太原第一熱電廠污染土治理修復技術應用

王 覃 王衛(wèi)紅

中化二建集團有限公司（山西華晉巖土工程勘察有限公司）山西太原 030021

太原市第一熱電廠一期場地，面積約203 畝。生產(chǎn)期為1955～2000 年，長達45 年。2000 年底停產(chǎn)，2011 生產(chǎn)設施全部拆除。場地內堆存有煤矸石、粉煤灰、脫硫石膏等廢渣，截至2017 年12 月份，場地范圍已基本全部覆土種樹。根據(jù)前期調查報告，場地內的土壤受到石油烴、多環(huán)芳烴等有機污染物污染，部分區(qū)域污染物濃度超過人體健康風險可接受水平，需要開展相應的修復工程。

1 場地周邊環(huán)境概括

本項目場地北側為太原第一熱電廠五、六期工程。南側為太原第一熱電廠南側地塊，西側為太原化肥廠、省化工廳倉庫、站臺、貨場等，東側為太原第一熱電廠非生產(chǎn)區(qū)、居民區(qū)和醫(yī)院。場地目標地塊周圍環(huán)境敏感點（1km內）主要為住宅、學校。根據(jù)場地的未來規(guī)劃，未來的潛在敏感受體還包括場地施工人員及未來住宅人員。表1 為場地的主要環(huán)境敏感目標。

表1 主要環(huán)境敏感目標

本項目場地地塊距離汾河4.5km，距離晉陽湖1.5km。本次修復工程在一電廠最西側，土壤修復設施距離晉陽湖1.8km。項目與晉源區(qū)地表水系的位置關系見圖1。

圖1 晉源區(qū)水系圖

2 場地調查情況

2.1 固廢堆存與覆土情況

場地原地表以上建構筑物及設施拆除后，堆放部分建筑垃圾；場地大致平整后直接堆放煤矸石、粉煤灰、脫硫石膏等固體廢物。截至本次調查，場地煤矸石等固體廢物已堆存約5 年。根據(jù)現(xiàn)場踏勘、電廠相關人員咨詢結果，結合場地地勘鉆孔情況，判斷煤研石、粉煤灰、脫硫石膏堆存面積分別約為27900、12412、15385m2，堆存數(shù)量分別約為27900、37236、7693m3。上層覆蓋黃土面積約99897m2，厚度0.1～1m，覆蓋量約49949m3。

2.2 地下水調查

本場地地下水超篩選值污染物為常規(guī)無機指標，重金屬、總石油烴、多環(huán)芳烴類（SVOCs）、VOCs 等場地特征污染物均未超標。氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮等常規(guī)指標超標，原因應為周邊老工業(yè)區(qū)歷史生產(chǎn)生活活動導致區(qū)域地下水污染。調查發(fā)現(xiàn)，地下水為孔隙潛水，在場地規(guī)劃利用方式下，不具備利用價值，對未來在場地活動的受體人群無暴露途徑，因此不會對受體人群構成健康風險，無需進行風險評估。

2.3 土壤調查

本場地土壤超篩選值污染物為二苯并呋喃、SVOCs和總石油烴，其SVOCs 主要包括菲、熒蒽、芘、蒽、苯并（a）蒽、苯并（b）熒蒽、苯并（k）熒蒽、苯并（a）芘、茚并（1,2,3- cd）芘、二苯并（a,h）蒽、苯并（g,h,i）花，超篩選值區(qū)域為配電區(qū)和潤滑油管線沿線區(qū)域。

2.3.1 配電區(qū)

配電區(qū)土壤多環(huán)芳烴[苯并（a）蒽、苯并（b）熒蒽、苯并（a）芘、茚并（1,2,3- cd）芘、二苯并（a,h）蒽]的水平污染范圍以土- 6- 8、土- 13、土- 6- 1、土- 21、土- 6- 7、土- 6- 6、土- 6- 5 和土- 9（順時針方向）為邊界拐點，垂直污染深度為原地表下0～2.3m，最大超篩選值倍數(shù)為14.4 倍。

2.3.2 潤滑油管線

潤滑油管線土壤污染因子為SVOCs 和總石油烴，其中SVOCs 包括二苯并呋喃、多環(huán)芳烴[菲、熒蒽、芘、菌、苯并（a）蒽、苯并（b）熒蒽、苯并（k）熒蒽、苯并（a）芘、茚并（1,2,3- cd）芘、二苯并（a,h）蒽、苯并（g,h,i）花]。SVOCs的水平污染范圍以土- 30- 9、土- 30- 4、土- 12、土- 30- 7、土- 30- 8、土- 30- 3、土- 30- 11、土- 19（順時針方向）為邊界拐點，垂直污染深度為原地表下0～3.4m，最大超篩選值倍數(shù)為128 倍。潤滑油總石油烴的水平污染范圍為以土- 30- 9、土- 30- 4、土- 12、土- 30- 7、土- 30- 8、土- 30- 3、土- 30- 11、土- 19（順時針方向）為邊界拐點，垂直污染深度為原地表下0～5.5m，最大超篩選值倍數(shù)為4.73 倍。鑒于本場地土壤存在總石油烴和SVOCs（多環(huán)芳烴、二苯并呋喃）超風險篩選值的情況，存在健康風險。

風險評估報告顯示，本場地污染物修復目標值確定為 苯 并（a）蒽∶0.634mg/ kg，苯 并（b）熒 蒽∶0.636mg/ kg，茚并（1，2，3- cd）芘∶0.636mg/ kg，二苯并（a，h）蒽∶0.0636mg/ kg，苯并（a）芘∶0.2mg/ kg，總石油烴＞C16（脂肪族）10000mg/ kg。

根據(jù)場地土壤污染物檢測結果劃定場地修復范圍，需修復投影面積約2715m2，修復土方量約8908m3。

3 修復范圍、工程量和修復目標

3.1 潤滑油管線區(qū)

潤滑油管線區(qū)修復面積共計約825m2，其中總石油烴修復面積約221m2，修復起止高程為785.2～790.4m，修復土方量約1150m3；多環(huán)芳烴修復面積約535m2，修復起止高程788.3～791.4m，修復土方量約1660m3；總石油烴、多環(huán)芳烴復合修復面積約69m2，污染土壤修復起止高程785.2～791.4m，且788.3～791.4m 范圍內修復污染物為總石油烴和多環(huán)芳烴，修復土方量約214m3。共中785.2～788.3m 范圍內修復污染物為總石油烴，修復土方量約214m3。共計修復土方量約3238m3。詳見表2 和圖2。

圖2 潤滑油管線修復范圍示意圖

表2 潤滑油管線區(qū)場地修復范圍及工程量

3.2 配電區(qū)

分析各污染物修復范圍及深度，確定配電區(qū)總修復范圍為1890m2，修復污染土壤深度標高為785.5～788.5m，共計約5670m3。其中787.5～788.5m 范圍修復污染物為苯并（a）蒽、苯并（b）熒蒽、苯并（a）芘、茚并（1,2,3- cd）芘、二苯并（a,h）蒽，785.5～787.5m 范圍修復污染物為苯并（a）芘。詳見表3 和圖3。

圖3 配電區(qū)修復范圍示意圖

表3 配電區(qū)場地修復范圍及工程量

綜合計算潤滑油管線區(qū)域和配電區(qū)修復范圍，得出本場地修復面積共計約2715m2，修復土方量約8908m3。詳見表4 和圖4。

表4 場地土壤修復目標 mg/ kg

4 技術路線

修復工程要先對場地進行表層清理，即對污染土壤上覆的固廢層及黃土層進行開挖并暫存，然后將污染土壤開挖運輸至密閉大棚暫存。其中石油烴污染土進行化學氧化處理，處置完成后進入待檢區(qū)，檢測合格后才能運出場外；多環(huán)芳烴類污染土進行熱脫附處理，這部分土在大棚內進行篩分干化后，然后輸送至自密閉的熱脫附設備進行處理，處理后的污染土進入待檢區(qū)，檢測合格后方可運出場外，熱脫產(chǎn)生的尾氣及廢水經(jīng)過設備自帶的處理設施處置達標后排放。對于本次工程產(chǎn)生的基坑降水和積水等，統(tǒng)一將水匯集，經(jīng)過一體化污水處理設備處置后達標排放。

（1）工業(yè)固廢處置：對于兩個污染區(qū)域表層中的固廢層（粉煤灰等），要先在污染土壤開挖前進行處置，開挖后應對土壤和工業(yè)固廢進行分選，分選后的工業(yè)固廢收集后進行臨時存放，存放地必須符合防滲防漏防淋等相關環(huán)境管理要求。

（2）污染土壤修復：采用異位修復- 資源化綜合利用方式處置污染土壤，總石油烴污染土壤采用化學氧化修復技術，降低土壤中的石油烴、多環(huán)芳烴污染物，減少對環(huán)境敏感目標造成影響；多環(huán)芳烴及復合污染土壤采用熱脫附裝置，去除土壤中的污染物。

（3）場地內積水處置：修復工程施工過程中，場地會產(chǎn)生一些積水，主要包括堆場雨后積水、基坑積水等。這些積水如果長時間浸泡土壤，會造成土壤二次污染。同時，這些場地積水與污染土壤接觸后，也會造成水質污染。為了防止場地積水與土壤的交叉污染，需及時對雨后積水、基坑積水等進行處理。當出現(xiàn)積水時，用泵將積水匯入收集池，處置達標后，綜合利用或排放。

5 修復效果評價

修復驗收，除了進行嚴密的采樣和實驗室檢測之外，還需要對檢測數(shù)據(jù)進行科學合理的分析，確定場地污染物是否達到驗收標準，以判定場地是否達到修復效果要求。若達不到修復效果要求，需要給出繼續(xù)修復建議。場地如需開展后期管理，還應評估后期管理計劃合理性及落實程度。

修復效果評價的內容包括土壤清挖區(qū)域、污染土修復區(qū)域、修復后土壤、場地內非修復區(qū)域的污染土壤全部修復達標。將所采土壤樣品污染物濃度測定值與修復目標值比對，采取逐點對比的方式進行質量檢驗、驗收檢驗等工作。超過修復目標值表示未修復合格，需進一步修復；低于修復目標值，則表示土壤修復合格。

對于基坑，若某處驗收采樣檢測不合格，則根據(jù)網(wǎng)格對局部污染土壤進行再次清理和驗收，必要時可在局部進行詳細采樣，詳細采樣布點采用網(wǎng)格布點方法。對于修復后的土壤堆體，若某堆體驗收采樣檢測不合格，則將污染土運至處置設施處，重新運行修復設施進行修復后，再次進行采樣驗收。