杀鼠剂污染土壤综合治理工程实例分析

肖 潇，王承刚，纪智慧，刘向荣

（湖南新九方科技有限公司，湖南 株洲 412007）

杀鼠剂大多为高毒农药，可经消化道、皮肤、呼吸道进入生物体内，对人畜都有较强的毒性。尤其是国家早已明令禁止生产、使用的氟乙酰胺、四亚甲基二砜四胺（毒鼠强）等剧毒杀鼠剂引起的中毒事件时有发生，严重威胁人民群众的生命安全和社会稳定。根据场地环境调查，湖北省仙桃市某项目遗留场地污染因子为砷（As）、苯并[a]芘、氟乙酰胺和四亚甲基二砜四胺。经修复技术筛选，确定本工程采用阻隔填埋、异位化学氧化和水泥窑协同处置技术对污染土壤进行治理。本工程自2019年10月开始施工，2020年6月竣工。

1 场地污染情况

1.1 土壤污染情况

土壤样品污染物统计结果如表1 所示。根据场地环境调查，土壤污染深度集中在0 ～150 cm。其中，砷、苯并[a]芘与《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 36600—2018）中第一类用地的风险筛选值比较，最大超标倍数分别为0.25和5.36；氟乙酰胺和四亚甲基二砜四胺两种污染物的检出率分别为8.3%和3.8%。

表1 土壤样品污染物统计结果

1.2 工程量

本工程治理红线范围面积为23 798 m，污染土方量为17 832 m。其中，砷污染土方量为4 782 m，苯并[a]芘污染土方量为6 184 m，砷-苯并[a]芘复合污染土方量为3 505 m，氟乙酰胺、四亚甲基二砜四胺与其他复合污染土方量为3 361 m。

1.3 修复技术路线

本场地包括重金属砷污染土壤、苯并[a]芘污染土壤、砷-苯并[a]芘复合污染土壤以及氟乙酰胺、四亚甲基二砜四胺与其他复合污染土壤等，不同类型的污染土壤采用不同的处理工艺。具体技术路线如图1 所示。

图1 技术路线

2 污染土壤修复标准

2.1 清理目标值

该场地经修复后未来规划为公园绿地用地，环境调查及风险评估采用《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 36600—2018）中第一类用地的风险筛选值作为参考标准。该国家标准不含氟乙酰胺和四亚甲基二砜四胺两种污染物的参考标准，考虑到两种污染物属于剧毒物质，氟乙酰胺与四亚甲基二砜四胺以是否检出作为清挖修复标准。不同污染物的土壤清理目标值如表2 所示。

表2 土壤清理目标值

2.2 修复标准

本工程中，苯并[a]芘、砷-苯并[a]芘复合污染土壤经异位化学氧化处理后达到土壤修复目标。由表2 可知，作为土壤污染物，苯并[a]芘的土壤清理目标值为0.55 mg/kg。本工程检出的氟乙酰胺、四亚甲基二砜四胺与其他复合污染土壤采用水泥窑协同处置技术进行处理，处理过程和尾气排放等满足《水泥窑协同处置固体废物环境保护技术规范》（HJ 662—2013）和《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》（GB 30485—2013）的相关要求。

3 工程实施

3.1 污染土壤开挖

本工程采用分区、分层、分段开挖方式。先开挖氟乙酰胺、四亚甲基二砜四胺与其他复合污染土壤，再开挖苯并[a]芘污染土壤、砷-苯并[a]芘复合污染土壤，最后开挖砷污染土壤，避免交叉污染。污染土壤现场开挖严格按照设计拐点坐标定位，确保满足清理目标值，开挖程序为：测量放线→切线分层机械开挖→留足预留土层→人工清挖→人工找坡修边。

3.2 砷污染土壤阻隔填埋

本工程中，4 782 m 砷污染土壤采用以集中填埋为主导的风险管控措施，3 505 m砷-苯并[a]芘复合污染土壤经异位化学氧化处理达标后进行阻隔填埋。

3.2.1 填埋场建设

本场地西部为林地，尚未开发利用。林地土壤存在氟乙酰胺、四亚甲基二砜四胺复合污染，污染土壤经清挖外运后产生深1.5 m 左右的基坑。原林地地势较东部区域平均低2 m 左右，常年位于主导风向下方，远离水源，现状条件完全可以进行地上式人造托盘填埋。填埋场占地面积为4 500 m，防渗结构由下到上依此为50 cm 厚黏土层、1.5 mm 高密度聚乙烯（HDPE）土工膜、600 g/m非织造土工布、卵石层及渗滤液收集管、200 g/m土工滤网。

3.2.2 污染土壤阻隔填埋

要合理划分填埋单元，其中砷污染土壤、砷-苯并[a]芘复合污染土壤分区填埋，避免交叉污染。具体填埋工艺为：计量→倾倒→摊铺→压实→覆盖。污染土壤根据填埋进度按指定的单元作业点卸下，用推土机摊铺，再用压实机碾压。

3.2.3 封场防渗

污染土壤填埋作业结束后封场，黏土层厚度为50 cm，饱和渗透系数小于1.0×10cm/s。黏土层上依次铺设1.5 mm 光面HDPE 膜、5 mm 厚土工复合排水网。最后，在填埋区顶部覆盖50 cm 厚清洁土。为阻隔周边雨水，在填埋区域周边建设截洪沟，截流的雨水接入现有沟渠。截洪沟采用MU10 烧结砖、M10水泥砂浆砌筑，断面尺寸为300 mm×300 mm。

3.3 苯并[a]芘污染土壤、砷-苯并[a]芘复合污染土壤的异位化学氧化

3.3.1 异位化学氧化处理车间建设

异位化学氧化处理车间布置在场地填埋区东侧，占地面积为1 944 m。处理车间共分为管理用房、药剂仓库、暂存区、破碎筛分区、搅拌处理区和养护区等功能区。处理车间采用钢结构大棚，地面做硬化防渗处理。

3.3.2 异位化学氧化处理

本工程有机污染物为苯并[a]芘，常用的氧化剂有高锰酸盐、Fenton 试剂、臭氧和过硫酸盐等。通过综合对比，过硫酸盐安全性强，使用方便，经活化后还能够产生羟基自由基（·OH），氧化能力强。本工程开展小试和中试，自主研发铁基活化过硫酸盐作为化学氧化药剂，添加量为2%～3%（质量比）。异位化学氧化具体包括4 个施工步骤。

第一步是预处理。污染土壤摊铺在暂存区进行机械翻晒、自然干化。干化后的土壤（含水率30%～40%）通过破碎筛分设备处理后，粒径不大于25 mm。苯并[a]芘污染土壤破碎筛分如图2 所示。第二步是加药混合搅拌。采用专业设备，实现精准加药及混合搅拌。第三步是养护。搅拌均匀后的处理土壤转移至养护区进行养护，养护时间为2 ～3 d，保证化学氧化反应彻底完成。第四步是检测及填埋。修复过程中，采样频率为每500 m修复土采集一个样品。

图2 苯并[a]芘污染土壤破碎筛分

3.4 氟乙酰胺、四亚甲基二砜四胺与其他复合污染土壤水泥窑协同处置

对于氟乙酰胺、四亚甲基二砜四胺与其他复合污染土壤，为防止污染土壤在运输过程中洒落，同时保证污染土壤转运方便快捷，本工程将挖掘后污染土壤封装至吨袋中，从污染场地装车运至有资质的水泥窑单位处理。氟乙酰胺、四亚甲基二砜四胺与其他复合污染土壤的挖掘与封装如图3 所示。

图3 氟乙酰胺、四亚甲基二砜四胺与其他复合污染土壤的挖掘与封装

3.5 生态恢复

本工程在治理完成后进行生态恢复，因地制宜采用乔灌木搭配，修复美丽乡村，重还乡村绿色生态。

3.6 后期监测

本场地砷污染土壤及异位化学氧化处理后的砷-苯并[a]芘污染土壤采用阻隔填埋进行风险管控。在场地内建设3 口地下水监测井，其分别位于填埋场区地下水流向的上游、中游和下游，每个季度采样一次，监测地下水水质情况。

4 综合治理效果

4.1 清挖效果

清挖后进行基坑侧壁及底部采样检测，场地内重金属、有机物超标土壤均清挖干净。

4.2 修复及风险管控效果

本工程中，苯并[a]芘污染土壤、砷-苯并[a]芘复合污染土壤采用异位化学氧化处理后，苯并[a]芘全部治理达标；氟乙酰胺、四亚甲基二砜四胺与其他复合污染土壤采用水泥窑协同处置技术进行处理，处理过程和尾气排放等满足《水泥窑协同处置固体废物环境保护技术规范》（HJ 662—2013）和《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》（GB 30485—2013）的相关要求。

4.3 后期监测

对地下水监测井取样检测，地下水水质都达到《地下水质量标准》（GB/T 14848—2017）的Ⅲ类标准，说明风险管控措施实施到位，场地内的污染物没有对地下水环境质量造成影响。

5 结论

本工程完成污染修复及风险管控的总土方为17 832 m。其中，砷污染土方量为4 782 m，苯并[a]芘污染土方量为6 184 m，砷-苯并[a]芘复合污染土方量为3 505 m，氟乙酰胺、四亚甲基二砜四胺与其他复合污染土方量为3 361 m。本工程根据土壤污染分布情况及污染性质进行分类、分区处置，解决了杀鼠剂历史遗留污染问题，既消减了环境风险，又充分体现了保护人民生命健康安全的宗旨。本工程的有效实施为历史遗留杀鼠剂污染土壤的治理提供技术参考。