北京某汽車修理地塊土壤污染修復案例研究

幸秋明

（中化環境修復（上海）有限公司 上海 200235）

引言

隨著經濟的快速發展，土壤污染問題愈加嚴重，對人們生產生活造成了嚴重影響[1]。相比水污染和大氣污染，土壤污染具有突出的復雜性特征[2]。因此，要想有效治理土壤污染問題，需根據治理地的實際情況進行選擇處理[3]。本研究以北京某汽車修理地塊土壤污染修復為例，根據地塊的實際情況選擇了水泥窯協同處置技術[4～6]，經過修復后的土壤和水泥制品都達到了預期目標，給其他類似修復項目提供可借鑒與參考經驗。

1 項目概況

北京某汽車修理地塊位于北京市昌平區，占地面積約1500m2。該地于2003～2018 年地面建設汽修廠，2018～2020 年進行土壤污染狀況調查及風險評估工作，2021 年北京某專業土壤修復公司對該地塊進行土壤修復工作。本地塊內土壤污染物為鉛、苯并[a]芘和石油烴（C10～C40），含量超出了國家標準《土壤環境質量建設用地土壤污染風險管控標準（試行）》（GB 36600-2018）的第一類用地篩選值，具體污染情況見表1。

表1 土壤分析檢測超標統計結果（單位：mg/kg）

2 修復工程概況

2.1 修復目標

本項目待修復地塊污染物主要為鉛、苯并[a]芘和石油烴（C10～C40），污染濃度超出了國家標準《土壤環境質量建設用地土壤污染風險管控標準（試行）》（GB36600-2018）標準篩選值。因此，采用國家標準GB36600-2018 中第一類用地篩選值確定為本地塊修復目標值，本地塊修復目標值見表2。

表2 修復目標值確定表（單位：mg/kg）

2.2 修復工程量

地塊內總體需修復土壤面積共513m2，不同區域修復深度1～3.5m 不等，需修復土壤方量共計618.5m3，4 類污染物修復土壤方量明細見表3。

表3 地塊污染范圍和方量匯總

2.3 地塊修復技術路線

綜合考慮地塊的修復效果、技術有效性、修復過程可控性、費用和環境影響等，論證了地塊污染土壤修復治理技術可行性，最終確定采用水泥窯協同處置技術。

3 修復工程實施

3.1 總體施工流程

根據本項目采用水泥窯協同處置技術的總體技術路線和施工總體目標，考慮場地及周邊的施工條件、施工周期要求、環境敏感目標的二次污染防治要求，結合以往修復工程經驗，進行本項目施工內容部署詳見圖1。

圖1 項目施工內容部署

3.1.1 準備階段

施工前收集資料，場地移交及手續辦理。交接現場控制點，進行污染區測量定位放線等工作。

3.1.2 施工階段

對污染土壤進行固廢屬性鑒別，符合水泥窯協同處置標準后進行協同處置，其中包括污染土壤清挖、外運、基坑回填及廠內平整和竣工驗收等環節。

3.1.3 修復效果評估階段

修復效果評估階段包括修復效果自評估、修復效果評估與撤場兩個部分[7]。

3.2 修復工程實施

3.2.1 總體施工流程

本項目總體施工流程如圖2 所示。

圖2 項目總體施工流程

3.2.2 污染土壤固廢屬性鑒別參照危險廢物鑒別的規范和程序，針對修理地塊618.5m3含重金屬鉛、苯并[a]芘和石油烴（C10～C40）污染土壤進行危險特性分析和基本性質分析。根據樣品檢測數據分析，本項目地塊污染土壤不具有腐蝕性、浸出毒性、毒性物質含量超標和急性毒性的危險特性；根據污染土壤危險特性分析結果，本地塊污染土壤為一般工業固體廢物，按一般工業固體廢物進行轉運至水泥窯進行處置。

3.2.3 污染土壤開挖

3.2.3.1 清挖施工

本項目共分為3 個清挖區域，首先清挖S6區域，然后依次清挖S3 區域、S1 區域，最后清挖S5 區域，污染土隨挖即運。開挖過程中將土壤中的大塊磚渣、碎石、卵石、混凝土塊等建筑垃圾等>50mm 的大顆粒與土壤進行篩分，篩分方式為“機械+人工篩分”、分揀、清理，篩分后的石塊經清理后放到篩上物暫存區進行臨時堆存，暫存區已做好相應的防滲及苫蓋工作，避免其混入污染土壤，影響污染土壤的后續水泥窯協同處置工作。

3.2.3.2 開挖總工程量統計

北京某汽車修理地塊修復工程設計工程量和實際工程量對比見表4。

表4 設計工程量和實際工程量對比一覽表

3.2.4 清潔土臨時堆存或轉運

設計清潔土開挖方量為286m3，現場基坑開挖出618.5m3污染土，需外運輸來618.5m3清潔土進行回填，因此本項目涉及清潔土壤904.5m3。現場S3 修復區域開挖出的清潔土將在地塊內臨時堆存，待基坑效果評估達標后回填；而地塊外運輸來的清潔土進行采樣確認為清潔土后，隨運即填。

3.2.5 污染土壤外運

由于北京某汽車修理場地土壤污染包含SVOCs 污染土壤，污染土壤運輸應遵循運輸車輛全程密閉、場地運輸采用單循環形式、卡車有序行車、加強道路養護等原則。

3.2.6 施工過程中二次污染防治措施

污染土開挖過程中，為防止揚塵產生，采用霧炮進行專門的降塵。污染土的運輸選擇專用的密閉車輛，采用棚布進行苫蓋，防止遺撒，并保證運輸車輛車況完好。另外，為保證污染土壤開挖及存儲過程中不對周圍環境造成影響，防止二次污染的產生，進行修復施工的過程中，還應對暴露土壤進行苫布覆蓋，對清挖工作區、污染土暫存區等區域進行苫蓋，對污染土地塊內轉運過程中產生的遺撒污染土進行專門清理。

3.3 水泥窯協同處置技術

3.3.1 技術原理

水泥生產是利用含碳酸鈣、二氧化硅以及鐵、鋁氧化物的原料，按照一定比例在高溫下部分熔融，生成以硅酸鈣為主的熟料，加入部分石膏和混合材料后，生產出具有水硬特性的無機材料[8]。

3.3.2 技術特點

從工藝來看，水泥回轉窯處置危險廢物具有焚燒溫度高、停留時間長、焚燒狀態穩定、建設投資小、運行成本低[9]等特點。

3.3.3 工藝流程

水泥窯協同焚燒技術是利用水泥窯中的高溫，將土壤中的有機物焚燒成為無毒無害的CO2和H2O。其技術原理是利用水泥回轉窯內的高溫、熱穩定性好、無廢渣排放等特點，在生產水泥熟料的同時，焚燒處理污染土壤，有效節省資源，保護環境，具有良好的經濟、社會效益。本項目場地污染土壤采用水泥窯高溫段喂料方式處理。

3.3.4 工藝參數

綜合考慮本項目需要修復的土方量、水泥窯焚燒的場地等方面的因素，本次水泥窯焚燒工藝利用現有水泥廠的新型干法水泥窯控制摻燒污染土并根據污染物特性控制其相應爐溫來達到處理污染土壤的目的。水泥窯協同處置技術的主要設計參數見表5。

表5 主要設計參數

3.3.5 污染土水泥窯協同處置處理

水泥窯焚燒污染土過程主要包括污染土預處理、污染土進料、水泥回轉窯焚燒以及尾氣凈化。

3.3.5.1 污染土預處理

污染土的預處理主要為破碎篩分，使用篩分設備進行篩分，篩分后的超規格土塊粒徑＞50mm，然后使用破碎機粉碎后再次篩分。

3.3.5.2 污染土進料

污染土壤經過預處理后，轉運到預熱器塔架旁的喂料斗，為避免卸料時二次污染，卸料區密封。卸料完成后，進入封閉狀態。污染土出來后進行計量，計量后進入喂料點，送入高溫段焚燒，完成污染土壤的整個入窯過程。

3.3.5.3 污染土水泥回轉窯內焚燒

污染土壤進入水泥回轉窯，在高溫條件下，其半揮發性有機物和石油烴等有機污染物迅速蒸發和氣化，高溫氣流與堿性物料充分接觸可有效地抑制酸性物質的排放，使SO2和Cl 等有機化學成分化合成無機鹽類固定下來。污染土壤在水泥回轉窯內煅燒，最終變為水泥熟料，其有機氣體被徹底焚毀，重金屬被固化。

3.3.5.4 污染土處理結果

污染土作為水泥生產的替代原料，和其他配料一起經水泥窯焚燒后生產成水泥熟料；污染土中所含的污染物經水泥窯高溫和長時間煅燒被徹底焚毀，有機物完全燃燒和徹底分解，重金屬固化在水泥晶格內；污染土經過水泥窯焚燒后最終變為符合產品質量的水泥并在市場上進行銷售，沒有廢渣和其他廢棄物的產生。

4 修復效果評估

4.1 基坑效果自評估

4.1.1 第1 次修復效果自評估

基坑S1 的B1C-3、B1K-1 采樣點苯并[a]芘超過修復目標值，需對其余2處點位做進一步修復。

4.1.2 第2 次修復效果自評估

監測結果表明，未開挖區域土壤無超標現象，但第2 次基坑開挖效果評估結果顯示“二次污染防治區的YESC-01 點位和基坑側壁FS1-C01 點位超標”，需進一步開挖。

4.1.3 第3 次修復效果自評估

根據修復效果評估單位反饋結果，第2 次基坑開挖修復效果監測土壤樣品檢測指標已經全部達標，至此基坑開挖施工結束。

4.2 清潔土自評估

對基坑S3 表層0～2m 開挖的292.68m3清潔土采集2 個土壤樣品，對指標鉛、苯并[a]芘和石油烴（C10～C40）進行檢測，根據檢測結果，2 個土壤樣品石油烴（C10～C40）、鉛、苯并[a]芘均低于修復目標值，地塊內開挖清潔土自評估效果合格。

4.3 水泥制品質量評估

水泥窯在協同處置后對水泥廠同批次水泥質量均合格。

結語

基坑3 次修復效果評價為檢測指標鉛、苯并[a]芘和石油烴（C10～C40）已經全部達到GB36600-2018 標準篩選值。污染物鉛、苯并[a]芘和石油烴（C10～C40）檢測結果均小于修復目標值滿足修復方案中規定的土壤修復目標值，土壤污染治理效果達標。對開挖的292.68m3清潔土采集2 個土壤樣品，根據檢測結果得知清潔土污染物含量滿足回填要求，清潔土修復效果評估合格。對水泥質量的合格情況進行評估，根據提供的資料，水泥質量合格。