垃圾填埋場土壤修復(fù)治理方案研究-以寧波市某垃圾填埋場為例

垃圾填埋場土壤修復(fù)治理方案研究——以寧波市某垃圾填埋場為例【摘要】以寧波市某垃圾填埋場的污染土壤修復(fù)為例，結(jié)合該場地土壤污染的實際狀況與后期用地的支配，給出了場地污染土壤修復(fù)的詳細(xì)修復(fù)步驟與工藝流程。分析了該方案下場地土壤修復(fù)的經(jīng)濟(jì)效益，并結(jié)合垃圾填埋場污染狀況的簡單性以及治理目標(biāo)的嚴(yán)苛性，確定了一套完整的垃圾填埋場土壤修復(fù)治理方案。同時針對污染物的多樣性，采納不同方法，經(jīng)比較后得出治理方案。為同類型舊垃圾填埋場的土壤修復(fù)治理供應(yīng)了理論依據(jù)，并具有極高的有用價值。目前，對已封場的垃圾填埋場和舊垃圾場進(jìn)行生態(tài)修復(fù)、改造工作是國家環(huán)境愛護(hù)規(guī)劃內(nèi)容的一個重點，其中對于填埋場的土壤修復(fù)更是整治改造工作中的重中之重。本討論以寧波市某垃圾填埋場的修復(fù)為對象，對該填埋場的土壤修復(fù)進(jìn)行了方案設(shè)計討論，在綜合考慮場地實際條件與修復(fù)目標(biāo)后，結(jié)合不同土壤修復(fù)方案，比較后給出了治理設(shè)計方案，為該填埋場地塊修復(fù)治理工程的實施供應(yīng)了科學(xué)的支持。此舉不僅增加了土地的使用率，而且可以避開垃圾中有害物質(zhì)進(jìn)入地下水污染四周土壤造成損害，也為我國同類型垃圾填埋場供應(yīng)了治理閱歷。1治理場地土壤狀況現(xiàn)狀污染地土壤修復(fù)包括對場地土壤的調(diào)查討論和對土壤進(jìn)行修復(fù)。首先要對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行土壤狀況調(diào)研，然后依據(jù)目標(biāo)狀況賜予相應(yīng)的處理方案。寧波市在2013年對該地塊進(jìn)行了現(xiàn)場踏勘，并且在2015年對整個場址進(jìn)行了初步的環(huán)境調(diào)查，隨后又對場址進(jìn)行了加密調(diào)查，結(jié)合這2次的調(diào)查結(jié)果，總結(jié)了治理場地土壤的地形及污染狀況。1.1目標(biāo)區(qū)域地形與地貌勘察場地為寧波市某垃圾填埋場，位于寧波市西南郊，距市區(qū)中心僅10km左右。場地地貌單元主要為濱海淤積平原，原為奉化江下游彎曲航道，經(jīng)截彎取直，筑壩堵水后，將奉化江改道，利用廢棄后的航道空間作為垃圾填埋場地。場地原標(biāo)高為-10.63~3.04m，現(xiàn)在地面標(biāo)高為3.16~15.38m，場地大面積回填有1.40~25.30m厚的填土（包括碎石填土、黏性土填土和生活垃圾雜填土）。1.2土壤污染現(xiàn)狀調(diào)研1.2.1土壤污染狀況。場地土壤污染主要由重金屬污染與有機(jī)物污染2部分組成，其中土壤重金屬污染是土壤污染中的主要問題。依據(jù)現(xiàn)場調(diào)研，共有25個點位發(fā)覺土壤超標(biāo)現(xiàn)象，見表1。依據(jù)GB36600—2018土壤環(huán)境質(zhì)量建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)（試行），土壤超標(biāo)因子主要涉及砷、鎳、銅、鉛、汞、鈸、苯并【a】芘、1，2，3-三氯丙烷等，見表2。項目無篩選值因子主要為1，1-二氯丙烯、順-1，3-二氯丙烯、反-1，3-二氯丙烯、4-異丙基甲苯等。由表1可知本場地土壤超標(biāo)或無篩選值因子主要涉及到上述因子中的砷、苯并【a芘及1，2，3-三氯丙烷。<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/202010/Env/202010212001239177.png”alt=“1.png”width=“537”height=“769”/重金屬污染深度最深達(dá)到地下14m左右，有機(jī)物污染深度最深達(dá)到地下12m左右。因此，污染土壤致癌風(fēng)險超過可接受水平的監(jiān)測點位共25個，主要污染物為苯并【a】芘、1，2，3-三氯丙烷、砷，標(biāo)準(zhǔn)限值參考DB3/T892—2013污染場地風(fēng)險評估技術(shù)導(dǎo)則。綜上可知土壤污染狀況較嚴(yán)峻，且對人體有害。<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/202010/Env/202010212001235322.png”alt=“2.png”width=“505”height=“288”/1.2.2土壤污染分布及特點依據(jù)實地調(diào)查狀況，總結(jié)土壤污染分布分區(qū)如圖1所示，并依據(jù)土壤污染范圍將本場區(qū)分為A、B、C、D區(qū)。分別為未污染區(qū)、重金屬砷污染、苯并【a】芘污染區(qū)、1，2，3-三氯丙烷污染區(qū)。由圖1可知重金屬砷污染區(qū)和苯并a芘污染區(qū)有重疊區(qū)域，重疊面積約為3.2x10m2。且場地污染土壤厚度大多小于2m。污染土壤分布面積及土方量見表3。<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/202010/Env/202010212001230574.png”alt=““width=“438”height=“418”/<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/202010/Env/202010212001236446.png”alt=““width=“512”height=“289”/結(jié)合以上調(diào)查結(jié)果，可總結(jié)出寧波市該垃圾填埋場場地特點∶①各類污染嚴(yán)峻，呈現(xiàn)多種復(fù)合污染，各區(qū)域差異明顯;②有機(jī)污染以揮發(fā)性污染物苯為主，部分與重金屬污染重疊;③污染深度不大，污染區(qū)域與廠界全都，成塊狀分布;④土壤黏粒含量高，地質(zhì)條件簡單。2場地土壤污染修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)垃圾填埋場的污染較為嚴(yán)峻，且污染狀況簡單，而依據(jù)當(dāng)?shù)匾?guī)劃部門需求，該場地后期將規(guī)劃為綠地、教育設(shè)施及住宅用地等，因此該場地進(jìn)行修復(fù)治理需要達(dá)到住宅及公共用地標(biāo)準(zhǔn)，消退污染場地對人體健康的危害，為后續(xù)用地規(guī)劃的實現(xiàn)供應(yīng)條件。在此基礎(chǔ)上提出污染修復(fù)需要達(dá)到的目標(biāo)，并且依據(jù)污染的主要類型將其分為重金屬污染修復(fù)與有機(jī)物污染修復(fù)2部分。本場地根據(jù)HJ25.3—2014污染場地風(fēng)險評估技術(shù)導(dǎo)則【6】和HJ25.4—2014污染場地土壤修復(fù)技術(shù)導(dǎo)則（71，并結(jié)合浙江省DB33/T892—201313確定土壤修復(fù)建議目標(biāo)。詳細(xì)從土壤重金屬修復(fù)與土壤有機(jī)物修復(fù)兩方面制定標(biāo)準(zhǔn)。2.1土壤重金屬修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)由調(diào)查數(shù)據(jù)可知，場地重金屬污染源主要為砷，所以將其作為土壤重金屬修復(fù)的主要指標(biāo)。砷作為一種類金屬，廣泛存在于大自然中，包括巖石、土壤、水環(huán)境、大氣環(huán)境和動植物等各種生物體內(nèi)，土壤中的砷超過相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的緣由常常為巖石自然風(fēng)化、自然沉積造成土壤背景值過高，因此若單以風(fēng)險掌握值來作為砷的修復(fù)目標(biāo)值過于嚴(yán)格。本討論將土壤風(fēng)險掌握值與浙江省住宅及公共用地篩選值進(jìn)行對比，制定合理的土壤修復(fù)目標(biāo)值如表4所示。<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/202010/Env/202010212001243747.png”alt=“5.png”width=“526”height=“123”/2.2土壤有機(jī)物修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)土壤有機(jī)污染物為苯并【a芘，其屬于長久性有機(jī)污染物，在環(huán)境中不易被分解。但本場地屬垃圾填埋造成的土壤污染，而填埋層垃圾因填埋年月久遠(yuǎn)且生活垃圾組成簡單，無法推斷其污染來源，國內(nèi)外各標(biāo)準(zhǔn)中苯并【a】芘的土壤標(biāo)準(zhǔn)值范圍為0.20~0.66mg/kg。而1，2，3-三氯丙烷污染也較為嚴(yán)峻，其是一種無色有強(qiáng)刺激性液體，微溶于水，受熱易分解，具有毒性，必需列入風(fēng)險掌握。因此在結(jié)合浙江省的文件與實際狀況后，給出了土壤有機(jī)物修復(fù)目標(biāo)，見表5。<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/202010/Env/202010212001240164.png”alt=“6.png”width=“503”height=“131”/3場地土壤污染修復(fù)體系設(shè)計3.1修復(fù)工程總體框架設(shè)計首先需運用科學(xué)的方法，綜合考慮該垃圾填埋場的污染狀況、修復(fù)目標(biāo)以及土壤修復(fù)技術(shù)，確保修復(fù)后場地的二次開發(fā)不受影響。并且要在場地土壤污染調(diào)查、標(biāo)準(zhǔn)制定等工作上，從實際動身，充分考慮修復(fù)工時、修復(fù)效益、修復(fù)工程的環(huán)境影響等因素，分析并篩選切實有效的修復(fù)方法，因地制宜，選取并制定合適的修復(fù)方案。最終要盡量削減修復(fù)完成后污染物對將來環(huán)境的不良影響。因此依據(jù)以上原則，污染場地土壤修復(fù)方案總體框架制定見圖2。<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/202010/Env/202010212001247113.png”alt=“7.png”width=“480”height=“605”/3.2治理方案確定污染土壤修復(fù)包括異位修復(fù)和原位修復(fù)技術(shù)。2014年環(huán)保部公布的《污染場地修復(fù)技術(shù)名目》中，土壤異位修復(fù)技術(shù)包括固化/穩(wěn)定化技術(shù)與化學(xué)氧化/還原技術(shù)，而熱脫附、土壤洗脫、水泥窯協(xié)同處置、土壤阻隔填埋與生物堆等技術(shù)也是常用的技術(shù)。土壤原位修復(fù)技術(shù)則主要由生物通風(fēng)技術(shù)、固化/穩(wěn)定化技術(shù)、原位化學(xué)氧化/還原技術(shù)、土壤植物修復(fù)技術(shù)等組成。結(jié)合各項技術(shù)特點，以及該場地的污染土壤主要目標(biāo)污染物為砷、苯并【a】芘和1，2，3-三氯丙烷的實際狀況，又由于原位修復(fù)技術(shù)時間較長，在不同技術(shù)對比試驗下，優(yōu)先選擇異位修復(fù)技術(shù)。其中，砷污染土壤可通過固化/穩(wěn)定化技術(shù)、土壤洗脫技術(shù)、水泥窯協(xié)同處置技術(shù)、土壤阻隔填埋技術(shù)等進(jìn)行修復(fù)治理。由于洗脫技術(shù)會產(chǎn)生大量污水，水泥窯協(xié)同處置技術(shù)需要污染場地周邊有水泥窯場，土壤阻隔填埋技術(shù)需要污染場地周邊有合適的填埋場，因此最終選擇固化/穩(wěn)定化技術(shù)對砷污染土壤進(jìn)行修復(fù)治理。苯并a芘和1，2，3-三氯丙烷污染土壤可借助化學(xué)氧化/還原技術(shù)、熱脫附技術(shù)、水泥窯協(xié)同處置技術(shù)、土壤阻隔填埋技術(shù)、生物堆技術(shù)、多相抽提技術(shù)修復(fù)治理。由于化學(xué)氧化/還原技術(shù)需大量化學(xué)試劑且會產(chǎn)生污水，水泥窯協(xié)同處置技術(shù)需要污染場地周邊有水泥窯場，土壤阻隔填埋技術(shù)需要污染場地周邊有合適的填埋場，生物堆技術(shù)修復(fù)治理周期較長，多相抽提技術(shù)主要用于具有LNAPL相的土壤和地下水復(fù)合污染，因此最終選擇熱脫附技術(shù)對有機(jī)污染土壤進(jìn)行修復(fù)治理。4場地土壤修復(fù)治理方案工藝流程及效益分析4.1砷污染土壤修復(fù)治理工藝流程以固化/穩(wěn)定化技術(shù)對砷污染土壤進(jìn)行修復(fù)治理為對象，闡述其工藝流程。主要分為土壤預(yù)處理、土壤攪拌穩(wěn)定化、土壤穩(wěn)定化驗收。土壤預(yù)處理包括土壤的挖掘、運輸、粗篩、破裂。挖掘機(jī)現(xiàn)場挖掘土壤直接抓至泥斗車，由泥斗車運至處理場暫存。暫存土壤由抓斗機(jī)上料至轉(zhuǎn)筒篩進(jìn)行粗篩。粗大塊土壤轉(zhuǎn)輸至破裂設(shè)備，無法破裂石塊將輸出。細(xì)小顆粒由皮帶輸送至雙軸攪拌器。土壤攪拌穩(wěn)定化即向雙軸攪拌器內(nèi)添加確定量的水、藥劑，攪拌足夠長時間后由皮帶輸出至干凈土壤暫存地，在暫存地進(jìn)行掩蓋養(yǎng)護(hù)。土壤穩(wěn)定化驗收就是抽查土壤暫存地穩(wěn)定化產(chǎn)物，根據(jù)HJ/T299—2007固體廢物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法【進(jìn)行檢測，重金屬浸出濃度低于地下水Ⅲ類水質(zhì)指標(biāo)限值即為合格，合格的土壤將作為路基材料，應(yīng)用于路基建設(shè)。若不合格，則依據(jù)含量凹凸摻合到篩分污染土壤進(jìn)行再次穩(wěn)定化，工藝流程見圖3。按此步驟可將土壤重金屬污染去除。<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/202010/Env/202010212001249946.png”alt=“8.png”width=“358”height=“450”/4.2有機(jī)物污染土壤修復(fù)治理工藝流程有機(jī)污染物（主要為苯并Ja芘和1，2，3-三氯丙烷）污染土壤挖掘后，經(jīng)過破裂和篩分，分選出的大于5cm污染土重新破裂，小于5cm的污染土進(jìn)入暫存區(qū)暫存，在其中與處理后的土壤混合，調(diào)整含水率小于25%后進(jìn)入合金回轉(zhuǎn)干燥器。處理完畢的土壤經(jīng)加濕器降溫后回填或作為土壤水分調(diào)理劑與污染土壤混合。回轉(zhuǎn)干燥器產(chǎn)生的有機(jī)廢氣，經(jīng)旋風(fēng)除塵器后，通過焚燒器，將有機(jī)廢氣轉(zhuǎn)化為CO2、H0和HCl。再依次經(jīng)過冷卻塔、中和反應(yīng)器和布袋除塵器，最終達(dá)標(biāo)排放。技術(shù)路線如圖4所示。經(jīng)此處理有機(jī)物污染可被有效治理。<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/202010/Env/202010212001244094.png”alt=“9.png”width=“497”height=“595”/4.3場地土壤修復(fù)效益評估通過風(fēng)險評估法，以DB33/T892—2013浙江省污染場地風(fēng)險評估技術(shù)導(dǎo)則中居住用地標(biāo)準(zhǔn)的土壤風(fēng)險評估篩選值為標(biāo)準(zhǔn)，與治理土壤結(jié)果進(jìn)行比對，可認(rèn)為根據(jù)本設(shè)計的土壤修復(fù)體系進(jìn)行治理，可使土壤中重金屬污染（主要為砷）及有機(jī)物污染（主要為苯并【a】間芘和1，2，3-三氯丙烷）的問題得到解決，其中砷污染降至20mg/kg以下，苯并【a】芘和1，2，3-三氯丙烷污染對應(yīng)的修復(fù)值分別可降到0.2mgkg和0.05mg/kg，實施修復(fù)方案后，對多監(jiān)測點進(jìn)行檢測評估，超標(biāo)項目預(yù)估檢測結(jié)果見表6，取10點位作為評估對象，對比修復(fù)目標(biāo)可知修復(fù)結(jié)果符合文件規(guī)定。污染土壤修復(fù)效益由直接效益和間接效益2部分構(gòu)成，土壤修復(fù)后的場地可用作居住用地與商業(yè)用地，由于該地位于市區(qū)，經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。同時，工程竣工后將處理處置3.0×10t生活垃圾及污染土、1.5×10°t建筑垃圾渣土，可徹底解決污染土壤對當(dāng)?shù)睾恿魉|(zhì)的威逼，對河流下游的水源地及場地四周地下水起到肯定的愛護(hù)作用，并可逐步恢復(fù)已被破壞的堆放地周邊的生態(tài)環(huán)境。本工程的土壤修復(fù)效益是顯著的。<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/202010/Env/202010212001258232.png”alt=“10.png”width=“531”height=“360”/5結(jié)論本討論以寧波某填埋場的土壤修復(fù)為例，從實際狀