云南某冶炼厂污染土壤及地下水风险管控方案探究

王 丽，崔灿文，和丽萍，李丽娜

(1.云南省环境工程设计研究中心,云南 昆明 650000；2.云南省生态环境科学研究院,云南 昆明 650034)

云南素有“有色金属王国”之称，经过多年发展已成为我国重要的有色金属采选、冶炼、生产及加工基地[1]。由于过去有色金属矿冶发展方式粗放，企业环保设施落后，加之环保意识淡薄，矿冶活动频繁地区的土壤、地下水及地表水环境均受到不同程度的污染。近年来，国家相继出台《土壤污染防治行动计划》《污染地块土壤环境管理办法》(试行)《土壤污染防治法》[2]，云南省污染防治攻坚战全面打响，统筹推进“净土保卫战”，并取得显著成效。

土壤污染治理修复工程技术难度高，耗资巨大，加之云南土壤类型、水文地质条件有其特殊性，土壤污染治理修复工作起步晚，缺少技术及专业人才积累，使得云南土壤污染防治在技术、经济方面面临巨大挑战。

土壤是经济社会可持续发展的物质基础，关系到人民群众身体健康，保护好土壤环境是推进云南省生态文明建设和维护区域生态安全的重要内容[3]。云南省坚持走“生态优先、绿色发展”之路[4]，积极探索绿色发展路径，需要协同推进经济社会高质量发展和生态环境高水平保护，在解决土壤污染问题时，既要考虑环境效益，又要兼顾经济效益。

目前，国内外对污染地块土壤普遍采取修复措施，以消除污染土壤人体健康风险[5]。但是云南省一些待修复污染地块现阶段土地利用价值不高，或者暂不进行开发利用，当下实施修复工程，经济投入过高，其社会经济效益并不显著。《污染地块土壤环境管理办法(试行)》明确：“污染地块土地使用权人应当根据风险评估结果，并结合污染地块相应开发利用计划，有针对性地实施风险管控”“对暂不利用的污染地块，实施以防止污染扩散为目的的风险管控”。因此，云南省土壤污染防治应当立足本省社会经济发展现状，综合考虑环境、经济、社会效益，结合地块未来开发利用规划，探索污染场地土壤及地下水风险管控技术。相较于土壤修复工程，采取风险管控既能有效控制污染物暴露及扩散，缓解污染土壤环境问题，又能更大程度兼顾经济可行性，实现土壤及地下水环境保护与经济发展双嬴。现以云南省某关停冶炼厂污染土壤及地下水风险管控方案为例，浅谈风险管控在土壤及地下水污染防治中的运用。

1 项目概况

该地块为云南省有色金属冶炼行业一典型冶炼厂污染场地，根据水文地质调查结果，调查区地层由新至老主要为人工填土层、第四系坡洪积层、二叠系峨眉山组玄武岩，揭露的第四系坡洪积层主要为粘土。根据地下水含水介质与地下水类型，调查区可划分出三个含水层，第一含水层为松散岩类孔隙潜水，第二含水层为松散岩类孔隙承压水，第三含水层为玄武岩类风化裂隙水。场区地下水主要接受北侧的侧向径流补给和垂向上的降雨入渗和绿化回灌补给，接受补给后，总体在东侧、西侧和南侧边界径流排泄。该地块风险评估结果显示：土壤关注污染物砷和镉的致癌风险及危害商均超过可接受风险水平，锌的危害商超过可接受风险水平，需对场地污染土壤采取修复治理或风险管控措施；场地污染地下水风险水平可接受，但经污染预测与趋势分析，厂区地下水具有不断迁移影响下游地下水的可能性，建议对厂区污染地下水采取风险管控。地块未来规划用途为工业用地，但具体规划用途尚未明确，且目前暂无开发计划。本项目拟以地块水文地质条件、环境调查与风险评估结果为基础，充分结合地块开发利用规划、污染防治实际需要、当地自然生态环境条件以及投资可能，开展土壤及地下水风险管控研究，提出具有针对性的工程及措施，力求做到经济上合理、技术上可行，以期为项目决策及工程实施提供技术依据。

2 场地污染现状

对照《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》，地块土壤关注污染物为镉、砷、锌，样品超标率分别为17.54%、12.58%、10.15%。超筛选值点位在整个场地均有分布。污染深度集中在0～4.0m深度范围，最深至9m。对照《GB/T 14848-2017地下水质量标准》Ⅲ 类标准，地下水检测结果与环境质量评价结果表明，第一、第二含水层地下水主要关注污染物为硫酸盐、镉、铅、锰、锌；第三层地下水所有检测指标均未超标。第一层地下水超标区域面积约为363134m2，第二层地下水污染因子减少，且超标浓度明显降低，第二层地下水超标面积为269600m2。

大气降雨入渗、地表水下渗将厂区污染土壤中的重金属污染物淋溶进入下伏含水层，厂区地下水补给下游含水层，污染物随地下水迁移弥散，污染厂区下游及周边地下水。河流、水库作为厂区地下水排泄点，地表水亦可能受到一定程度污染。厂区东南西三侧均为居民区，居住大量居民。人群长期直接暴露于重金属污染的土壤、地下水及地表水环境，可能发生中毒，甚至产生较大的患病风险，危害人体健康。

3 风险管控目标及范围

根据风险评估结果，土壤中重金属污染物通过皮肤直接接触、偶然摄入污染土壤或吸入污染土壤颗粒物等暴露途径会产生环境风险，降雨、灌溉条件下土壤中污染物淋滤会污染地下水；厂区第一层和第二层地下水均受到污染，厂区及其周边的地下水不作为饮用水水源，但污染地下水径流迁移会影响区域环境。因此，在清源的基础上对厂区土壤及地下水进行阻隔管控，减少降水入渗补给量，减缓受污染地下水迁移扩散速度，降低和消除地块污染物对人体健康和环境的风险，稳定及改善项目区生态环境。

土壤风险管控目标为：减少或消除土壤中污染物暴露产生的环境风险，阻断皮肤直接接触、偶然摄入污染土壤或吸入污染土壤颗粒物等暴露途径；减少地下水入渗补给量，控制残留污染物向地下水迁移。

地下水不具有饮用功能，且风险水平可接受。同时，厂区外的下游地下水已产生污染。基于此，本场地的地下水风险管控设定为有限管控较为适宜。地下水的风险管控目标为：通过控制厂区的污染地下水，减缓污染地下水向下游村庄迁移速度，不断降低地下水中污染组分的浓度，减轻厂区内污染地下水对下游地下水及敏感人群的影响。

土壤污染风险管控范围为整个厂区，重点考虑绿化区域污染土壤暴露风险、硬化区域地面破损、原有的排水渠底部及两侧腐蚀存在污染物渗滤扩散风险等环境问题。厂区边界为土壤风险管控边界。厂区内第一层地下水与第二层地下水均存在超标现象，且污染较为严重。结合地下水风险管控目标，管控范围定为整个厂区，厂区边界为管控边界。

4 风险管控方案

4.1 土壤风险管控方案

项目区在土壤风险管控方面的环境问题主要是：

(1)项目区土壤主要污染物为镉、砷、锌，污染的潜在受体主要为厂区内活动及厂区周边生活的人群，为保障人体健康，需要阻断暴露途径。

(2)遗留的构筑物、水泥路面构成的硬化区域，部分路面因大车碾压、年久失修等原因，出现破损、裂痕裂缝，在降雨或洒水降尘等过程中，雨水、降尘用水等可能通过破损、裂痕裂缝下渗进入到地下水，产生污染风险。

(3)厂区雨、污水收集及处理系统较为完善，基本可以满足场地污水处理需要，原有的排水渠底部及两侧均受到一定的腐蚀，为避免雨、污水经过排水渠底部下渗，需实施排水渠的修补、防渗硬化。

(4)厂区内有17%的地表面积为绿化用地，土壤亦受重金属污染，进入绿地的雨水、绿化用水会下渗补给地下水，同时，雨水、绿化用水的下渗还可能会引起土壤中污染的浸出以及扩散，亦导致地下水风险管控中需要处理的地下水量增加。

因此，综合考虑土壤管控技术、项目区现状、治污需求、工程投资等因素，提出以下方案：采用水平风险管控措施截断土壤中污染物暴露途径，减少降雨入渗补给量，维持绿化现状并加强管理，对遗留的构筑物、水泥路面构成的硬化区域地面破损部分进行修补，同时对排水渠进行防渗硬化。土壤风险管控思路见图1。

4.2 地下水风险管控方案

在厂区地表污染源已进行清源和污染土壤进行水平阻隔的基础上，开展厂区的地下水风险管控。地下水垂直阻隔主要目的为：阻止厂区北部水质较好的地下水进入厂区，从而减少污染的地下水水量。地下水截流的目的为：收集厂区内的重污染地下水并处理，同时阻止其向下游迁移。抽出处理则是将重污染区的地下水抽出，减缓其向厂区外迁移。为此，针对该厂区，制定如下地下水阻隔及截流方案：在厂区北侧，地表水导排，第一层地下水东、西、南侧集水槽截流，第二层地下水重污染区抽出处理。

根据风险管控策略与方案确定地下水污染环境风险管控技术路线，主要为地表水疏导工程、截流工程以及抽出处理工程。

(1)疏导工程目标

厂区北侧地表水疏导工程的目标为阻止厂区东北侧和西北侧来自山区的地表水经冲沟进入厂区，降低厂区内的地表积水和现有排水渠对地下水的入渗补给量，减少污水处理厂对初期雨水的处理量。

(2)集水槽截流目标

厂区东侧、西侧与南侧集水槽截流目标为使厂区污染地下水径流至集水槽时，被有效地抽出处理，从而切断迁移途径，污染地下水不会迁移出厂界污染下游地下水。

(3)抽出处理目标

抽出污染地下水并送往污水处理厂，在抽出过程中，形成水位降低区，阻止地下水向厂区外围迁移，不断降低重污染区的浓度。

以土壤污染环境风险管控技术和地下水污染环境风险管控技术相结合，实现场地风险管控。

5 风险管控效益分析

5.1 经济效益分析

地下水管控措施实施后，可有效控制污染地下水向厂区下游迁移，对下游农用地质量的改善有非常大的提高。下游农用地面积巨大，风险管控方案实施后会改善土地及地下水质量状况，增加当地居民一定的收入，也杜绝了污染地下水继续迁移对人体造成损害的情况。风险管控工程一次性投资较修复工程大大降低，可缓解企业当下环境治理资金压力。

5.2 环境效益分析

(1)土壤管控措施可以阻断暴露途径，大大减少或消除土壤中污染物暴露产生的环境风险，实施后有助于改善厂区环境。维持绿化现状并加强管理，为厂区长期生产造成的工业化场地增加一抹亮丽的绿色。

(2)地下水采取一系列管控措施后，可以减缓厂区污染地下水向下游扩大迁移的速度，后期随水位变化，使厂区地下水基本不向下游迁移，总体控制地下水环境污染源，改善地下水环境质量，使地下水环境生态向良好趋势转变，确保下游地下水水质及敏感人群安全，对区域地下水环境改善具有重大的作用。

5.3 社会效益分析

(1)项目实施后，能有效控制厂区土壤和地下水污染，营造优良的土壤和地下水环境氛围，保障区域地下水环境更安全。这不仅会提升企业在当地的良好形象，也使企业可以配合政府做到改善区域环境、保障人身安全，有效促进地方政府环境保护计划的制定与实施，有利于引导政府、企业向环保产业投资。

(2)地下水管控措施能有效控制厂区污染地下水向下游迁移，影响下游敏感人群。若不采取任何措施，任由污染地下水迁移至下游村庄，可能会对人体健康造成危害，引起广大村民抗议，影响社会安定等。因此，项目实施降低了对当地居民身体健康的危害，能够提高当地居民生活质量。

6 结论与建议

积极探索污染土壤及地下水风险管控技术方案，避免过度修复，发挥土壤环境保护在促进云南经济转型升级中的作用，对云南省改善生态环境，发展绿色经济大有裨益。本项目以防止污染扩散为目的，提出技术可行、经济合理、具有可操作性的风险管控方案，以土壤污染环境风险管控技术和地下水污染环境风险管控技术相结合，实现场地风险管控，阻断污染物暴露途径，降低和消除地块污染物对人体健康和环境的风险，促进厂区及周边土壤及地下水环境恢复，将产生较好的经济、环境及社会效益。

该项目风险管控思路统筹兼顾经济社会发展与生态环境保护，可为云南省改善土壤环境、科学维护绿色家园提供借鉴。