某电镀厂旧址土壤污染治理与修复效果评估分析

吴小华

（福建格瑞恩工程设计有限公司，福建 泉州 362000）

某五金电镀厂位于福建省某市，建于2006 年8 月，2009年新建滚镀和挂镀车间，年电镀五金件3000 t。该厂于2015年6 月起停产至今，调查前该地块已收储，按当地的控制详细规划拟作为体育健身公园、防护绿地及道路。因该企业投入产生比较早，各项环保措施不完善，长期的生产运行造成该场地土壤存在六价铬和氰化物污染。该研究根据场地污染土壤的理化特征及污染情况，对六价铬、氰化物分别采用还原、氧化技术修复污染土壤，在修复方案设计的工期内完成了该场地治理与修复施工，并通过效果评估验收，修复工程取得了良好效果，确保土地达到后续开发利用的要求。

1 电镀厂基本情况

1.1 电镀厂污染状况

经前期该场地初步调查、详细调查及风险评估，确认该场地土壤重金属污染物中六价铬、无机物氰化物检测浓度超过第二类用地筛选值。土壤中六价铬最大超标倍数为36倍，氰化物最大超标倍数为10.3 倍；采样插值法计算，得到六价铬污染修复方量为59.64 m3，氰化物污染修复方量为383.24 m3。

1.2 修复目标值

经前期场地风险评估及修复方案，确认场地修复目标值见表1。

表1 土壤修复目标值汇总

1.3 场地地质状况

场地地质按照土壤岩性特征可以分为4 个主要工程地质层，自上而下分述如下。

1.3.1 杂填土

杂色，稍密，湿；主要成分以混凝土块、砖渣等建筑垃圾混合少量黏性土、石英砂颗粒组成，均匀性差。层厚0～2.0m。

1.3.2 粉质黏土

灰黄色，可塑，饱和。含有高岭土及铁锰质氧化物，无光泽反应，无摇震反应，干强度高、韧性高。层厚2.0m～3.0m。

1.3.3 淤泥黏性土

深灰色，流塑，饱和。含有腐殖质，略具臭味。捻面光滑，稍有光泽，干强度、韧性中等，摇震反应慢。层厚3.0m～7.0m。

1.3.4 粉细砂层

灰黄色，稍密，饱和，主要矿物成分为石英长石颗粒，颗粒级配差，石英长石颗粒呈菱角状一次棱角状。层厚7.0m～9.0m。

1.4 土壤理化性质

场地按照《土壤农业化学分析方法》测定土壤的基本理化性质，主要包括土壤含水率、土壤颗粒密度、有机质含量以及孔隙比等。场地土壤理化性质相关数据结果见表2，钻孔点位图见图1。

图1 钻孔点位图

表2 土壤理化性质

2 修复技术方案

针对场地状况和污染情况，考虑技术可行性分析、方案设计、修复工程实施、环境保护以及工程验收等方面，场地六价铬污染土壤修复采用原地异位化学还原；氰化物污染土壤修复采用原地异位化学氧化方法。

该修复技术路线重点是土壤开挖后按其污染类型分类堆放；针对六价铬污染土壤，采用原地异位化学还原处理[1-2]的工艺进行修复；针对氰化物污染土壤，采用原地异位化学氧化[3-4]工艺进行修复治理。修复达标后的土壤进行最终处置。

在开挖过程中，场地会产生基坑涌水；基坑涌水经泵抽至废水收集罐，收集后部分用于污染土壤养护水，剩余部分废水由污水清运车运至污水处理厂处理。污染土壤修复技术总路线详见图2。

图2 污染土壤修复技术总路线

3 修复工程简介

3.1 施工准备

3.1.1 进驻现场和现场交接

进场后首先是接管施工现场，办理现场交接手续；确定施工现场使用范围，以便于安排现场内的施工准备；确认需要修复的污染土壤范围；同时，落实现场施工用电源、水源和污水排放口等施工条件。

3.1.2 人员、材料、机械准备

根据施工进度计划、施工阶段划分、各个专业工种的需要、劳动定额，编制切实可行的劳动力需用量计划，并提前在单位内部的施工队伍和劳务基地中进行组织安排。相关仪器设备在开工后施工准备阶段陆续全部到位，以保证施工正常进行。

3.1.3 材料配置

施工材料在工程开工前即着手准备，保证材料的供货渠道，供货质量和供货时间，确保工期和建立正常的施工秩序。

3.2 污染土壤清挖

开挖前采样RTK 测量放线确定污染区域标定的准确边界，并用显著标识对污染区边界进行现场标识划定，并设置污染区安全防护栏和围挡，基坑开挖采用分层开挖，采用专用运输车辆直接将污染土壤转至处置区域。

污染土壤按照修复方案设计的深度和范围清挖结束后，对基坑侧壁及底部土壤进行采样自检，自检合格后才可以申请效果评估监测，如果效果评估监测各目标污染物达标，则基坑和侧壁开挖完成，如果目标污染物仍然超标，就需要经建设单位及监理单位确认后继续向下或者四周开挖，直到基坑和侧壁均达到修复方案设计的验收目标。

3.3 六价铬原为异地化学还原技术处理

针对重金属六价铬污染的土壤，采用原地异位化学还原技术，达标后并进行填埋处置；该地块通过添加活化的化学还原剂（硫酸亚铁）[5]来调节土壤的pH和Eh使Cr（VI）还原成Cr（III），反应式如公式（1）所示。

六价铬污染土壤转运至处理车间后，先进行筛分、破碎预处理，将石块，建筑垃圾等杂物剔除，并使土壤颗粒尺寸达到5cm 以下，保证污染土壤与药剂能够充分混合接触，对其进行含水率调节，先后将化学还原药剂均匀铺洒于污染土壤上方，利用设备进行污染土壤和药剂的混合。翻抛3～5 次，充分混合处理完后进行养护5～7 天后，即可进行采样检测，检测合格后回填原基坑。

3.4 氰化物化学氧化技术处理

异位化学氧化技术首先需将污染土壤清挖，再暂存至处置区，向污染土壤添加氧化剂或还原剂，通过氧化或还原作用，使土壤中的污染物转化为无毒或相对毒性较小的物质。常见的氧化剂包括高锰酸盐、过氧化氢、芬顿试剂、过硫酸盐和臭氧。常见的还原剂包括连二亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫酸亚铁、多硫化钙、二价铁以及零价铁等。

该地块使用过硫酸钠和氢氧化钠作为氧化药剂。反应如公式（2）所示。

氰化物污染土壤转运至处理车间后，先进行筛分、破碎预处理，将石块，建筑垃圾等杂物剔除，并使土壤颗粒尺寸达到5cm 以下，保证污染土壤与药剂能够充分混合接触，对其进行含水率调节，先后将化学氧化药剂均匀铺洒于污染土壤上方，利用设备进行污染土壤和药剂的混合。翻抛3～5 次，充分混合处理完后进行养护5～7 天后，即可进行采样检测，检测合格后回填原基坑，原地异位化学氧化和化学还原工艺示意图如图3所示。

图3 原地异位化学氧化和化学还原工艺示意图

3.5 药剂参数

根据治理修复技术方案，针对六价铬污染土壤采用原地异位化学还原技术进行处理；对氰化物污染土壤，采用原地异位化学氧化技术进行处理，修复治理使用的药剂见表3。

表3 场地治理修复使用药剂汇总表

4 采样与方法

4.1 样品采集

土壤环境监测的采样准备、样品采集、样品流转、样品保存、样品制备、分析测定方法、分析记录与监测报告、质量保证和控制等要根据《土壤环境监测技术规范》（HJ/T 166—2004）、《污染地块风险管控与土壤修复效果评估技术导则》（试行）（HJ 25.5—2018）、《建设用地土壤污染风险管控和修复监测技术导则》（HJ 25.2—2019）等要求进行。采用随机布点法布设采样点，原则上每个样品代表的土壤体积不应超过500m3[6]，因此六价铬修复土壤布设1 个检测点位，氰化物修复土壤布设3 个监测点位。

4.2 样品分析方法

监测土壤样品根据《土壤环境监测技术规范》（HJ/T166—2004）进行，六价铬采用《土壤和沉积物 六价铬的测定 碱溶液提取-火焰原子吸收分光光度法 HJ 1082—2019》；氰化物采用《土壤 氰化物和总氰化物的测定 分光光度法HJ 745-2015方法1：异烟酸-巴比妥酸》。

5 修复效果评估

在研究场地污染修复过程中，使用的药剂包括还原剂（硫酸亚铁）及氧化剂（过硫酸钠和氢氧化钠），通过氧化、还原作用，使土壤中的污染物转化为无毒或相对毒性较小的物质。项目治理修复施工完成后，由效果评估单位进行效果评估验收监测。监测结果表明：场地内所有六价铬土壤样品、氰化物土壤样品中的六价铬、氰化物浓度均低于修复方案设计的目标值，修复效果符合设计方案场地修复后最高监测结果见表4。

表4 场地土壤修复后目标污染物浓度统计

6 结论

该研究场地六价铬采用原地异位化学还原技术、氰化物采用原地异位化学氧化技术修复污染土壤，成功修复六价铬污染土壤59.64 m3、氰化物污染土壤383.24 m3；并顺利通过了效果评估验收，丰富了土壤污染的治理修复工程应用案例，为福建省的污染场地治理修复提供更多选择。