某钢铁厂污染地块土壤修复清挖运输阶段效果评估要点分析

时间：2024-08-31

李凯华孟祥帅庞然吴子非何畅帆仵云超

（北京京诚嘉宇环境科技有限公司北京 100053）

国内钢铁企业多为长流程生产工艺［1］，其生产工序较为复杂、产排污环节较多。生产过程中普遍存在“跑、冒、滴、漏”情况，加之历史上生产过程粗放，环保意识不强，还存在着废渣回填、废液下渗、污染排放长期沉降富集等途径均会导致场地产生潜在污染风险［2］。尤其是烧结、焦化工序，是钢铁行业生产的前端环节，其产排污环节多，涉及污染物类型复杂，因此常被视作调查评估及治理修复的重点关注区域［3-4］。

钢铁企业污染场地涉及到的特征污染物主要包括有机物及重金属，有机物以苯系物、多环芳烃和石油烃等污染物常见；重金属则以砷、锑、铅、钴、镍、镉、铬等为主［5-6］。针对以上2 种污染类型的地块通常采取不同的修复方式，其中有机污染地块可采用生物阻隔通风法、气相抽提法、生物堆法、化学氧化法、水泥窑协同处置技术、原位热处理法以及异位热脱附处理方法等修复方式；重金属污染土通常可采取固化稳定化法、淋洗法、化学氧化/还原法、植物修复法等方法［7-8］。同时，按照是否将污染源清挖后处置又可分为原位修复和异位修复方式。相对于原位修复，异位修复方式可以直接有效地集中处理清挖后的污染土壤，处理效率高且修复彻底，适用于污染浓度高、污染风险较大且污染土方量较小的场地，是目前国内钢铁、石化等企业污染场地的一种重要修复方式。

对于异位清挖处置的效果评估方法目前国内已有相关规范要求［9-10］，但对于清挖后超标点位的扩挖及二次评估方式目前还欠缺针对性指导。本文以某钢铁企业复合污染类型地块为例，对土壤修复清挖、扩挖效果评估方式、布点原则及二次污染防治等要点进行分析，并对钢铁企业污染地块修复效果评估工作提出了相关建议，以期为该类型污染场地的异位修复工作提供借鉴。

1 场地概况

该钢铁污染场地历史上涉及原钢铁厂的烧结、焦化等生产单元，本次修复地块占地面积为49 424.19 m2，拟规划为R2居住用地。根据调查评估结论，该钢铁场地部分点位土壤中重金属（锑、钴）、总石油烃、VOCs（苯、三氯乙烯）、SVOCs（萘、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、苯并［a］蒽、苯并［b］荧蒽、苯并［a］芘、茚并（1，2，3-cd）芘、二苯并（a，h）蒽、苯并（g，h，i）苝、二苯并呋喃）浓度超过了《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 36600—2018）一类用地筛选值［11］，风险评估结果显示健康风险不可接受，需要进行土壤修复。

1.1 修复实施方案

1.1.1 修复目标值

风险评估标准值选用《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 36600—2018）一类用地筛选值，PAHs 采用了基于生物可给性的风险评价方法。各污染物管控目标值见表1。

表1 最终确定土壤风险控制值单位：mg／kg

1.1.2 修复范围及工程量

根据风险评估报告划定的风险控制范围，将地块划分为7 层：第1 层0～1 m、第2 层1～3 m、第3 层3～5 m、第4 层5～8 m、第5 层8～10 m、第6 层10～13.5 m、第7 层15～18 m，核定的土壤风险控制总方量约4.21 万m3。

该场地污染土采用异位开挖修复方式，确保地块污染源一次性清除方式。清挖出来的污染土根据污染类型不同采用不同的修复技术，具体见表2。

表2 清挖后污染土壤各修复技术及工程量统计表

本次污染土壤修复效果评估只针对清挖运输阶段，因此，重点关注污染土壤清挖运输的修复设计。清挖运输方案主要包括土方清挖工程和土壤运输工程2 个部分，具体工程流程如图1 所示。

图1 污染土清挖运输工作流程图

2 修复工程效果评估

2.1 修复实施情况

基坑清挖施工工艺流程为：定位放线→验线复核→土壤清挖→土壤运输→基坑验收。清挖前后采用RTK 进行放线和验收，确保清挖到位。清挖土壤采用绿色可密闭建筑垃圾运输专用车运输至指定地点暂存，污染土壤运输流程为：装车→签认五联单→遮盖→运输至暂存区→计量→空车返回→车辆清扫。

一次清挖污染土41 296 m3，扩挖污染土1 273 m3，实际一次清挖污染土方量比实施方案少782 m3，主要是由于部分基坑存在混凝土基础造成的，混凝土基础或混凝土路面上附着的污染土经清理干净后运送至指定机构进行破碎及回收利用。清挖运输阶段共计挖运污染土2 580 车，清挖范围和土方量符合修复方案要求。

2.2 基坑清挖、扩挖布点

2.2.1 清挖布点原则

清挖后基坑布点数量在满足《污染地块风险管控与土壤修复效果评估技术导则（试行）》（HJ 25.5—2018）的基础上，布点位置根据地块实际情况综合确定，具体布点位置原则见表3。

表3 清挖后基坑坑底及侧壁布点原则

本项目基坑典型布点示例如图2 所示，侧壁垂向布点原则如图3 所示。

图2 污染土清挖后地块布点方案示例图

图3 典型基坑侧壁垂向布点图

2.2.2 扩挖及布点原则

由于本项目场地填埋有大量的渣层和人为扰动，污染具有明显的异质性及局部高浓度的特点，故本次针对本项目设置的扩挖及布点采样原则见表4。

表4 扩挖及扩挖后基坑坑底及侧壁布点原则

侧壁超标扩挖布点原则示意图如图4 所示。

图4 侧壁超标扩挖布点原则示意图

2.2.3 结果及讨论

清挖及扩挖点位超标情况见表5。清挖过程共计15 个地块侧壁存在超标情况，涉及到的超标点位共34 个；一次扩挖后共5 个地块14 个点位存在二次超标情况；二次扩挖后仅有2 个地块存在3 个侧壁点位再次超标；三次扩挖后评估结果全部合格。超标特征污染物多为苯并［a］芘，苯并［a］芘超标占比超82%。

表5 清挖、扩挖点位超标情况统计

由本次效果评估多批次扩挖、取样评估结果来看，由于表层污染物来源为填埋成因，污染物分布存在较大的空间特异性，仅依据《污染地块风险管控与土壤修复效果评估技术导则（试行）》（HJ 25.5—2018）无法对多次超标的局部地块进行有效布点指导，需根据现场经验总结多次超标地块的扩挖及布点取样方式。

清挖后初次取样超标率为7.3%，表明风险评估及修复实施方案所控污染范围存在一定的不确定性，需通过效果评估工作进一步完成精确修复。一次及二次扩挖后再次取样的评估结果显示超标率仍超15%，尤其是一次扩挖后最大超标倍数达10 倍以上。针对此类情况通过适时、适当扩大扩挖范围，确保污染集中区域能够较快达到修复目标。