云南某冶煉廠污染土壤及地下水風險管控方案探究

王 麗，崔燦文，和麗萍，李麗娜

(1.云南省環境工程設計研究中心,云南 昆明 650000；2.云南省生態環境科學研究院,云南 昆明 650034)

云南素有“有色金屬王國”之稱，經過多年發展已成為我國重要的有色金屬采選、冶煉、生產及加工基地[1]。由于過去有色金屬礦冶發展方式粗放，企業環保設施落后，加之環保意識淡薄，礦冶活動頻繁地區的土壤、地下水及地表水環境均受到不同程度的污染。近年來，國家相繼出臺《土壤污染防治行動計劃》《污染地塊土壤環境管理辦法》(試行)《土壤污染防治法》[2]，云南省污染防治攻堅戰全面打響，統籌推進“凈土保衛戰”，并取得顯著成效。

土壤污染治理修復工程技術難度高，耗資巨大，加之云南土壤類型、水文地質條件有其特殊性，土壤污染治理修復工作起步晚，缺少技術及專業人才積累，使得云南土壤污染防治在技術、經濟方面面臨巨大挑戰。

土壤是經濟社會可持續發展的物質基礎，關系到人民群眾身體健康，保護好土壤環境是推進云南省生態文明建設和維護區域生態安全的重要內容[3]。云南省堅持走“生態優先、綠色發展”之路[4]，積極探索綠色發展路徑，需要協同推進經濟社會高質量發展和生態環境高水平保護，在解決土壤污染問題時，既要考慮環境效益，又要兼顧經濟效益。

目前，國內外對污染地塊土壤普遍采取修復措施，以消除污染土壤人體健康風險[5]。但是云南省一些待修復污染地塊現階段土地利用價值不高，或者暫不進行開發利用，當下實施修復工程，經濟投入過高，其社會經濟效益并不顯著?！段廴镜貕K土壤環境管理辦法(試行)》明確：“污染地塊土地使用權人應當根據風險評估結果，并結合污染地塊相應開發利用計劃，有針對性地實施風險管控”“對暫不利用的污染地塊，實施以防止污染擴散為目的的風險管控”。因此，云南省土壤污染防治應當立足本省社會經濟發展現狀，綜合考慮環境、經濟、社會效益，結合地塊未來開發利用規劃，探索污染場地土壤及地下水風險管控技術。相較于土壤修復工程，采取風險管控既能有效控制污染物暴露及擴散，緩解污染土壤環境問題，又能更大程度兼顧經濟可行性，實現土壤及地下水環境保護與經濟發展雙嬴?，F以云南省某關停冶煉廠污染土壤及地下水風險管控方案為例，淺談風險管控在土壤及地下水污染防治中的運用。

1 項目概況

該地塊為云南省有色金屬冶煉行業一典型冶煉廠污染場地，根據水文地質調查結果，調查區地層由新至老主要為人工填土層、第四系坡洪積層、二疊系峨眉山組玄武巖，揭露的第四系坡洪積層主要為粘土。根據地下水含水介質與地下水類型，調查區可劃分出三個含水層，第一含水層為松散巖類孔隙潛水，第二含水層為松散巖類孔隙承壓水，第三含水層為玄武巖類風化裂隙水。場區地下水主要接受北側的側向徑流補給和垂向上的降雨入滲和綠化回灌補給，接受補給后，總體在東側、西側和南側邊界徑流排泄。該地塊風險評估結果顯示：土壤關注污染物砷和鎘的致癌風險及危害商均超過可接受風險水平，鋅的危害商超過可接受風險水平，需對場地污染土壤采取修復治理或風險管控措施；場地污染地下水風險水平可接受，但經污染預測與趨勢分析，廠區地下水具有不斷遷移影響下游地下水的可能性，建議對廠區污染地下水采取風險管控。地塊未來規劃用途為工業用地，但具體規劃用途尚未明確，且目前暫無開發計劃。本項目擬以地塊水文地質條件、環境調查與風險評估結果為基礎，充分結合地塊開發利用規劃、污染防治實際需要、當地自然生態環境條件以及投資可能，開展土壤及地下水風險管控研究，提出具有針對性的工程及措施，力求做到經濟上合理、技術上可行，以期為項目決策及工程實施提供技術依據。

2 場地污染現狀

對照《土壤環境質量 建設用地土壤污染風險管控標準(試行)》，地塊土壤關注污染物為鎘、砷、鋅，樣品超標率分別為17.54%、12.58%、10.15%。超篩選值點位在整個場地均有分布。污染深度集中在0～4.0m深度范圍，最深至9m。對照《GB/T 14848-2017地下水質量標準》Ⅲ 類標準，地下水檢測結果與環境質量評價結果表明，第一、第二含水層地下水主要關注污染物為硫酸鹽、鎘、鉛、錳、鋅；第三層地下水所有檢測指標均未超標。第一層地下水超標區域面積約為363134m2，第二層地下水污染因子減少，且超標濃度明顯降低，第二層地下水超標面積為269600m2。

大氣降雨入滲、地表水下滲將廠區污染土壤中的重金屬污染物淋溶進入下伏含水層，廠區地下水補給下游含水層，污染物隨地下水遷移彌散，污染廠區下游及周邊地下水。河流、水庫作為廠區地下水排泄點，地表水亦可能受到一定程度污染。廠區東南西三側均為居民區，居住大量居民。人群長期直接暴露于重金屬污染的土壤、地下水及地表水環境，可能發生中毒，甚至產生較大的患病風險，危害人體健康。

3 風險管控目標及范圍

根據風險評估結果，土壤中重金屬污染物通過皮膚直接接觸、偶然攝入污染土壤或吸入污染土壤顆粒物等暴露途徑會產生環境風險，降雨、灌溉條件下土壤中污染物淋濾會污染地下水；廠區第一層和第二層地下水均受到污染，廠區及其周邊的地下水不作為飲用水水源，但污染地下水徑流遷移會影響區域環境。因此，在清源的基礎上對廠區土壤及地下水進行阻隔管控，減少降水入滲補給量，減緩受污染地下水遷移擴散速度，降低和消除地塊污染物對人體健康和環境的風險，穩定及改善項目區生態環境。

土壤風險管控目標為：減少或消除土壤中污染物暴露產生的環境風險，阻斷皮膚直接接觸、偶然攝入污染土壤或吸入污染土壤顆粒物等暴露途徑；減少地下水入滲補給量，控制殘留污染物向地下水遷移。

地下水不具有飲用功能，且風險水平可接受。同時，廠區外的下游地下水已產生污染?；诖耍緢龅氐牡叵滤L險管控設定為有限管控較為適宜。地下水的風險管控目標為：通過控制廠區的污染地下水，減緩污染地下水向下游村莊遷移速度，不斷降低地下水中污染組分的濃度，減輕廠區內污染地下水對下游地下水及敏感人群的影響。

土壤污染風險管控范圍為整個廠區，重點考慮綠化區域污染土壤暴露風險、硬化區域地面破損、原有的排水渠底部及兩側腐蝕存在污染物滲濾擴散風險等環境問題。廠區邊界為土壤風險管控邊界。廠區內第一層地下水與第二層地下水均存在超標現象，且污染較為嚴重。結合地下水風險管控目標，管控范圍定為整個廠區，廠區邊界為管控邊界。

4 風險管控方案

4.1 土壤風險管控方案

項目區在土壤風險管控方面的環境問題主要是：

(1)項目區土壤主要污染物為鎘、砷、鋅，污染的潛在受體主要為廠區內活動及廠區周邊生活的人群，為保障人體健康，需要阻斷暴露途徑。

(2)遺留的構筑物、水泥路面構成的硬化區域，部分路面因大車碾壓、年久失修等原因，出現破損、裂痕裂縫，在降雨或灑水降塵等過程中，雨水、降塵用水等可能通過破損、裂痕裂縫下滲進入到地下水，產生污染風險。

(3)廠區雨、污水收集及處理系統較為完善，基本可以滿足場地污水處理需要，原有的排水渠底部及兩側均受到一定的腐蝕，為避免雨、污水經過排水渠底部下滲，需實施排水渠的修補、防滲硬化。

(4)廠區內有17%的地表面積為綠化用地，土壤亦受重金屬污染，進入綠地的雨水、綠化用水會下滲補給地下水，同時，雨水、綠化用水的下滲還可能會引起土壤中污染的浸出以及擴散，亦導致地下水風險管控中需要處理的地下水量增加。

因此，綜合考慮土壤管控技術、項目區現狀、治污需求、工程投資等因素，提出以下方案：采用水平風險管控措施截斷土壤中污染物暴露途徑，減少降雨入滲補給量，維持綠化現狀并加強管理，對遺留的構筑物、水泥路面構成的硬化區域地面破損部分進行修補，同時對排水渠進行防滲硬化。土壤風險管控思路見圖1。

4.2 地下水風險管控方案

在廠區地表污染源已進行清源和污染土壤進行水平阻隔的基礎上，開展廠區的地下水風險管控。地下水垂直阻隔主要目的為：阻止廠區北部水質較好的地下水進入廠區，從而減少污染的地下水水量。地下水截流的目的為：收集廠區內的重污染地下水并處理，同時阻止其向下游遷移。抽出處理則是將重污染區的地下水抽出，減緩其向廠區外遷移。為此，針對該廠區，制定如下地下水阻隔及截流方案：在廠區北側，地表水導排，第一層地下水東、西、南側集水槽截流，第二層地下水重污染區抽出處理。

根據風險管控策略與方案確定地下水污染環境風險管控技術路線，主要為地表水疏導工程、截流工程以及抽出處理工程。

(1)疏導工程目標

廠區北側地表水疏導工程的目標為阻止廠區東北側和西北側來自山區的地表水經沖溝進入廠區，降低廠區內的地表積水和現有排水渠對地下水的入滲補給量，減少污水處理廠對初期雨水的處理量。

(2)集水槽截流目標

廠區東側、西側與南側集水槽截流目標為使廠區污染地下水徑流至集水槽時，被有效地抽出處理，從而切斷遷移途徑，污染地下水不會遷移出廠界污染下游地下水。

(3)抽出處理目標

抽出污染地下水并送往污水處理廠，在抽出過程中，形成水位降低區，阻止地下水向廠區外圍遷移，不斷降低重污染區的濃度。

以土壤污染環境風險管控技術和地下水污染環境風險管控技術相結合，實現場地風險管控。

5 風險管控效益分析

5.1 經濟效益分析

地下水管控措施實施后，可有效控制污染地下水向廠區下游遷移，對下游農用地質量的改善有非常大的提高。下游農用地面積巨大，風險管控方案實施后會改善土地及地下水質量狀況，增加當地居民一定的收入，也杜絕了污染地下水繼續遷移對人體造成損害的情況。風險管控工程一次性投資較修復工程大大降低，可緩解企業當下環境治理資金壓力。

5.2 環境效益分析

(1)土壤管控措施可以阻斷暴露途徑，大大減少或消除土壤中污染物暴露產生的環境風險，實施后有助于改善廠區環境。維持綠化現狀并加強管理，為廠區長期生產造成的工業化場地增加一抹亮麗的綠色。

(2)地下水采取一系列管控措施后，可以減緩廠區污染地下水向下游擴大遷移的速度，后期隨水位變化，使廠區地下水基本不向下游遷移，總體控制地下水環境污染源，改善地下水環境質量，使地下水環境生態向良好趨勢轉變，確保下游地下水水質及敏感人群安全，對區域地下水環境改善具有重大的作用。

5.3 社會效益分析

(1)項目實施后，能有效控制廠區土壤和地下水污染，營造優良的土壤和地下水環境氛圍，保障區域地下水環境更安全。這不僅會提升企業在當地的良好形象，也使企業可以配合政府做到改善區域環境、保障人身安全，有效促進地方政府環境保護計劃的制定與實施，有利于引導政府、企業向環保產業投資。

(2)地下水管控措施能有效控制廠區污染地下水向下游遷移，影響下游敏感人群。若不采取任何措施，任由污染地下水遷移至下游村莊，可能會對人體健康造成危害，引起廣大村民抗議，影響社會安定等。因此，項目實施降低了對當地居民身體健康的危害，能夠提高當地居民生活質量。

6 結論與建議

積極探索污染土壤及地下水風險管控技術方案，避免過度修復，發揮土壤環境保護在促進云南經濟轉型升級中的作用，對云南省改善生態環境，發展綠色經濟大有裨益。本項目以防止污染擴散為目的，提出技術可行、經濟合理、具有可操作性的風險管控方案，以土壤污染環境風險管控技術和地下水污染環境風險管控技術相結合，實現場地風險管控，阻斷污染物暴露途徑，降低和消除地塊污染物對人體健康和環境的風險，促進廠區及周邊土壤及地下水環境恢復，將產生較好的經濟、環境及社會效益。

該項目風險管控思路統籌兼顧經濟社會發展與生態環境保護，可為云南省改善土壤環境、科學維護綠色家園提供借鑒。