【某机械厂污染地块修复方案设计25000字（论文）】

某机械厂污染地块修复方案设计目录TOC\o"1-2"\h\u5547上海黄浦区某机械厂污染地块修复方案设计 128101第一章总论 2134921.1项目背景 2284561.2编制依据 2233541.3编制原则 3105351.4编制内容 47073第二章场地概况与污染风险评估 5141772.1场地概述 5130042.2场地环境特征 671622.3场地污染物调查 7142912.4场地污染物风险评估 7248432.5场地污染特征 139800第三章修复模式 14118633.1修复目标 14326523.2修复模式筛选 15157963.3修复范围与修复量 1625621第四章修复技术 17112234.1修复技术简述 17193424.2修复技术筛选 19205784.3修复药剂筛选 20315364.4修复技术可行性评估 2324409第五章修复技术方案 2650755.1修复技术总路线 26264895.2修复工艺 2775485.3修复工艺参数 2971675.4工程主体方案 29257255.5修复进度 313550第六章环境管理 33236426.1环境监理 33223946.2二次污染分析及防控 3579526.3环境监测 3659816.4修复工程验收及效果评价 3849866.5应急预案 4014728第七章成本效益分析 41235197.1修复费用 41195287.2效益分析 42301937.3案例介绍 4217594第八章结论与建议 44327088.1修复方案编制结论 44308178.2建议 44第一章总论1.1项目背景黄浦区SB地块，位于XX路OO号，占地1.43公顷。本项目地块原为上海SB机械厂（原名上海电影机械厂）。根据1996年黄浦区排污申报登记表，该厂产品有工程图纸复印机、X洗片机、海鸥红灯机，原辅材料包括静电美术粉等。该厂共有2个排污口，分别位于南面大门口和西面大门口，均表现为有规律间断排放，主要为金加工废水和含油废水，两排污口全年共排放废水11.675万立方米，其中含COD、BOD、SS、油以及氨氮共5类污染物，年排放总量分别为31.68吨、8.28吨、25.56吨、1.44吨和1.08吨，没有工业废气的排放、固体废物的产生和辐射源的使用。该地块后续规划为养老院用地。2017年12月，SB机械厂开始拆迁。目前，该区块内仍有残留构筑物数栋，其中包括：原厂区销售楼，现供一汽修店使用；原厂区中部的仓库，现剩下北部半栋，用于金属废弃物堆放；原厂区东部仓库与职工宿舍，现为派出所临时办公点。上海市有关部门开展人体健康风险评估的结果表明，污染地块中的土壤污染物中重金属铜、铅、铬（六价）的含量过高，均超过人体所能接受的最大水平，长期接触会引发人体健康问题，甚至诱发重大疾病。根据规划用地的需要将对受污染地块进行土壤修复，使后续工作的得以顺利开展。1.2编制依据1.2.1法律法规及政策《中华人民共和国环境保护法》（2015）；《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》（2020）；《国务院关于印发土壤污染防治行动计划的通知》（国发[2016]31号）；《中华人民共和国土壤污染防治法》（2018）；《上海市经营性用地和工业用地全生命周期管理土壤环境保护管理办法》（沪环保防[2016]226号）；《上海市环境保护条例》（2018）；1.2.2标准与规范《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB36600-2018）；《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）；《建设用地土壤污染风险评估技术导则》（HJ25.3-2019）；《污染场地土壤修复技术导则》（HJ25.4-2014）；《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》（GB36600-2018）；《污染地块风险管控与土壤修复效果评估技术导则（试行）》（HJ25.5-2018）;《污染地块地下水修复和风险管控技术导则》（HJ25.6-2019）；《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法》（HJ/T300-2007）；《污染地块风险管控技术指南—阻隔技术（试行）（征求意见稿）》；《污染地块修复技术指南—固化/稳定化技术（试行）（征求意见稿）》；《铬污染地块风险管控技术指南（试行）（征求意见稿）》；《地下水质量标准》（GB/T14848-2017）；《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）；《地表水和污水检测技术规范》（HJ/T91-2002）；《危险废物鉴别技术规范》（HJ/T298-2019）；《土工合成材料-聚乙烯土工膜》（GB/T17643-2011）；上海市《场地环境监测技术规范》；上海市《污染场地修复方案编制规范》；上海市《污染场地风险评估技术规范》；上海市《污染场地修复工程环境监理技术规范（试行）》；上海市《大气污染物综合排放标准》（DB31/933-2015）；上海市《污染场地修复工程验收技术规范（试行）》；上海市《污水综合排放标准》（DB31/199-2018）；《大气污染物无组织排放监测技术导则》（HJ/T55-2000）《环境空气质量标准》（GB3095-2012）；《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）；《建筑施工场界环境噪声排放标准》（GB12523-2011）；《建设施工厂界噪声测量方法》（GB12524-2011）；《一般工业固体废物贮存和填埋污染控制标准》（GB18599-2020）；《危险废物贮存污染控制标准》（GB18597-2001）；1.3编制原则1.3.1科学性原则要采用科学的方法进行修复。在制定修复方案之前应充分考虑污染场地的修复目标是否合理、时间是否合适、工艺是否可行、成本是否符合经济性原则、对环境影响是否可控等因素，并且要严格按照国家、地方和行业标准，遵守相关法律法规。1.3.2可行性原则修复方案要从项目具体污染地块的气候条件，污染物的性质，横向和纵向比较受污染对人体健康和生态环境造成的危害出发，选择合理可行的修复技术。修复方案要符合现实条件、可操作性强、易于工程的实施，才能达到修复目标，使修复工程切实可行。1.3.3安全性原则制定的污染场地土壤修复方案要包括保障污染场地修复工程实施安全的相关内容，要制定配套的安全保护制度，以免对现场施工人群和周边生活人群的健康以及生态环境产生危害，避免产生二次污染。根据场地污染的情况和施工期间可能造成的危害制订对施工人员和周边人群的切实可行的防护方案。1.4编制内容1.4.1选择修复模式充分完成前期污染场地环境调查和分析风险评估资料，综合考量污染场地具体情况，包括地形特征、目标污染物、修复范围、修复时间长短和附近居民暴露特征等等，从而选择污染场地修复最佳模式。修复模式要兼备经济合理性、目标可达性和操作时效性。1.4.2筛选修复技术综合考虑污染场地的具体情况，依照拟定的修复模式，筛选最佳的土壤修复工艺。充分分析各类修复技术的优缺点后进行实验室小试及中试，或对已有修复案例进行分析。1.4.3制定修复技术方案根据已选修复模式和修复技术，制定修复技术路线，确定工艺参数，估算污染场地土壤修复的工程量，拟出初步修复方案。综合考虑技术指标、修复工程费用以及二次污染防治措施等的问题，结合场地情况和进度要求，使修复方案经济、实用、可行。1.4.4制定环境管理计划该部分包括四个方面，分别是提出污染防治和人员安全保护措施、制定地块环境监测计划、制定地块修复验收计划、制定环境应急安全预案。为确保最终交付项目的完整，专业的环境监理团队需要从项目方案编制到竣工交付进行全程监理，在施工期间对二次污染进行严格监管，做好验收环节以及环境评价。第二章场地概况与污染风险评估2.1场地概述2.1.1地理位置上海市黄浦区，地处黄浦江和苏州河合流处的西南端。北起苏州河，东、南濒临黄浦江，对岸为浦东新区。黄浦区全区面积达20.52km2，其中陆地面积为18.71km2，水域面积为1.81km2。中心坐标为北纬121°28'，东经31°13'48"。本项目地块位于上海市XX路OO号，行政区划属于黄浦区，占地1.43公顷。本项目地块原为上海SB机械厂（原名上海电影机械厂）。距离该污染地块边界外约500米范围内的敏感目标有居民住宅、学校、公园和医院。图2-1修复地块地理位置2.1.2基本信息本项目地块原为上海SB机械厂（原名上海电影机械厂）。根据1996年黄浦区排污申报登记表，该厂产品有工程图纸复印机、X洗片机、海鸥红灯机，原辅材料包括静电美术粉等。该厂共有2个排污口，分别位于南面大门口和西面大门口，均表现为有规律间断排放，主要为金加工废水和含油废水，两排污口全年共排放废水11.675万立方米，其中含有的5类污染物分别为COD、BOD、SS、油和氨氮，年排放总量分别为31.68吨、8.28吨、25.56吨、1.44吨和1.08吨；厂区无工业废气排放、固体废物产生和辐射源使用情况。2017年12月，SB机械厂开始拆迁。目前，该区块内仍有残留构筑物数栋，其中包括：原厂区销售楼，现供一汽修店使用；原厂区中部的仓库，现剩下北部半栋，用于金属废弃物堆放；原厂区东部仓库与职工宿舍，现为派出所临时办公点。2.2场地环境特征2.2.1地形地貌上海市地处长江三角洲东南入海口处，全境共6340.5km2。陆地整体地势走向呈由东向西低微倾斜，除西南部有少数山丘外，其余陆地地势平坦，起伏很小，地表平整系数接近1，境内地面标高(吴淞高程)大多在3.5~4.5m，平均海拔为2.19米。本项目污染地块位于上海市黄浦区，区域内平均海拔为4米，地形平缓。2.2.2水文地质、气候长江河口地区地下水流系统是长江三角洲地下水流系统的一个部分。在区域地下水流的推动下，水动力呈自西或西南向东或东北方向流动的宏观格局。浅部地下水流系统包括了微承压含水层底板以上含水层、滞水层，厚度在10~45m之间，水质更新相对较为迅速。中部地下水流系统厚度约80～120m，地下水动力单元包括越流和区域地下水流，造成了化学类型明显的自西向东平面分布特征。深部地下水流系统厚度约150～220m，以淡水为主，咸水体呈团块状分布。由于区域地下水流动十分缓慢，再加上封闭的地质环境，地下水基本处于迟滞状态，不易更新。上海市濒江临海，属于亚热带季风气候，呈现季风性、海洋性特征，四季分明，春秋两季较长。上海全年雨量适中，全年大约60%的雨量集中在5~9月，年平均降水量为1119.1mm，年蒸发量达882.4mm，年平均日照1400h。上海作为华东中心城市，城区面积大，人口分布密集，具有明显的城市热岛效应。上海市全年平均气温为15.8℃，1月最冷平均气温为3.6℃，7月最热平均气温为27.8℃。上海地区夏季空调运行时间为6~10月初，约4个月，冬季运行时间为12~3月初，约3个月。2.2.3场地规划根据上海市黄浦区最新土地利用规划，SB地块未来规划为养老院用地。依据国家标准《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控指标（实行）》（GB36600-2018），由保护对象暴露情况的不同，可将城市建设用地划分为第一类用地和第二类用地。依据《城市用地分类与规划建设用地标准》（GB50137-2011），养老院所用地块（属于A6社会福利设施用地），属于第一类用地。2.3场地污染物调查采用系统随机布点法进行场地调查，在地块内共布设5采样点，共采集15个土壤样本，在S2点位监测存出污染物质。土壤样品的检测结果如下：重金属铜的检出值为6000mg/kg，重金属铅的检出值为1200mg/kg，重金属铬（六价）的检出值为9.0mg/kg。参照国家现行最新标准，三种目标治理重金属的检出值均高于第一类用地风险筛选值（重金属铜为2000mg/kg，重金属铅为400mg/kg，重金属铬（六价）为3.0mg/kg）），而低于第一类用地风险管控值。以超标点位为中心再次布点进行详细调查。网格大小不超过20×20，加密布设4个详细调查超标检测点位，检测因子为土壤中的铅、铬（六价）、铜。具体监测点位布设图如下图所示。图2-1污染场地调查采样点布设图2.4场地污染物风险评估2.4.1风险评估方法污染场地人体健康风险评估针对上述调查工作所确定的污染物超标范围，依据《上海市污染场地风险评估技术规范》所规定的流程和评估方法，进行危害识别、毒性评估与暴露评估。待修复污染地块后续将规划作为养老院，距离待修复地块向北100m处有两个居民区和所幼儿园，向南和向东100m各有一个居民区存在暴露风险，公民易受感染途径如下图所示。图2-2人体健康风险暴露途径对不同污染源的人体健康风险危害进行分析，分析数学表达式如下所示。依据不同途径的致癌斜率因子和非致癌参考剂量及相关参数值展开相关计算，参考《建设用地土壤污染风险评估技术导则》（HJ25.3-2019）进行相关参数的取值。（1）土壤中单一污染物致癌效应：CRoisCRdcsCRpisCR=CR其中，OISERSFSFi=DCSERPISERSAESAE（2）土壤中单一污染物非致癌危害商：HQoisHQdcsHQpisHQ=HQ其中，OISERDCSERRfDPISERnc式中：CRoisCRdcsCRpisHQoisHQdcsHQpisCR—单一污染物总致癌效应；HQ—单一污染物总非致癌危害商；（3）风险评估模型参数及推荐值参数符号参数名称单位第一类用地推荐值第二类用地推荐值Csur表层土壤中污染物浓度concentrationsofcontaminantsinsurfacesoilmg·kg-1－－Csub下层土壤中污染物浓度concentrationsofcontaminantsinsubsurfacesoilmg·kg-1－－d*表层污染土壤层厚度thicknessofsurfacesoilcm5050LS*下层污染土壤层埋深thicknessofsurfacesoilcm5050dsub*下层污染土壤层厚度thicknessofsubsurfacesoilcm100100A*污染源区面积Source-zoneareacm21600000016000000Cgw地下水中污染物浓度concentrationsofcontaminantsingroundwatermg·L-1－－Lgw地下水埋深depthofgroundwatercm－－fom*土壤有机质含量organicmattercontentinsoilsg·kg-11515ρb*土壤容重soilbulkdensitykg·dm-31.51.5Pws*土壤含水率soilwatercontentkg·kg-10.20.2ρs*土壤颗粒密度densityofsoilparticulateskg·dm-32.652.65PM10*空气中可吸入颗粒物含量contentofinhalableparticulatesinambientairmg·m-30.1190.119Uair混合区大气流速风速ambientairvelocityinmixingzonecm·s-1200200δair混合区高度mixingzoneheightcm200200W*污染源区宽度widthofsource-zoneareacm40004000hcap土壤地下水交界处毛管层厚度capillaryzonethicknesscm55hv非饱和土层厚度vadosezonethicknesscm295295θacap毛细管层孔隙空气体积比soilaircontent-capillaryfringezone无量纲0.0380.038θwcap毛细管层孔隙水体积比soilwatercontent-capillaryfringezone无量纲0.3420.342Ugw地下水达西（Darcy）速率groundwaterDarcyvelocitycm·a-125002500δgw地下水混合区厚度groundwatermixingzoneheightcm200200I土壤中水的入渗速率waterinfiltrationratecm·a-13030θacrack地基裂隙中空气体积比soilaircontent-soilfilledfoundationcracks无量纲0.260.26θwcarck地基裂隙中水体积比soilwatercontent-soilfilledfoundationcracks无量纲0.120.12Lcrack室内地基厚度thicknessofenclosed-spacefoundationorwallcm3535LB室内空间体积与气态污染物入渗面积之比volume/infiltrationarearatioofenclosedspacecm220300ER室内空气交换速率airexchangerateofenclosedspace次·d-11220η地基和墙体裂隙表面积所占比例arealfractionofcracksinfoundations/walls无量纲0.00050.0005τ气态污染物入侵持续时间averagingtimeforvaporfluxa3025dP室内室外气压差differentialpressurebetweenindoorandoutdoorairg·cm-1·s200Kv土壤透性系数soilpermeabilitycm21.00×10-81.00×10-8Zcrack室内地面到地板底部厚度depthtobottomofslabcm3535Xcrack室内地板周长slabperimetercm34003400Ab室内地板面积slabareacm2700000700000EDa成人暴露期exposuredurationofadultsa2425EDc儿童暴露期exposuredurationofchildrena6－EFa成人暴露频率exposurefrequencyofadultsd·a-1350250EFc儿童暴露频率exposurefrequencyofchildrend·a-1350－EFIa成人室内暴露频率indoorexposurefrequencyofadultsd·a-1262.5187.5EFIc儿童室内暴露频率indoorexposurefrequencyofchildrend·a-1262.5－EFOa成人室外暴露频率outdoorexposurefrequencyofadultsd·a-187.562.5EFOc儿童室外暴露频率outdoorexposurefrequencyofchildrend·a-187.5－BWa成人平均体重averagebodyweightofadultskg61.861.8BWc儿童平均体重averagebodyweightofchildrenkg19.2—Ha成人平均身高averageheightofadultscm161.5161.5Hc儿童平均身高averageheightofchildrencm113.15—DAIRa成人每日空气呼吸量dailyairinhalationrateofadultsm3·d-114.514.5DAIRc儿童每日空气呼吸量dailyairinhalationrateofchildrenm3·d-17.5－GWCRa成人每日饮用水量dailygroundwaterconsumptionrateofadultsL·d-11.01.0GWCRc儿童每日饮用水量dailygroundwaterconsumptionrateofchildrenL·d-10.70.7OSIRa成人每日摄入土壤量dailyoralingestionrateofsoilsofadultsmg·d-1100100OSIRc儿童每日摄入土壤量dailyoralingestionrateofsoilsofchildrenmg·d-1200－Ev每日皮肤接触事件频率dailyexposurefrequencyofdermalcontactevent次·d-111fspi室内空气中来自土壤的颗粒物所占比例fractionofsoil-borneparticulatesinindoorair无量纲0.80.8fspo室外空气中来自土壤的颗粒物所占比例fractionofsoil-borneparticulatesinoutdoorair无量纲0.50.5SAF暴露于土壤的参考剂量分配比例soilallocationfactor无量纲0.33（挥发性有机物）/0.5（其它污染物）0.33（挥发性有机物）/0.5（其它污染物）WAF暴露于地下水的参考剂量分配比例groundwaterallocationfactor无量纲0.33（挥发性有机物）/0.5（其它污染物）0.33（挥发性有机物）/0.5（其它污染物）SERa成人暴露皮肤所占体表面积比skinexposureratioofadults无量纲0.320.18SERc儿童暴露皮肤所占体表面积比skinexposureratioofchildren无量纲0.36－SSARa成人皮肤表面土壤粘附系数adherencerateofsoilonskinforadultsmg·cm-20.070.2SSARc儿童皮肤表面土壤粘附系数adherencerateofsoilonskinforchildrenmg·cm-20.2－PIAF吸入土壤颗粒物在体内滞留比例retentionfractionofinhaledparticulatesinbody无量纲0.750.75ABSo经口摄入吸收因子absorptionfactoroforalingestion无量纲11ACR单一污染物可接受致癌风险acceptablecancerriskforindividualcontaminant无量纲10-610-6AHQ可接受危害商acceptablehazardquotientforindividualcontaminant无量纲11ATca致癌效应平均时间averagetimeforcarcinogeniceffectd2774027740ATnc非致癌效应平均时间averagetimefornon-carcinogeniceffectd219091252.4.2风险评估结论污染场地污染物重金属铬（六价）、铅致癌效应、重金属铜非致癌危害商如下表所示。表2-1土壤污染物风险评估场地污染物经口摄入皮肤接触吸入空气中土壤颗粒物基于所有暴露途径风险效应是否造成危害铜3.000.0853—3.08是铬（六价）5.75×10-67.36×10-63.00×10-61.61×10-5是铅8.56——8.56是依照《污染场地风险评估技术导则》（HJ25.3-2014）与上海市《污染场地风险评估技术规范》（2016）中相关叙述，当某一污染物的非致癌污染物危害商目标值大于1，致癌风险大于10-6时，可以认为该地块污染会对人体健康造成危害。本项目中三种目标重金属污染物均会对人体造成危害，均需要修复。2.5场地污染特征根据《上海市污染场地风险评估技术规范》（2016）所规定的评估方法及流程，在场地规划为第一类用地方式情形下，经过暴露评估、人体健康风险评估、风险控制值计算可得，该污染地块的污染物重金属铬（六价）、铜和铅的检出值均高于人体健康风险可承受限值，其中重金属铜检出值为6000mg/kg，铅的检出值为1200mg/kg，铬（六价）的检出值为9.0mg/kg。该污染地块土壤污染深度为0-1.2m，污染面积约1700m2。第三章修复模式3.1修复目标按照公式计算修复地块污染物的风险控制值，各公式及相关参数值选取参照《建设用地土壤污染风险评估技术导则》（HJ25.3-2019）。计算结果与《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控指标（试行）》（GB36600-2018）中第一类用地的筛选值和管控值进行对比，在低于管制值的条件下选择风险控制值与筛选值中较大的作为场地最终的风险控制值。本项目污染场地风险控制值计算如表3-1所示。（1）基于致癌效应的土壤风险控制值：RCVSois=RCVSdcsRCVSpisRCVSsn（2）基于非致癌风险的土壤风险控制值：HCVSoisHCVSdcsHCVSpisHCVSn式中：RCVoisRCVdcsRCVpisHCVoisHCVdcsHCVpisRCVSsnHCVSn表3-1土壤污染物风险控制值（单位：mg/kg）地块污染物单一污染物土壤风险控制值基于所有暴露途径风险控制值一类建设用地风险管控值一类用建设地风险筛选值场地风险控制值（目标值）经口摄入皮肤接触吸入土壤颗粒物铜2002.2970304.80—1946.84800020002000铬（六价）1.561.223.000.559303.03.0铅14.03——14.03800400400经过计算，该污染场地三种重金属的风险控制值均在国家标准的管控值之内，并且，重金属铜目标修复值为2000mg/kg，重金属铬（六价）目标修复值为3.0mg/kg，重金属铅目标修复值为400mg/kg。3.2修复模式筛选3.2.1修复总体思路对于需要修复的地块，依照污染特征与空间分布规律，划出核心修复区块，实施工程修复。对于地块存在的其他环境问题，如施工过程中的暴露防范措施，受体保护措施，负面舆情等可能会碰到的问题，需要提前制定风险应对措施。污染地块修复是污染控制、污染去除、降低环境与健康风险的综合过程，应尽量选择在人工干预下修复速度较快的永久性处理修复方法，尽量考虑能耗低、成本小的方法，着重考虑绿色修复方法，以达到去除污染、恢复土壤环境友好的质量、保证地块的再利用、确保人居环境与健康安全的目标。3.2.2地块修复模式确定修复模式的核心是风险管理，是一种将污染造成的健康和生态风险控制在可接受范围内的对地块的总体修复思路，具体包括采取污染源处理技术、切断暴露途径以及限制受体暴露行为的工程控制技术。1、污染源处理：根据污染土壤类型、污染物类型、水文地质条件，选择原位或异位的生物、物理、化学等处理方法，降低土壤中目标污染物浓度，直至其风险低于可接受水平的处理技术；2、切断暴露途径和受体暴露行为控制：通过制定地块的管理制度，减少或阻止受体暴露在地块污染物存在的环境中，防范和尽可能杜绝污染地块可能带来的风险和危害，不能去除土壤和地下水中污染物。出于对地块后期开发利用后的人体健康和环境风险的考虑，针对本次修复工作选定如下修复模式：考虑后期开发利用的安全性，污染源处理技术较切断暴露途径和受体暴露行为控制，更能彻底去除土壤中的污染物，消除其对人体健康和环境的风险。综上考虑，本地块选用污染源处理的修复管控技术模式。3.3修复范围与修复量3.3.1修复范围根据前期实地勘察与环境风险评估，确定本项目修复范围为下图所示的SB地块，经测算得待修复污染地块面积为1700m2。图3-1场地修复范围3.3.2修复工程量根据待修复实际污染范围计算修复工程量，为保证最终修复效果将酌情将修复深度向下扩大一定数值，详细计算见表3-2。表3-2修复工程量估算污染类型修复深度/m修复范围/m2土方量/m3铜0-1.217002040铅0-1.217002040铬（六价）0-1.217002040合计——6120第四章修复技术4.1修复技术简述4.1.1原位/异位修复污染场地的修复技术根据处理地点的不同可以分为原位修复和异位修复两种。原地土壤修复技术成本低，对周围环境影响较小，适于大面积修复，但其工程周期长，控制处理过程产生的废弃物和废水较为困难。原位模式化修复技术包括：=1\*GB3①原位固化稳定化技术；=2\*GB3②原位化学淋洗技术；=3\*GB3③原位生物修复；=4\*GB3④原位化学氧化技术。异位修复技术在工程上常见于污染程度严重、风险大但处理土方量不是很大的项目。这种处理方法处理效果好，运行周期短，易于控制监测，且监测成本低。但也存在需要将待处理土壤运送至规划好的专门的处理场地或者在原场地搭建额外的处理厂房，增加了运输成本和在挖掘、运输和转移污染土壤的过程中污染物可能扩散的问题。异位模式化修复技术包括：=1\*GB3①异位化学淋洗技术；=2\*GB3②异位生物修复技术；③异位固化稳定化技术。综上所述，本地块污染面积1700m2，污染深度较浅，受污面积较大，且污染地块周边多为居民区，生活有敏感人群。与原地原位修复相比，原地异位修复更高效且经济，因此本项目选择原地异位修复的模式。4.1.2物理/化学/生物修复目前，国内外对重金属污染土壤的相关修复方法主要有三种类型，分别是物理、化学和生物方法。物理方法主要有以下几种：①物理分离修复技术；②蒸气浸提修复技术；③换土法；④固定/稳定化修复技术；⑤热力学修复技术；⑥电动力学修复技术。几种物理方法的简述如表4.1所示。化学修复技术主要包括以下几种：①化学淋洗技术；②化学氧化修复技术；③溶剂浸提技术；④化学还原与还原脱氯修复技术。化学氧化技术快速便捷，对污染物类型和浓度不是很敏感；化学还原和还原脱氯法常用于氯化物等对还原反应敏感的化学物质的去除；化学淋洗技术适用于去除溶解度大和吸附力强的污染物。生物修复方法通常分为微生物修复技术和植物修复技术。微生物修复方法主要包括生物富集（如生物积累、生物吸着）和生物转化(如生物氧化还原、甲基化与去甲基化以及重金属的溶解和有机络合配位降解）。植物修复是指利用绿色植物的“超常”作用来治理被污染的环境，包括大气环境、土壤环境和水环境。植物修复利用土壤为植物生存提供了必不可少的水分和营养物质，其物理、化学性质乃至生物（主要是微生物）环境都极大影响了植物吸收和转化污染物。而这些因素都决定了植物是否能够在污染土壤上正常生长。生物方法的对比简述如表4.2所示。虽然生物修复技术在污染物治理方面有非常好的修复效果，但其修复时间长，修复成本和修复效果难以精确评估的缺点限制了这种方法在本项目中的应用。针对本项目待修复地块位于上海市黄浦区，地块后续将用做养老院用地，考虑到项目修复的社会及经济效益，生物修复并适合于本项目污染物治理，因此在后续方案设计中将不做考虑。 表4-1原位物理/化学修复技术简述修复技术固化/稳定化土壤化学淋洗换土法电动力学修复冰冻修复修复机制添加固化药剂或稳定药剂，将土壤中的有毒有害物质固定，或将有害物质转化成化学性质不活泼的形态，阻止其在环境中的迁移和扩散，从而降低其危害。运用能促进土壤环境污染物溶解或迁移的药剂，通过水力压头推动，将其注入被污染土层中，然后把含有污染物的液体从土层中抽提出来进行分离。分为翻土、客土和去表土3种方法。翻土是将污染的上层土壤转移到更深层土壤中；客土是把干净土壤覆盖在受污染土壤上；去表土是把污染的表层土壤移走。修复技术的基本原理类似电池，借助电化学和电动力学的原理，污染土壤中的带电颗粒在电场内做定向运动，污染物在电极附近被富集回收。通过适当的管道布置，将对环境无害的冷冻剂药剂推入管道种，土壤中的水分会被冻结，形成地下冻土屏障。影响因素土壤特性、土壤颗粒大小、密度、渗透性、自由压缩力，以及土壤含水量、重金属污染浓度等污染物组成的复杂性、土壤性质、淋洗液特性、流体粘度。土壤含水量、换土层厚度、碾压方法污染物的溶解性和脱附能力、土壤渗透性、荷电性质、荷电数量、界面化学性质修复隔离时间、供电设施的安装、污染土体体积、制冷剂的管理与使用优点修复周期短、达标能力强、作用对象广泛、能与其他修复技术配合使用长效性、易操作性、高渗透性、费用合理性。工艺简单。金属离子从根本上被完全去除、对黏土含量高的土壤也适用。形成的冻土屏障可以完全去除，无残留缺点不能实质性销毁或去除污染物，污染物的长期环境行为难以预测。土壤要求高、占用空间大、会造成二次污染。工量较大，存在占用土地、渗漏、二次污染等问题。耗能大、操作费用高系统运转存在安全问题、存在环境不良效应、需要实时监控。技术应用国内外普遍应用的污染土壤修复技术日渐成为主流的土地修复技术，应用十分广泛。在国内已得到广泛应用，并积累了一定经验。需要更多的全面试验研究以确定该技术的适用性。在工程项目中应用已经十分广泛。表4-2原位生物修复技术相关简述修复技术微生物修复植物修复修复原理在适宜条件下，利用天然存在的或人为培养的微生物群落，促进或强化微生物代谢功能，从而降低有毒污染物活性或将其降解成无毒物质。利用特定植物对重金属的忍耐特性和超量积累的功能，最后收割并处理植物，从而达到将重金属移出土壤，修复污染土壤的目的。影响因素菌株种类（真菌>细菌>放线菌）；污染物种类、浓度水平、分布情况；pH值；温度。污染物自身的性质、植物对不同重金属的耐受程度、修复阶段当地的气候条件。优点安全、快捷、耗能低、费用低。可以永久性解决土壤污染问题、可以防止污染物质对地下水的二次污染、修复成本低缺点场地条件严格，受环境因素影响；对可以讲解去除的物质有局限性。处理周期长、对修复环境要求高，相关法律法规不完善。技术应用目前实际应用较少，受市场限制较大，但在经济和生态上具有一定优势，潜力巨大，有望大规模应用于污染土壤的治理。目前技术不成熟，利用植物修复污染土壤的潜力尚未得到充分开发。根据修复要求，本项目主要污染物是重金属，比较适合修复技术有固化/稳定化技术、换土法、电动力修复和土壤淋洗技术。在国内外应用较多、工艺发展较为成熟的技术有土壤淋洗技术和固化/稳定化技术。换土法由于不符合该项目处理场地面积大且处理要求较高的要求，因此不作为备选方法。而电动修复技术在国内仍处于探索阶段，可提供的案例数据较少，且技术要求比较高，因此也不作为备选方法。综上所述，结合技术应用成熟度、场地适用性、以及经济性，原地异位固化/稳定化技术和原地异位土壤淋洗技术被选为本项目的两个备选修复方法。4.2修复技术筛选最终选定何种修复手段要依靠土壤实地勘察和预备试验结果。对选定的固化/稳定化和土壤淋洗技术进行工艺技术分析，详细论述分析简述见表4-3。表4-3异位土壤修复技术筛选简述修复技术固化/稳定化土壤淋洗工艺适用范围无机物，包括金属类、放射性物质、石棉、砷化合物、氰化物等等。重金属及半挥发性的有机污染物、难挥发性有机污染物。工作流程添加某种凝固药剂或黏合药剂，使土壤和粘合药剂混合成为一种凝胶状物质，最后固化为硬块。利用水或其他合适的增效药剂，采用物理分离或增效洗脱的手段，分离污染土壤组分或转移目标污染物。设备混凝器、药剂搅拌器、固化搅拌机钻孔机、药剂搅拌机、注药泵、储药罐技术技术性与维护要求技术可靠性好技术可靠性好维护需求较少中等维护需求修复效果好较好修复时间3-24个月3-24个月场地可操作性好较好适用性强较强成本资金投入异位约8500—1200元/m3原位约500—800元/m3异位约400—1900元/m3原位约500—1500元/m3环境与安全二次污染随时间推移，被固化的污染物有重新释放的可能，但总体危害较小。淋洗药剂的泄露和大量使用可能造成污染，但总体危害不大。安全性一般一般是否选用是否土壤淋洗技术对于重金属铜、铅和铬（六价）都有很好的处理效果，但由于本地块位于上海市黄浦区，地块内土壤黏性较大，土壤中粉粒、黏粒占比多，土壤结构紧密，因此不适合采用土壤淋洗技术。综合对二次污染、技术应用、成本等方面的分析，决定采用原地异位固化/稳定化修复技术对该重金属污染的地块进行修复。4.3修复药剂筛选由于该地块的污染物中含有重金属铬（六价），其迁移性很强。因此在进行固化/稳定化工艺之前，要先对受污染的土壤进行化学还原处理。之后再用固化/稳定化技术处理重金属铜和铅的污染，之后用无污染土进行覆盖，各工艺药剂的选择如下所示。4.3.1还原剂选定的还原剂为硫化钠、硫酸亚铁、多硫化钙、纳米零价铁，具体分析见下表。表4-4化学还原剂比选还原剂纳米零价铁硫酸亚铁多硫化钙硫化钠还原能力较强强强强类型固体固体/溶液固体/溶液固体/溶液优点还原能力强、比表面积大，具有还原和吸附双重作用还原能力强修复效果好，具有还原和固化双重作用六价铬去除率高缺点局限于实验室操作条件下药剂剂量大价格昂贵，易生成有毒H2S气体极易水解生成有毒H2S气体成本高低高较高去除率高较高高高应用现状工程应用少工程反应广泛已有大规模应用工程应用少是否选用否是否否尽管纳米零价铁的还原效果显著，但如何回收铁粉使其不造成二次污染是一个非常重要的问题，并且纳米零价铁成本太高，工程上不适合大范围使用，因此不选用其作为还原剂。多硫化钙和硫化钠虽然处理效果很好，但由于使用过程中会产生有毒的H2S气体，会对在修复场地周边的居民造成严重的健康问题，因此不选择使用。虽然硫酸亚铁的处理效率一般，但其作为一种安全且平价的药剂，适合在工程上大规模使用。既控制了成本，又极大减少了二次污染的风险，因此选择将其作为本项目的还原药剂。可溶性亚铁盐还原机理：土壤环境呈现酸性时有利于硫酸亚铁还原六价铬，此时亚铁离子大多以离子态的形式存在，反应生成的Fe3+与Cr3+会形成沉淀，三价铬的再氧化风险被降低，总的反应方程式如下所示：3FeFeCr4.3.2固化/稳定化药剂用于重金属污染处理的药剂可以分为碱性药剂、硫化物药剂、磷酸盐药剂、和粘土矿物。碱性药剂主要有熟石灰、生石灰、氧化镁和氢氧化镁。在使用碱性药剂时应注意，金属铅和锌属于两性金属物质，土壤环境的酸碱度过低或过高都会使它们由固态转变为溶解态，增大固化/稳定化难度。因此，在使用时需要精准控制药剂的施用量级，避免土壤酸碱度超过所治理的重金属的稳态区间，造成处理效果低效化甚至无效化。硫化物药剂主要有硫化钠、硫化钾和硫酸氢钠。应当注意，硫化物在酸性条件下会水解生成有毒的H2S气体。相关人员在工作时必须要严格保证操作安全，注意身体防护。磷酸盐药剂主要有磷酸、磷酸钙、磷酸氢钙和含磷污泥。需要注意的是，磷运用不当会造成地下水污染与地表水富营养化，需谨慎使用。黏土矿物类药剂主要有蒙脱石、海泡石、膨润土和硅藻泥。这类药剂在重金属污染治理领域中应用极多，具有价格实惠、简单易得、基本不破坏土壤结构、操作便利等优点。目前，水泥、石灰和塑性材料在实际工程应用最为广泛，本次方案对以上三种药剂的详细对比论述如表4-5所示。表4-5固化剂比较论述药剂水泥石灰热塑塑料作用机理经过水化反应后放置一段时间形成坚硬的水泥固化体，并能在浸水环境中保持其强度及稳定性。在水化过程中，重金属可以通过吸附、PH-沉降、离子交换、并入结晶体等多种方式固定污染物，形成的低渗结构可以阻止污染物流出。石灰主要是增加土壤PH，促进重金属生成碳酸盐、硅酸盐、氢氧化物沉淀从而固定/稳定化重金属。石灰有生石灰、熟石灰、石灰乳之分。在不同温度下可以反复转化，温度高时会液化，冷却至常温时即可形成固化体，再次加热也不会重新液化或软化。持久性较强一般较强类型无机水硬性凝胶材料碱性非水硬性凝胶材料高黏度有机液体优缺点优点：该材料应用成熟，简单易得，形成的固化体结构稳定、硬度高，可耐受低pH或强氧化环境；修复时，可根据修复要求调节用量达到指定修复效果、干化方便。缺点：使用时应注意体积膨胀、水化作用放热导致的挥发性污染物释放、有机污染物对修复体固结的影响等问题。优点：操作简单，配套使用的设备简单；可以达到废物利用以废制废的目标，具有良好的生态经济效益。缺点：固化体结构疏松，孔隙较多，不利于污染物的长期稳定存在；抗压性较差。优点：热塑塑料形成的修复产物结构均匀，渗透性差，抗降解能力强，并能抵抗外界环境影响；在储存时，热塑塑料以固化形态存在，占用体积小。缺点：使用时要注意加热时的着火、爆炸等事故，强氧化盐类或较高初始含水量可能会影响修复产物的长期性能，铁、铝盐会导致修复体过早硬化。经济性较好较好一般处理效果较好一般一般是否选用是否否石灰作为固化剂常用于处理被金属镉污染的地块。塑性材料在工程上不常应用于住宅用地的土壤修复。虽然水泥作为固化剂会出现固化硬块体积膨胀、土壤硬化等问题，但这些问题基本不会影响修复效果。因此，石灰和塑性材料均不作为本项目的固化材料，选择水泥作为主要固化材料。4.3.3化学还原处理对土壤的影响六价铬与硫酸亚铁反应后，会被还原为三价铬，大大降低其在土壤中的迁移性。需要注意的是，硫酸亚铁的大量使用，会给土壤带来二次污染。并且，在酸性条件下硫酸亚铁与铬（六价）反应后会生成三价铁离子，如果不及时调整pH，三价铁离子会与土壤中的重金属铜发生反应，单质铜被氧化成离子态，污染物迁移性增大，造成环境的二次污染。综上所述，硫酸亚铁处理铬（六价）需要在酸性或中性条件下进行，由于土质本身是中性偏碱性的土质，因此可能需要酌情增加硫酸亚铁的使用量。4.4修复技术可行性评估实验室小试的目的是通过设计修复药剂投加量不同的几组正交实验，来分析备选修复方案的可行性，并确定各药剂的最佳投加比例，主要包括取样、调节土壤含水率、土壤破碎等预处理、加入药剂、养护检测等步骤。4.4.1实验室小试（1）小试试验设计本次小试在学校及相关合作机构的专业实验室内进行，所用样品均来自污染场地污染超标点位S2处，采样深度为1.2m。为确定最佳投药量，本次小试将污染点位采集的土壤样品分为4组，设置N5为对照组。小试实验各药剂配比见表4-6，表4-6各成分比例序号样品编号土样（g）硫酸亚铁添加量（g）水泥添加量（g）还原剂稳定剂1SB-N1-1250.750.7552SB-N1-23SB-N1-34SB-N2-1251.250.7555SB-N2-26SB-N2-37SB-N3-1250.750.757.58SB-N3-29SB-N3-310SB-N4-1251.250.757.511SB-N4-212SB-N4-313SB-N525———各组样品首先加入还原剂混合搅拌，养护3天。而后加入稳定剂与固化剂，养护7天，最后检验浸出液中所有重金属的浓度。土壤样品浸出毒性相关测定方法参考《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法》（HJ/T300-2007）有关规定来进行。（2）小试实验流程实验室小试流程如图4-1所示。图4-1修复实验实验室小试流程图=1\*GB3①测定土壤含水率取样，用卤素水分分析仪测定水分含量（水/总重），测定结果为24.84%，换算为含水率（水/干物质）为32.46%，符合土壤含水接近饱和的状态（含水率大于25%），无需额外加水调节含水率。=2\*GB3②还原六价铬烧杯编号，每个烧杯中加入25g土壤样品。按标号称取不同质量的硫酸亚铁，置于对应烧杯中，将两者充分拌匀，养护3天。③固化稳定化在已还原的土壤样品中按标号加入不同质量的硅酸盐水泥，搅拌均匀后置于模具中，封上封口膜，在室内常温条件下养护7天，使样品和试剂充分反映。由于土壤样品本身含水率已经超过25%，因此不再额外添加水调节含水率。④土壤样品检测处理样品在模具中密封养护7天后，检测渗滤液中目标重金属的含量。浸出液采用TCLP毒性特征滤沥方法取得，渗滤液中的重金属浓度采用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）测得。4.4.2实验室小试结果依照国家标准《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法》（HJ/T300-2007）提取渗滤液。（1）浸出液提取=1\*GB3①样品烘干：将养护7天后的样品按对应编号转移到标号编号的锡箔纸上，而后将样品置于烘箱中，在106℃条件下烘干24h，直到样品完全烘干。=2\*GB3②样品破碎：将烘干后的样品进行研磨，而后过筛（20目）。过筛后的样品颗粒装入对应编号的塑封袋中。③浸出实验：称取1g过筛后的干样品，将其放入提取容器中，再加入固液比1:10的冰醋酸，冰醋酸的pH值在2.64左右。将提取瓶先置于摇床中震荡一小时排出空气，再安装在翻转式震荡器上，调整转速为30r/min，在室温条件下搅拌浸取18h，使其充分浸取。浸取结束后将提取瓶置于4℃冰箱中低温保存。④浸出液过滤和稀释：用0.45微米滤膜过滤原样，再用一级水稀释1000倍，而后在稀释液中滴入少量硝酸，低温保存，等待检测。⑤浸出结果：酸化后的样品用ICPMS（电感耦合等离子体质谱联用仪）检测其中含有污染重金属的浓度。结果显示，在养护7天以后，N4组浸出液中目标重金属的浓度最低，固化土浸出液中目标金属的浓度远远低于第一类建设用地的风险值，固化效果最好。（2）分析结论通过对类似案例的分析比较，验证了选择硫酸亚铁作为还原剂和稳定剂，选用水泥作为固化剂的可行性。实验室小试结果表明：针对受污染土壤按照5%的还原剂，3%的稳定剂，30%的固化剂的投加比例，此时修复效果最好。因此，本次项目按上述比例进行药品投加可以满足该污染地块的修复要求。第五章修复技术方案5.1修复技术总路线根据地块调查评估分析报告确定的土壤污染特征，结合现场情况，决定采用原地异位固化/稳定化修复技术对土壤进行治理，以最大限度减小土壤环境影响及控制受污染土壤对人群健康影响的风险。原场地在公共交通站场、综合绿地建设过程中，按照风险管控要求进行资源化利用。除了稳定化治理、工程控制堆填外，后期管理中要进行制度控制，规定该异位管控区域内不可进行开挖、移土等土层扰动。对产生的二次污染采取预防为主、科学治理的原则，妥善进行可能产生的废水、废气、噪声、地下水及二次土壤污染治理设计。图5-1修复技术总路线5.2修复工艺由于项目污染场地污染深度较浅、且厂区有足够大的空旷面积，因此采用原位异地修复方法。将污染土壤集中清理后，运送到临时堆场进行存放，然后在稳定化车间进行稳定化处理和堆置养护。药剂的投加计量与投加方式很大程度上会影响土壤修复效果与资金投入，十分重要。经过固化/稳定化的土壤在满足修复要求后，在待检区进行暂存，验收合格后，进行原位回填。处置区域与地表环境完全隔离，以切断所有可能造成不利环境影响的暴露途径。修复后土壤工程管控区域建设情况应记入相关土地档案，开展风险管控，不得随意改变该区域的利用方式。主要修复工艺流程如下图所示。图5-2修复工艺流程污染土壤由定量进入强制式搅拌机，加入稳定剂、固化剂进行充分搅拌；输送系统采用皮带式输送机，计量装置采用电子计量称，经30分~45分钟的强制搅拌混合土壤由塔底出料斗排出。药剂混合设备比选详细论述见表5-1。表5-1药剂混合设备筛选论述固化设备自落式搅拌机强制式搅拌机机械原理利用搅拌筒旋转和筒内材料的自重，工作时叶片持续将拌合料带到约0.7倍直径处，此时下滑角约为45度，而后材料因自重而沿叶片滑落，反复作用达到均匀目的。骨料由平皮带输送到斜皮带机上，然后输送至待料斗。待各种物料计量完成后，由控制系统发出指令，依次向搅拌机中投料并进行搅拌，搅拌完成后卸料，即完成一个循环。适用范围常用于搅拌塑性和低流动性混凝土。常用于搅拌半干硬性、干硬性、流动性和轻骨料