-1
工作球节工作程序凰正青方案场地第一阶段调查评估落果国冢或地方法视要求确定场地详细调查方案布点采样和实验室分析风险sttsur划
定修复范围筛选并推荐修复技术工作球节工作程序凰正青方案场地第一阶段调查评估落果国冢或地方法视要求确定场地详细调查方案布点采样和实验室分析风险sttsur划
定修复范围筛选并推荐修复技术设计修复工艺及端程提出场地修复方案编制场地详细调查和修直方案设计根告口 口 口图1-1场地详细调查及修复方案设计技术路线术语和定义卜列术语和定义适用于本报告:修复目标值:是指修复活动欲达到的,对人体健康不再产生危害或不再具有环境风险的污染场地的修复终点。本报告中的土壤修复目标值是指由场地风险评价确定,并由专家认可、地方环保局批复的适用于本场地土壤修复的目标值。本场地土壤主要污染物铭的修复目标值为 610mg/kg,污染物总石油修复目标为5000mg/kg。土壤填埋修复技术:是指将污染土壤现场挖掘运送到指定地点进行填埋修复处理的一种土壤修复技术。土壤固化/稳定化技术:将有害废物固定或者密封在惰性固体基质中,以降低污染物流动性的一种处理方法。第二章场地污染概况场地基本概况原厂区地理位置本项目原址位于长春市宽城区兴隆山镇西村小梁子家屯东 2kmi兴华村腰黄家烧锅南2km处,具体位置见图2-1o处于长东北核心区内,按长春市北湖科技开发区总体规划,原址分别属于工业用地、绿化用地、商业用地和城市道路用地,而且800m范围内还有居民,因此,原厂址已不符合长春市及高新区整体规划要求,制约了长东北核心区经济发展。根据《市政专题会议纪要》的精神, 2014年启动了迁建选址工作,迁建项目选址位于长春市北湖科技开发区长东北核心隆北村张家粉房屯,原厂址不再生产。图2-1原厂地理位置图地形、地质厂区位于平原地区,地质构成简单,层次普遍相同,厂区为 6层地质结构,依次为人工土层、砂质粘土层、粘土层,粗沙层、圆砾层、红色沙质粘土层。各层地质强度如下:砂质枯土层:1.2kg/cm2;粘土层:2kg/cm2;粗沙层:4.5kg/cm2;圆砾层:5kg/cm2;红色沙质粘土层:3kg/cm2。水文特征区内地表水系不发育,仅有一沟渠,位于厂区的北侧,枯水期无水。厂区地下水情况如下:枯土层为上部滞水,沙与圆砾层为含水层,静止水位深度1.32—4.1m,静止水位标高208.40—203.64m。粗沙层含水对各种水泥有侵蚀性,但因上部有粘土层隔水,故一般对基础无大影响。地下水流向总体由东南向西北,与表水流向一致。含水层由粗沙及因砾层组成,因层薄岩性密,故水量不丰富。水中游离子含量对非抗硫酸盐水泥有侵蚀性。地震裂度 7级。气候特征本项目地处于松辽平原中部,属温带湿润一一半干旱季风气候。因纬度较高,又经常被冬季风控制,常有蒙古高原和西伯利亚的寒流侵入,造成冬季长而寒冷;年平均气温零下3度至零下7度,绝对最高气温39.5度,绝对最低气温零下45.2度。由于受蒙古高要带的影响,各种气流活动频繁,春秋两季天气多变,风大降雨少,年平均降水量为644mm0全年主导风为西南风,风日达220天以上,平均风速为6.8m/s,绝对风速为28.1m/s。全年无霜期为147天,冻土深度为1.8m—2m问。年平均湿度一般为60%左右,称之雨季的八月也很少超20%。场地未来用地规划根据长春市规划局文件,该地为商业用地B1、工业用地M1、公共绿地G2和城市道路S1。其中商业用地1.39888hm2、工业用地0.0210hm2、公共绿地1.1114hm2、和防护绿地0.0202hm2、城市道路0.5254hnL见规划示意图2-2。
Mi:0.02l0haHl;L39aBMGl:l.LLMha(32M0202haSl:d.5254hAMi:0.02l0haHl;L39aBMGl:l.LLMha(32M0202haSl:d.5254hA图2-2厂区及周边规划示意图场地环境特征长春市城区内有两条河流水系,一是伊通河,另一条是新开河。伊通河属于松花江水系、饮马河支流。伊通河位于开发区西部边缘,从南向北流过,横穿市区。长春市境内伊通河集水面积为5412.8km2,占全市总面积的26.58%。河床宽15~30nl枯水期平均河宽15ml坡度0.24%,多年平均径流量为4.0X108m3。按农安水文站1980-1991年水文资料,年平均流量12.19n3/s,枯水期平均流量4.55n3/s;平水期平均流量为9.15m3/s,丰水期平均流量为43.0m3/s。长春境内地表水资源总量为12.90亿m3,占境内水资源总量的47.9%。其中,饮马河为4.92亿m3,占境内水资源总量的38.1%;境内第二松花江干流为2.87亿m3,占22.2%;拉林河为3.15亿m3,占24.5%;伊通河为1.96亿m3,占15.2%。场地污染特征场地土壤污染特征按照《场地环境调查技术导则》(HJ25.1-2014)要求,长春市医用废弃物无害化处理项目原址委托长春市厚德环境检测有限公司进行了现状调查。第一阶段采集并检测土壤样品288个,采样深度均为0.3-0.5m,属于表层回填土;而在采集地下水样品打井时,采集了288个较深土壤样品(深度0.6-0.8米),其性状与表层土差异较大,属于本土层样品。厂区内采集地下水样品 9个,厂区外采集地下水样品2个。第二阶段采集并检测土壤样品360个,上层土样采样深度0.3-0.5米,下层土样采样深度1.0-2.5米。表2-1土壤监测项目一览表序号监测项目备注1PH2神3镉4铭5总铜6汞7肠道致病菌8二恶英9类大肠菌10结核杆菌11石¥代表2-2地下水监测项目一览表序号监测项目备注1pH2COD3BOD4NH-N5总余氯6氟化物7二恶英8氯化物9氯化物10氟化物11汞12础13隔19Cr15铅通过第一阶段和第二阶段场地土壤和地下水样品统计筛选,确定场地超标污染物,具体结果如下:土壤污染物超标情况:根据委托方提供,该地块土地利用类型为商业用地,按照工业类非敏感用地类型,将土壤及地下水重金属的检测值与筛选值或标准值进行比对,筛选出超过标准值或筛选值的污染物,并统计超标污染物的超标点位、最大超标倍数与超标率。通过对污染物实测浓度与相应筛选值的比较分析,初步明确了场地土壤和地下水中污染物的超标情况,主要结果如下:(1)场地土壤检出铭超标,按照《展览会用地土壤环境质量评价标准(暂行)》中土壤环境质量评价标准B级限值,第一阶段铭最大超标倍数为1.017,超标率18.75%。第二阶段正常,由于采样的困难,本次采样土壤层主要为表土层,均为回填土,经分析,铭超标的程度在分布上规律性不强,超标倍数最大的点位位于场地西北角,从整体上看,厂区西北角铭超标较为严重,且超标主要是表层土,表层土均为回填土;每个点位取土壤上下两层,一层距离地面 30厘米,二层距离地面60厘米。(2)按照《土壤环境质量标准》中的工业用地,场地土壤检出总石油超标,最大超标倍数10.416倍,超标率13.6%,集中在厂区东部地下油库和污水处理问;2.0m深的土层中,场地内22个采样点中出现3个点位超标,超标率为13.6%。从超标的污染物可以看出场地土壤主要存在重金属污染的单一污染类型。综上所述,铭在表层土壤中(小于等于0.5m)部分超标,在其它土层中(大于0.5m小于2.5m)场地局部区域存在超标,总石油在表层土壤中(0.5m-3m)部分超标。总体上主要超标物为铭重金属污染物和总石油。铭超标区域主要集中于厂区西北角,总石油超标区域主要集中于厂区东侧。厂区设备现状长春市医用废弃物无害化处理项目原址东厂区现有焚烧处理系统一套,型煤采暖炉一个,污水处理系统(地下管线)一套,地下油库一个。该焚烧处理系统为回转窑焚烧炉设备,具设备主要有:自动投料装置、一次燃烧室、回转窑、二次燃烧室、二次燃烧机、换热器、半干式喷淋塔、活性碳吸收器、布袋除尘器、烟囱。经现场勘查布袋除尘器飞灰非常多,其他设备也存在大量飞灰。由于炉子为白钢以及铸铁,切割将采用等离子切割机。在厂区东侧绿化带的地下油库中有一个废弃油罐,大约储蓄油量 10吨。该油罐长4米、宽2米、深4米(详细见图3-1),可能残留少量废油水。污水处理系统(地下管线)位于厂区东侧,焚烧设备至污水处理车间之间,具体长度未知,管线中可能存在污泥等污染物。型煤采暖炉中不存在危险废物,不需要特殊清理,现已拆除。场地风险评估详细风险评估见吉林省厚德环境检测咨询有限公司的《长春市医用废弃物无害化处理项目原址场地环境调查与风险评估报告》。土层深度在0.4m以上的土壤,致癌风险值均大于10-6,对人体健康造成的风险均为不可接受,土壤类型均为回填土;而在1.5m-2.0m土层的土壤中,危害程度呈现不同状态,部分为不可接受,风险值超过可接受水平的主要集中在污水处理问第三章项目修复目标及修复范围确定设备处理总体思路由于考虑到本区域整体规划,不影响本区域规划现计划将焚烧设备、废弃油罐、地下污水管网等设施密闭拆除、包装、外运至本公司厂房,然后在密闭的厂房内对设备进行切割、分解,解体拆除尽量保持设备的完整性,对设备统一编号,统一堆放,将拆除后的材料上的垃圾和耐火料清理干净。由于设备为不锈钢与铸铁等,切割得时候需要等离子切割机等,将清理后得设备交国资委,将经清理后的飞灰和固体废物一同固化,由于吉林省固体废物处理中心一期已满,二期还开始,现将固化后的固体废物放在本公司厂房暂存2个月,本公司厂房位于德惠市米沙子工业园区,厂房密闭,地面整体利用水泥防止其下渗,能满足固化后固体废物暂存的要求,不会下渗,不会造成二次污染。若2个月后吉林省固体废物处理中心仍不可以进行填埋将送往沈阳市工业固体废物处置中心。由于工段拆除的结构、设备量大,为便于施工及管理将拆除工作按装置分为两个拆除区域:一区域:回转窑燃烧炉装置管道、结构、设备拆除二区域:换热吸收除尘装置管道、结构、设备拆除拆除总体顺序为: 自上而下,先高后低、先管道后设备。土壤修复总体思路长春市医用废弃物无害化处理项目原址土壤修复总体思路见图 4-1。确定场地土壤修复目标值划定场地土壤修复范围编制场地土壤修复方案
修复工程监理实施场地土壤修复工程修复工程验收监测修复工程监理实施场地土壤修复工程修复工程验收监测环境监测场地后期管理图3-1场地修复总体思路项目修复目标确定通过对长春市医用废弃物无害化处理项目原址土地及设备综合处理项目场地详细采样调查和风险评估,土壤中的铭、总石油对人体存在不可接受风险,建议在污染区域开展污染土壤修复。基于场地的土壤、气候、水文地质参数和土地规划用途(工业 /商服用地),初步计算了铭以及总石油修复目标值(表4-1)。同时,综合考虑了本次场地评估使用的筛选值以及污染物的检测限等因素,最终确定了长春市医用废弃物无害化处理项目原址土地及设备综合处理项目场地土壤铭的修复目标值。以下模型参考《污染场地风险评估技术导则》(HJ25.3-2014)附录E土壤和地下水风险控制值的推荐模型。基于致癌效应的土壤风险控制值(1)基于经口摄入土壤途径致癌风险的土壤限值,采用公式( 4-1)计算:RSLoisACROISERRSLoisACROISERcaSFo(4-1)RSIois—基于经口摄入致癌风险的土壤限值, mg・kg-1;ACR■可接受致癌风险,无量纲;取值为10-60(2)基于皮肤接触土壤途径致癌风险的土壤限值,采用公式( 4-2)计算:RSLDCSACRDCSEKSFRSLDCSACRDCSEKSFd (4-2)RSLdcl基于皮肤接触致癌风险的土壤限值,mg・kg-。(3)基于吸入土壤颗粒物途径致癌风险的土壤限值,采用公式( 4-3)计算:RSLpisACRRSLpisACRPISERcaSFi(4-3)RSLis—基于吸入土壤颗粒物致癌风险的土壤限值, mg-kg-1基于上述三种土壤暴露途径综合致癌效应的土壤风险值为RCVSn=RSL+RSLc+RSbs。表3-1土壤中关注污染物修复目标值(单位: mg/kg)序号污染物检出限基于模型计算的修复目标值工业/商服用地1铭6102总石油5000上表参照《展览会用地土壤环境质量评价标准(暂行)》土壤修复范围划定长春市医用废弃物无害化处理项目原址土地及设备综合处理项目场地待修复污染土壤位于厂区西北角动物处理问(F地块)以及厂区东侧污泥处理问,其他区域仅为填埋垃圾等,在土层深度为0.5m布设的38个监测点,铭监测值部分大于土壤修复的目标值400mg/kg,总石油监测值部分大于土壤修复的目标值 5000mg/kg;土层深度为2.0-3.0m布设的38个监测点中,铭监测值部分大于土壤修复的目标值400mg/kg,总石油监测值部分大于土壤修复的目标值 5000mg/kg;厂区西侧受污染土壤(F地块)修复面积为760mi,修复土方量为304mi,厂区西侧污染土壤由原厂区公司进行清理,本公司仅负责厂区东侧设备清理和污泥处理间的总石油超标的土壤的清理,西厂区详细情况如下及图A壤的清理,西厂区详细情况如下及图A块:15X10X0.3=45m3C块:8X20X0.2=3m3E块:14X20X0.3=84m3G块:22X34X0.3=224.4m34-1所示:B 块:15X10X0.4=60m3D 块:75义14X0.3=315m3F块:38X20X0.4=304m3H 块:37X31X4=4588miJ块:60X31X0.3=558^厂区东侧受废油污染的土壤,从废弃油罐到污泥池,约长90米,宽2米,深3
米,共540m3。具体体积由处理时视情况而定,本公司仅负责厂区东侧设备清理和污泥处理间的总石油超标的土壤的清理。八13BF块D块14AJ块ED31E块VtSC联* VAft10.— 工H块37\Lfw 事10B块 JF>G块f图3-1厂区西侧受污染土壤具体情况图3-2厂区东侧受污染土壤具体情况(1)(1)隐蔽性和滞后性图3-3厂区整体情况说明第四章土壤污染修复技术土壤中污染物概况污染物产生的来源土壤总石油是由于地下油库中油罐泄漏所致。土壤重金属污染是指由于人类活动, 土壤中的微量有害元素在土壤中的含量超过背景值,过量沉积而引起的含量过高,统称为土壤重金属污染。重金属污染的主要来源为冶炼行业、电镀行业及大型企业中的电镀工艺,污染土壤的重金属主要包括汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、铭(Cr)和类金属种(As)等生物毒性显著的元素,以及有一定毒性的锌(Zn)、铜(Cu)、锲(Ni)等元素。对搬迁工业企业生产场所、周围环境土壤重金属污染的来源可从企业的生产过程和排污过程两个角度来考虑,主要有以下个方面:①生产原料和中间产品储存使用不当;②生产过程中的环境污染物质的流失;③大气污染物的排放随颗粒物沉降于地表;④污水地下管道的泄露;⑤工业固体废物的不合理堆存及排放。长春市医用废弃物土壤超标原因主要是医疗废弃物焚烧过程中形成的 ,医疗废弃垃圾在不完全燃烧的情况存在一定污染,燃烧后的飞灰也存在一定的危险性。土壤重金属污染的特点土壤环境的多介质、多界面、多组分以及非均一性和复杂多变的特点,决定了土壤环境污染具有区别于大气环境和水环境污染的不同特点。水的污染或污染的河流、湖泊,经常用肉眼可以轻易的识别出,水泥工厂冒出滚滚浓烟造成的环境大气达到一定水平,可通过感官发现,废物污染问题更直观。然而,土壤环境污染通常是通过土壤样品分析实验室和作物残留监控情况,甚至通过出来的健康状态的人类或动物食品、蔬菜和水果作物以及喂养从污染产生的后果往往需要相当长的时间。换句话说,土壤环境污染造成污染通常发生在很长一段时问。(2)累积性和地域性污染物在大气、水体,一般更容易在土壤环境中,并经常随着气流和水流进行长距离迁移。土壤环境中的污染物,并不像在大气和水体中那样容易扩散和稀释,所以容易积累在土壤环境中,而且很容易达到很高的浓度,就使土壤环境污染具有很强的地域性特征。(3)不可逆转性如大气和水体受到污染,切断污染源之后,通过稀释作用和自净作用也有可能使污染问题不断逆转,但是积累在污染土壤环境中的难降解污染物则很难靠稀释作用和自净作用来消除。重金属污染物对土壤环境的污染基本上是一个不可逆转的过程,主要表现在 2个方面,一是进入土壤环境中,很难通过自然过程得以从土壤环境中消失或稀释;二是对生物体的危害和对土壤生态系统结构与功能的影响不容易恢复。(4)治理难而周期长土壤环境污染事件,仅仅依靠消减污染源总是很难自动复位的,必须使用各种有效的治理成本来解决现实问题。然而,治理从现在的观点来看,仍然有问题的更高成本和更长的治理时间。因此,需要更大的投资去探索、研究一种更先进、有效、经济的修复被污染土壤的治理技术。土壤重金属污染的危害土壤重金属对人体的危害主要通过人体直接接触、儿童摄取或风起扬尘被人体直接吸入。一般情况下,个体除误服重金属及其化合物外,很少在短期内接触大量的重金属污染物,因此很少有急性中毒。(1)铭(Chromium),化学符号Cr,单质为钢灰色金属。元素名来自于希腊文,原意为“颜色”,因为铭的化合物都有颜色。1797年法国化学家沃克兰(L.N.Vauquelin)在西伯利亚红铅矿(铭铅矿)中发现一种新矿物,次年用碳还原得到。铭在地壳中的含量为0.01%,居第17位。自然界不存在游离状态的铭,主要存在于铭铅矿中[1]。在元素周期表中属VIB族,铭的原子序数24,原子量51.9961,体心立方晶体,常见化合价为+2、+3和+6。氧化数为6,5,4,3,2,1,-1,-2,-4[2],是硬度最大的金属。重金属在土壤中的形态土壤中重金属形态的划分有两层含义,其一是土壤中化合物或矿物的类型,其二是操作定义上的重金属形态。土壤中重金属存在的形态不同,其活性、生物毒性及迁移特征不同,其生态效应和植物效应也不同。重金属能在一定的幅度内发生氧化还原反应,具有可变价态,因重金属的价态不同,其活性和毒性也不同;在不同的土壤环境条件下,包括土壤类型、土地利用方式、阳离子交换量、土壤 pH、Eh值、土壤胶体的种类与含量等因素的差异,都可以引起土壤中重金属元素存在形态的转化,从而影响到重金属对植物的危害程度。4.2土壤污染修复技术分类对土壤污染的修复技术(或称污染场地的修复技术)进行分类,不仅有利于修复技术的识别与比较,而且有利于修复经验与修复技术的认知,也有利于在相似的污染场地上迅速开展修复活动。其分类方法有多种,通常情况按暴露情景、处置地点和处理原理进行分类。按暴露情景分类可以按“污染源一暴露途径一受体”对修复技术分类。对污染源进行处理的技术:生物修复、植物修复、生物通风、自然降解、生物堆、化学氧化、土壤淋洗、电动分离、气提技术、热处理、挖掘等。对暴露途径进行阻断的方法:稳定/固化、帽封、垂直/水平阻控系统等。降低受体风险的制度控制方法:增加室内通风强度、引入清洁空气、减少室内外扬尘、减少人体与粉尘的接触、对裸土进行覆盖、减少人体与土壤的接触、改变土地或建筑物的使用类型、设立物障、减少污染食品的摄入、工作人员及其他受体转移等。按处置地点分类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,常用的原位处理技术包括物理、化学、生物方法、稳定固化和淋洗等。异位修复技术可分为挖掘和异位处理处置技术。按处理原理分类按处理原理分:化学法、物理法、生物法和综合法。表4-1污染土壤的修复技术方法分类手段技术要点化学法化学林洗法水力压头推动淋洗剂注入被污染土壤中,再将已溶解和迁移的污染体抽出来,进行分离和污水处理。包括原位和异位。固定/稳定化加入固定/稳定剂,改变污染土壤中的理化性质, 将污染物转为难溶、低毒物质。分为原位和异位。溶剂浸提利用溶剂将有害化学物质从土壤中提出来或去除,一般采用异位处置。原位化学氧化向土壤注入化学氧化剂,发生氧化反应,使污染物降解或转化为更稳定、迁移性更弱的无毒或低毒化合物。原位化学还原利用还原剂将土壤或地下水中的污染物还原为难溶态的物质,降低其迁移性和可利用性。土壤性能改良通过改良剂降低重金属、有机污染物的水溶性、迁移性
方法分类手段技术要点和生物有效性,从而降低他们进入植物体、微生物体和水体的能力,减轻危害。物理法换土法把污染土壤提走,换入干净的土壤,并妥善处理换出的土壤,以防止二次污染。包括换土、去表土、客土、翻土等。物理分离利用土壤介质和污染物粒径、密度、磁性等物理性质差异,将颗粒物从胶体中分离出来, 减少污染土壤的体积,去除颗粒污染物。固化加入一些固化剂(水泥、沥青等)与污染土壤混合,待混合物变硬变干,转化为结构完整且稳定的固态体,从而将污染物封装在其中。玻璃化土壤加热,污染物热解或蒸发去除,溶化后冷却后形成惰性玻璃体。电动插入电极、施加低压直流形成电场,污染物向电极区富集,进行回收处理。电热用蒸汽、无线电波、高频电压和红外辐射等对土壤加热,污染物解吸出来,收集后处理。蒸汽汽提清洁空气注入污染土壤,负压驱使空气解吸有机污染物,收集后处理,包括原位和异位。冰冻土壤无害冷冻剂溶液输入管道使水分冻结,形成地下冻土层以容纳土壤或地下水中重金属、有机污染物和放射性污染物,防止迁移扩散。高温处理焚烧法(高温920~1200C)和等离子体高温(1500~1600C)回收金属和有机气体。生物法微生物通过土著微生物或外源微生物提供最佳营养条件,保持其代谢活动功能,分解污染物。植物利用植物对土壤中污染物吸收、富集、转移和降解来修复土壤。包括植物提取、植物稳定、植物挥发、植物降解等。土壤中重金属污染修复技术表4-2污染土壤重金属的修复方法方法适用范围优点缺点隔离包埋小范围、剧毒、难降解污染物操作简单、价格低廉临时性控制固化稳定广泛操作简单、价格低廉、固化剂易得固化剂的长期稳定性较差化学修复广泛降低重金属对植物的毒性易形成二次污染电动修复广泛操作方便耗时长,受土壤温度
方法适用范围优点缺点等条件限制淋洗技术P异位修复污水净化后可循环使用价格昂贵、效率低下]客土翻土广泛操作简单费用■高、工程量大热冶分离污染严重土壤操作复杂费用■高、工程量大植物修复r广泛操作简单效率低微生物修复广泛操作简单、费用低特异性强土壤修复技术评估4-3土壤修复评级技术参数表分类方法年成熟性适合的目标污染物适合的土壤类型治理成本污染物去除率修复时间污染源植物修复中试规模a~f无关低成本<752年以上生物通风]规模应用]b~dD~I低成本>901~12个月生物堆规模应用a~dC~I低成本>751~12个月化学氧化规模应用a~f不详中等成本>501~12个月化学氧化还原规模应用a~f不详中等成本>501~12个月热处理规模应用a~f除了cA~I中等成本>901~12个月土壤淋洗(原位)规模应用a~fF~I中等成本50~901~12个月土壤淋洗(异位)规模应用b~fF~I中等成本到高成本>901~6个月电动中试规模e~f不详高成本>50-汽提技术规模应用a~bF~I低成本75~906个月~2年挖掘「规模应用1a~fA~I低成本>951~3个月暴露途径帽封规模应用c~fA~I低成本75~906个月~2年稳定/固化1规模应用1c,e~fA~I中等成本>906~12个月垂直/水平阻控技术规模应用c~fA~I中等成本-2年以上受体改变土地利用方式规模应用a~fA~I低成本--移走受体规模应用a~fA~I低成本--1、污染物类型:a-挥发性,b-半挥发性,c-重碳水化合物,d-杀虫剂,e-无机物,f-重金属;2、土壤类型:A-细粘土,B-中粒粘土,C-淤滞粘土,D-粘滞肥土,E-瘀滞肥土,F-淤泥,G-砂质粘土,H-砂质肥土,I-砂土;第五章土壤修复技术筛选5.1基本原则长春市医用废弃物无害化处理项目原址土地及设备综合处理项目场地土壤修复方案主要遵从国家环境保护部发布的《污染场地土壤修复技术导则》( HJ25.4-2014)、《污染场地修复技术应用指南》(征求意见稿)(环办函[2014]564号)等相关规定。根据场地调查结果,针对场地重点关注污染物,结合土地使用规划,并综合考虑场地地层特征、污染物迁移规律、时间、成本等情况,针对长春市医用废弃物无害化处理项目原址土地及设备综合处理项目场地土壤提出修复方案。在修复技术筛选和方案设计过程中主要遵循以下基本原则。5.1.1修复技术筛选基本原则(1)场地修复的首要目标是保障人体健康,同时兼顾环境保护,使得场地土壤中污染物的环境风险降低到可以接受的水平。(2)在技术上,场地修复技术的选择目标是通过最简化的途径或方法达到修复目标,而不单纯追求技术的先进性。对于高风险污染物应采取工程治理措施,可采取制度管理措施作为工程控制技术的辅助手段,减少污染物的暴露。(3)在经济上,场地修复技术筛选需兼顾当前经济状况及未来的经济发展趋势,筛选在目前及长远均适用的修复技术。(4)在可行性上,修复技术筛选从我国和宽长春市目前的现状水平出发,充分考虑国内现有场地修复队伍的能力和长春市现有固体废物处置设施。(5)在可操作性上,建议的修复技术在目前的政策、政府管理体制、经济机制、技术水平等方面可以操作运行。(6)考虑场地污染物分布特征,将具有不同类型污染物和不同风险的土壤进行分区分类,筛选适用的修复技术。5.1.2修复方案设计基本原则(1)科学性原则:采用科学的方法,综合考虑污染场地修复目标、土壤修复技术的处理效果、修复时间、修复成本、修复工程的环境影响等因素,设计修复方案。(2)可行性原则:方案构建、技术选择、工程实施、现场维护、后期监测、评估和验收等均应符合国家相关法律、法规的要求,严格按照技术导则的规定和要求设计修复技术方案。设计的污染场地土壤修复方案要合理可行,具有可操作性。在前期工作基础上,针对污染场地的污染性质、程度、范围以及对人体健康或生态环境造成的危害,合理选择土壤修复技术,因地制宜设计修复方案,使修复目标可达,修复工程切实可行。(3)安全性原则:设计污染场地土壤修复方案要确保污染场地修复工程实施安全,防止对施工人员、周边人群健康以及生态环境产生危害和二次污染。主要工作内容和工作程序污染场地修复技术筛选及方案设计主要工作内容包括:修复技术初步筛选、优先修复技术推荐和修复方案设计。工作程序如图 3-1所示。(1)修复技术初步筛选:在分析前期污染场地环境调查和风险评估资料的基础上,根据场地污染物种类和介质不同,利用修复技术筛选矩阵,从修复技术的适用性、成熟性、实用性、可操作性、政府和居民的可接受性、投资预算、成本和修复时间等多方面初步筛选出可用于本场地的污染土壤修复技术。(2)优先修复技术推荐:针对场地重点关注污染物,结合土地使用规划,并综合考虑场地地质与水文地质条件、修复目标、污染物迁移规律、时间、成本等情况,优先推荐适用于本场地的修复技术。根据备选修复技术的原理及方法,分析备选技术在相同或类似污染场地的应用实例,从修复效果、时间需求和成本效益等方面对相关修复技术进行比较和选择,优先推荐经济、实用、可行的修复技术。(3)修复方案设计:根据优先推荐的修复技术提出修复技术路线和工艺流程;由场地修复面积和土方量估算修复工程量,并根据修复工程量估算修复时间及费用;分析修复工程实施对环境的影响,提出防范二次污染和环境应急措施。确认场地污染介质确定场地污染物类型确认场地污染介质确定场地污染物类型初步筛选修复技术修复技术筛选要素评估初步筛选修复技术初步筛选修复技术修复技术筛选要素评估初步筛选修复技术优先推荐修复技术是否适用于
目标场地地
质环境优先推荐修复技术是否适用于
目标场地地
质环境设计修复方案设计修复工艺流程估算修复工程量估算修复时间及费用设计修复方案设计修复工艺流程估算修复工程量估算修复时间及费用图5-1场地修复方案设计工作程序初步筛选修复技术土壤受污染后,蓄积在土壤中的有害物质能迁移到水、空气和植物中,最终进入人体。土壤污染一旦形成,就会造成长远的影响,而且难以消除。因此,我们应以“预防为主”,积极做好土壤的保护工作。化学污染物的种类及存在介质对于修复技术的初步筛选至关重要。根据场地调查结果,长春市医用废弃物无害化处理项目原址土地及设备综合处理项目场地主要污染物质为重金属,存在介质包括场地浅层土壤。其中,土壤污染物主要为铭(土壤中铭存在人体健康风险)。生物修复生物修复是指利用生物的某些习性来适应、抑制和改良重金属污染。其中包括植物修复技术和微生物修复技术。植物修复技术是一种利用自然生长或遗传培育植物修复重金属污染土壤的技术。根据其作用过程和机理,重金属污染土壤的植物修复技术可分为植物提取、植物挥发和植物稳定三种类型。而微生物能够改变金属存在的氧化还原状态,从而降低土壤中重金属的毒性;许多微生物与重金属具有很强的亲合性,能富集多种重金属。如藻类对铜、铀、铅、镉等都有吸收富集作用。一、植物修复:是利用绿色植物来转移、容纳或转化污染土壤使其对环境无害。植物修复的对象是重金属、有机物或放射性元素污染的土壤。研究表明,通过植物的吸收、挥发、降解、稳定等作用,可以净化土壤中的污染物,达到净化环境的目的,因而植物修复是一种很有潜力、正在发展的清除环境污染的绿色技术,具有成本低、不破坏土壤和河流生态环境、不引起二次污染等特点。.植物修复的类型植物修复的作用方式主要分为6种类型,植物净化主要是通过叶片吸收及根系的滤除作用来清洁污染空气和水体;植物降解是利用植物根系分泌物和特有酶系的转化和降解作用去除土壤中的有机污染物;根际圈生物降解是利用根际圈内菌根真菌、细菌等微生物的新陈代谢活动来转化和降解有机污染物; 植物提取、植物挥发、植物固定主要是利用植物的吸收积累、挥发及根系分泌物的螯合沉淀作用来去除和固定重金属。其中利用超富集植物的提取作用去除土壤中超量重金属被认为是最有前途的植物修复技术。L植物净化L植物净化净化空气净化水体植物陈解一L植物去除作用L植物去除作用根际晒生物降解广义一植物修复植物固定植物搔取广义一植物修复植物固定植物搔取植物挥发.植物修复的优势和局限性①植物修复的优势植物修复技术与传统的物理、化学技术相比具有技术和经济上的双重优势,主要体现在以下几个方面:1)实用范围广,在清除土壤中重金属污染物的同时,可消除污染土壤周围的大气、水体中的污染物;2)污染物在原地去除,可通过传统农业措施种植植物,使成本大大降低,而且可从产生的富含金属的植物残体中回收贵重金属,取得直接的经济效益;3)植物本身对环境的净化和美化作用,更易被社会所接受;4)植物修复过程也是土壤有机质含量和土壤肥力增加的过程,被修复过的土壤适合多种农作物的生长。②植物修复局限性重金属污染土壤的植物修复的主要问题是如何提高植物修复效率和速率。尽管植物修复在重金属污染土壤修复中具有极大的优势,但其本身也有局限性,主要表现在以下几个方面:1)因为植物的富集容量是有限的,植物修复只能治理一定污染程度的土壤;2)植物根系一般分布在土壤表层,对于深层土壤污染的修复能力较差3)用于植物修复的植物在气候不适合的地方,生长将受到抑制;4)植物修复最大的局限性是植物的生长周期较长而导致修复周期长,难以满足快速修复污染土壤的需求。二、动物修复:土壤中的某些低等动物(如蚯蚓、鼠类等)具有能吸收重金属的特性,人们将其利用,在一定程度上降低了污染土壤中重金属比例.达到了通过动物修复而治理重金属污染土壤的目的。在Pb污染的土壤中投放蚯蚓,待其富集重金属后,采用电激、清水等方法驱出蚯蚓集中处理,对于 Pb污染的土壤也有一定的治理效果。三、微生物修复:微生物对土壤中重金属活性的影响主要体现在生物吸附和生物转化两个方面。在土壤环境中,微生物能够利用有效的营养和能源,在土壤滤沥过程中通过分泌有机酸络合并溶解重金属。微生物对重金属的溶解主要是通过各种代谢活动直接或间接地进行的。土壤微生物的代谢作用能产生多种低分子量的有机酸,如甲酸、乙酸、丁酸等。基于生物化学原则,微生物可对重金属进行生物转化和氧化还原,土壤中的一些重金属元素可以多种价态存在,它们呈高价离子化合物存在时溶解度通常较小,不易迁徙,而以低价离子形态存在时溶解度大,易迁徙。1)对重金属的生物吸附:细胞表面载有负电荷,且存在氨基、竣基、醛基、硫酸根等多种官能团,可通过静电吸附和络合作用固定重金属离子。分为微生物吸着和微生物累积两个不同的生物化学阶段。2)对重金属的生物转化作用:主要包括氧化还原,甲基化与去甲基化,溶解作用以及有机物络合配位降解转化重金属等。汞、神、镉等金属或类金属离子都能够在微生物的作用下发生甲基化反应。还能够将高价金属离子还原成低价态,将有机态金属还原成单质,有些金属在这个过程中毒性消失。还能够将一些重金属元素氧化,像A3+、Fe2+、Cd等,通过氧化作用降低重金属活性。四、优缺点:(1)优点①生物修复可现场进行,减少了运输费用和人类直接接触污染物的机会;②生物修复经常以原位方式进行,对污染位点的干扰或被换达到最小,可在难以处理的地方(如建筑物下、公路下进行)在生物修复时场地可以照常用于生产;③生物修复可永久性的消除污染物和长期的隐患,无二次污染;④生物修复可与其它技术结合使用,处理复合污染;⑤降解过程迅速,费用低,只是传统物理、化学修复的 30~50%(2)局限性。生物修复技术虽然取得长足的发展,但由于受到生物特性的限制,生物修复技术还存在许多局限性。①不是所有的污染物都适用生物修复,污染物的难生物降解、不溶性以及污染物的土壤腐殖质或泥土结合在一起常使生物修复难以进行;②生物修复要求对地点状况进行工程前期的考察,往往费时、费钱;③有些化学品的生物降解产物的毒性和移动性比母体化合物还大;④可处理性研究和评价的费用要高于常规技术的费用,一些低渗透性土壤往往不适合生物修复。⑤微生物活性受温度和其它环境条件的;⑥执行时的监测指标除化学监测项目以外,还需要微生物监测项目;⑦特定的微生物只降解特定的化合物类型,化合物的形态一旦变化难以被还原有的微生物酶系降解。⑧有些情况下,生物修复不能将污染物全部去除,因为当污染物的浓度太低不足以维持一定数目的降解菌时,残余的污染物就会留在土壤中。化学修复化学修复是指通过向土壤施改良剂、抑制剂,改变pH值、Eh和电导率等理化性质,使土壤重金属发生氧化、还原、沉淀、吸附、抑制等作用,以降低重金属的生物有效性。有机质法是指有机质中的腐殖酸能络合重金属离子生成难溶的络合物,而减轻土壤重金属的污染;吸附法是指重金属离子能被膨润土、沸石、粘土矿物等吸附固定,从而降低土壤重金属的污染。根据土壤缓冲性原理,施用改良剂可降低土壤重金属污染物的水溶性、扩散性和生物有效性,减轻重金属对生态环境的危害。沉淀法是利用一些物质与重金属形成沉淀,来降低土壤溶液中重金属离子的溶解度,从而有效地降低植物体的重金属浓度。利用离子间拮抗作用来降低植物对重金属的吸收。在酸性土壤上施用石灰,利用Ca2璃子与Pb的拮抗作用,减少作物对Pb的吸收。(1)添加土壤改良剂:施用改良剂、抑制剂等能有效地降低重金属的水溶性、扩散性和生物有效性,从而降低它们进入植物体、微生物体和水体的能力,减轻它们对生态环境的危害。常用的改良剂有石灰性物质,磷酸盐,粘土矿物,有机质等。一些石灰性物质,如石灰、硅酸钙、硅酸镁钙和碳酸钙等,能与金属结合形成溶解度很小的化合物,如氢氧化物、碳酸盐或其它化合物沉淀,从而降低土壤中重金属活性,使其脱离食物链,达到修复目的。由于磷酸盐化合物易与重金属形成磷酸盐沉淀,因此可采用添加磷酸盐化合物的方法来降低土壤中重金属的有效性。常用的磷酸盐化合物包括磷酸盐、磷灰石、人工合成的羟磷灰石等。一些粘土物质如沸石,是碱金属或碱土金属的水化铝硅酸盐晶体,含有大量的三维结构、很强的离子交换能力及独特的分子结构,从而通过离子交换吸附和专性吸附降低土壤中重金属的有效性。 另外,铁、钮氧化物、铁屑、以及一些含铁钻的工业废渣,能吸附重金属,减小其毒性。其作用原理是这些物质与重金属离子间能产生强烈的物理化学、化学吸附作用,使重金属失去活性,减轻土壤污染对植物和生态环境的危害。(2)固化/稳定化方法:加入土壤固化剂来改变土壤的理化性质 ,并通过重金属的吸附或沉淀作用来降低其生物有效性。污染土壤中的毒害重金属被固定后 ,不仅可减少向土壤深层和地下水迁移,而且有可能重建植被。固化方法的关键在于成功地选择一种经济而有效的固化剂。固化剂的种类很多,常用的主要有卜特蓝水泥、硅酸盐、高炉渣、石灰、磷灰石、窑灰、飘尘、沥青、沸石、磷肥、海绿石、含铁氧化物材料、堆肥和钢渣等。固化技术的处理效果与固化剂的组成、比例、土壤重金属总浓度以及土壤中一些干扰固化的物质的存在有关。研究表明 ,在低石灰水平下,土壤中有机质的主要官能团羟基和竣基与 OHE应促其带负电,土壤可变电荷增加,土壤有机结合态的重金属比较多;另外,Cd2+与碳酸根离子结合生成难溶的CdCO且随着pH值的增高CdCg量增加,在pH值大于515时,粘土矿物和氧化物与重金属生成络合、螯合物,性质稳定,表明石灰是一种良好的改良剂。固化方法能在原位固化重金属,从而大大降低成本。但固化方法并不是一个永久的措施,因为它不仅需要大量的固化剂,还容易破坏土壤,使土壤不能恢复其原始状态,一般不适宜于进一步的利用;因此,只适用于污染严重但面积较小的污染土壤修复。(3)淋洗法:化学淋洗技术是指借助于淋洗剂,通过水力压头推动清洗液,将其注入到被污染土层中,然后再将含重金属的液体从土层中抽提出来,进行分离和污水处理的技术,其原理是通过清洗液中淋洗剂与土壤中的金属反应,增加金属在土壤溶液中的溶解度,促进其在土壤中迁移。清洗液通常是水,可以循环再生。淋洗剂种类较多,如无机盐、有机酸、碱性试剂、鳌合剂等。淋洗法/淋洗-提取法,简便、成本低、处理量大、见效快,适用于大面积、重度污染的治理,尤其是轻质土和砂质土,该方法在去除重金属的同时,也使土壤营养元素流失、土壤结构破坏,导致土壤肥力下降,而且会污染水体,造成二次污染,并且受土壤性质、污染物种类和存在形态、淋洗剂种类性质等因素影响土壤淋洗效果物理修复重金属污染也可以通过物理方法来修复,主要有物理工程措施、电动力学法、淋洗法、电热修复、玻璃化技术和冰冻土壤技术。(1)物理工程措施:物理工程措施主要包括排土、换土、去表土、客土和深耕翻土等措施。排土、换土、去表土、客土被认为是一种好方法,但是工程量大,并有污土的处理问题。客土和污土混合措施是一种比较常见的方法,利用一定量的无污客土与污土成比例混合,从而降低土壤中重金属的含量,减少客土需求量。深耕翻土即采用深耕,翻动上下土层,使得表土壤中的重金属含量降低。深耕翻土用于轻度污染的土壤,而客土和换土则是用于重污染区的常见方法。目前,一些发达国家在土壤污染严重地区试行固化技术和挖土深埋包装技术。(2)电动修复:电动修复是在电场作用下,通过电迁移、电渗透或电泳的方式将土壤中的污染物带到电极两端,经工程化的收集系统收集起来进行集中处理。目前该技术可有效地去除土壤中的重金属,并已进入商业化阶段。(3)电热修复:电热修复是利用高频电压产生电磁波 ,产生热能,对土壤进行加热,使污染物从土壤颗粒内解吸出来,加快一些易挥发性重金属从土壤中分离,从而达到修复的目的。该技术可以修复被Hg和Se等重金属污染的土壤。另外可以把重金属污染区土壤置于高温高压下,形成玻璃态物质,从而达到从根本上消除土壤重金属污染的目的。(4)玻璃化技术:玻璃化技术是将重金属污染的土壤置于高温条件下,形成玻璃态结构,使重金属固定于其中,稳定了土壤中的重金属。该技术可从根本上消除土壤中的重金属的污染且去除速率快,但其技术工程量大、费用高,常用于重金属重污染区的抢救性修复。优先推荐修复技术结合长春市医用废弃物无害化处理项目原址土地及设备综合处理项目场地所在区域的水文条件、土层结构及场地未来用途等场地特征,优先推荐适用于本场地土壤修复技术。厂区地质构成简单,层次普遍相同,厂区为6层地质结构,依次为人工土层、砂质粘土层、粘土层,粗沙层、圆砾层、红色沙质粘土层。化学污染物的种类和浓度、在场地中的分布状况及存在介质对于修复技术的预筛选至关重要。根据场地调查结果,长春市医用废弃物无害化处理项目原址土地及设备综合处理项目场地表层回填土壤中污染物质为铭等含量较高。由于该场地位于长春市城市规划地段,属于急待开发场地,根据该场地的实际情况需要推荐的修复技术必须符合技术有效、经济合理及修复周期短等条件。结合场地环境特征,拟提出以下几种修复技术。.4.1转移填埋法.技术要点填埋法是将污染土壤进行转移掩埋覆盖,采用防渗、封顶等配套设施防止污染物扩散的处理方法。土壤填埋覆盖可以控制污染物的源头,减少污染土壤的表层曝露,防止雨水淋滤而产生沥滤液污染,同时也能有效地防止人体皮肤接触及直接摄入。土壤填埋覆盖层的设计需根据场地情况确定,可选取简单的一层植生土壤系统或复杂的多土壤和合成土工膜系统。污染土壤的上方需布设阻隔层和排水层,以避免地表降水入渗造成污染物进一步扩散。转移填埋法可以有效控制土壤污染物对人体健康和生态受体的风险,该方法将污染物进行了转移,本质上并不能达到清除污染物的目的,也不能降低有害物质的毒性、移动性和体积,但可以阻止污染物在土壤中的扩散。该方法适用于局部性、事故性污染土壤的治理,其治理费用通常低于其它修复技术。.实际应用应用案例1:意大利某采矿废渣处置区土壤填埋意大利西北部某采矿废渣处置区面积为4.8万m2,场地主要污染物为石棉,污染介质为土壤。根据场地调查结果,选择使用填埋技术对场地土壤进行修复。覆盖层下部为20cm的砾石和河砂,以利于雨水排放,上面再覆盖30cm的适合种植植被的清洁土壤层。预计修复总费用为30万欧元。应用案例2:北京焦化厂土壤填埋场地主要污染物为多环芳烧,污染介质为土壤。场地在进行房地产开发前利用填埋技术对该场地2047m(总^计2746.45t)土壤进行了填埋,处理后的场地达到了商业开发用地标准。应用案例3:北京原化工三厂土壤焚烧和填埋场地拟作为住宅用地,部分区域的土壤污染严重,主要污染物为四丁基锡、邻苯二甲酸二辛酯、滴滴涕和重金属铅、铭等。为消除污染土壤对环境、人体健康潜在的危害,该场地在进行房地产开发时必须先清理场地内的污染土壤,经环保部门监测认可后才能开发。由于工期限制,该项目需短时间内完成土壤污染的修复工作。考虑当时土壤修复技术现状,项目只能采用异位修复技术,需将污染土壤挖掘并运至特定地区进行污染物的清除。对于高浓度的有机物污染土壤进行焚烧处理,对轻度污染土壤进行无害化处理后组合填埋。应用案例4:中国石油兰州石化厂土壤阻隔填埋场地位于甘肃省兰州市西固区某石化行业厂区,土壤主要污染物为苯及硝基苯,污染土壤面积约4080ml,需处理的土方量约8万m3。为消除石油化工行业环境风险隐患,该场地采用阻隔填埋技术对污染土壤进行处理。经检测,土壤修复后其中苯及硝基苯的浓度均达到《展览会用地土壤环境质量评价标准(暂行)》(HJ350-2007)中的A级指标。5.4.2土壤化学淋洗法.淋洗法技术要点土壤淋洗技术是使用淋洗剂来清洗土壤,使土壤中污染物随淋洗液流出,然后对淋洗液及土壤进行后续处理,从而达到修复污染土壤的目的。化学淋洗法分为原位土壤淋洗、异位土壤淋洗。异位土壤淋洗是将土壤挖掘出来,用水或其它化学溶液进行清洗使污染物从土壤中分离出来,主要通过以下几个步骤实现:①污染土壤的挖掘;②污染土壤的淋洗修复处理;③污染物的固液分离;④残余物质的
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