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清镇市五矿(贵州)铁合金有限公司地块土壤污染状况调查评价

2022-06-28

现代矿业 2022年5期
关键词:矿渣污染土壤

周 俊 王 跃

(贵州省有色金属和核工业地质勘查局一总队)

清镇市五矿(贵州)铁合金有限公司地块位于清镇市东平路与贵红大道交叉口附近的东平路东侧、贵红路北侧。清镇市公共住宅建设投资有限公司于2019 年取得该地块的使用权,规划用途尚不明确。为加强建设用地土壤环境监管[1],管控污染地块对人体健康的影响风险,保障人居环境安全,土地在开发利用时必须符合土壤环境质量要求,建设用地应充分考虑污染地块的环境风险,合理确定土地用途[2]。明确地块土壤环境质量,给出是否需要进一步风险评估或直接给出地块能否按照规划用途开发利用的明确结论。

1 地质背景条件

清镇市五矿(贵州)铁合金有限公司地块属于北亚热带,冬季干燥,夏季湿润,四季分明,冬暖夏凉;场区水系位于长江流域乌江右岸支流猫跳河东岸的山地高原,属清镇市老马河支流,地表溶蚀沟槽较多,调查地段发育岩溶洼地;在区域地貌上,一号宗地地处黔中山原丘陵中部,南部地势较平缓,以剥夷丘陵和喀斯特化低中山为主,喀斯特盆地相间错落[3]。

区域大地构造位于扬子准地台黔北台隆遵义断拱贵阳复杂构造变形区[4],区内出露地层主要为第四系及三叠系地层。第四系(Q)残、坡积层岩性主要为填土、红黏土,厚0~5 m,零星分布于地势较平坦或低洼地段,不整合于下伏各时代地层之上。三叠系中统贵阳组(T2gy)为浅灰、灰色厚层夹薄层细晶白云岩,含少量泥质白云岩,厚30~180 m;三叠系中统花溪组(T2h)为细晶白云岩、砂砾屑白云岩夹藻纹层白云岩及少量不稳定泥晶灰岩,厚0~100 m。地块区内在漫长的地质年代中经历了多次构造运动,海进海退频繁,沉积了巨厚的海陆相地层,且绝大部分为碳酸盐岩。区内未见断层等构造发育,地层呈单斜构造,地层产状280°∠24°。地块区域地质背景为三叠系白云岩、灰岩碳酸盐岩组,典型岩土组成从上到下为第四系人工填土、残坡积红黏土(顶部0~0.5 m耕植图)、三叠系下统白云岩。调查区岩土构成典型剖面见图1。

2 地块调查

2.1 地块概况

地块地理坐标东经106°47′01″~106°47′34″,北纬26°29′34″~26°29′36.5″,总占地面积144 845.29 m2。清镇市地处黔中腹地、苗岭山脉北坡、乌江中游鸭池河东岸,是贵州省中部重要的工业基地、能源基地、交通枢纽、风景区和贵阳市重要的卫星城市,各种等级公路四通八达,交通极为便利,区域环境空气现状质量良好。

2.2 地块的使用现状和历史

2002 年以前,该地块无其他利用历史,为荒地。地块2003 年7 月建清镇市铁合金厂,根据调查绘制五矿(贵州)铁合金有限责任公司地块厂区功能区划图,厂区内主要有矿渣堆放区、成品棚、生产区、水池、焦炭加工区、球团加工区、原料棚、实验室、办公区、地磅房、库房、休闲区、停车区等,共九大区域。目前,该厂区已全部停工,部分区域租用给建筑公司临时仓储,部分区域租用给其他公司进行堆煤。

该地块西面为贵州华能焦煤气有限公司,南面在建小型物流园和中八农场,北面有居民住宅区和贵州水晶化工集团股份有限公司、九华西部廉租房公租房,东边为青正驾校、清镇市巢凤社区服务中心王二寨村、五矿铁合金有限责任公司。地块周边分布的敏感目标类型主要有村寨、公租房、廉租房、水库、驾校、幼儿园、医院,目标点数为9个,主要集中在华能焦化厂的东面及东北面。

2.3 地块土壤类型

(1)清镇市主要土壤类型。石灰土成土母质主要为寒武系、三迭系、奥陶系、石炭系和泥盆系的石灰岩和白云岩;根据清镇市土壤类型图资料显示,清镇土壤类型主要有黄壤、黄棕壤、水稻田及石灰土等。调查地块区域自然土壤有黄壤、黄棕壤、石灰土和冲积土,耕作土壤有黄壤、黄棕壤、石灰土、水稻土等。

(2)根据地质背景条件,红黏土为碳酸盐岩系出露的岩石经红土化作用形成的棕红、褐黄等色的高塑性黏土。石灰(岩)土是热带亚热带地区在碳酸岩类风化物上发育的土壤,多为黏质,土壤交换量和盐基饱和度均高,土体与基岩面过渡清晰。石灰土的成土母岩主要是以方解石、文石为主的石灰岩,其次是以白云石为主的白云岩,及其他过渡类型的碳酸盐岩,石灰土呈中性或弱碱性。黄壤发育以花岗岩、砂页岩为主要母岩,呈强酸性(pH值4.5~5.5)。

3 土壤调查评价

3.1 地块调查

经调查,五矿(贵州)铁合金有限责任公司地块目前该厂区已全部停工。该地块原企业大门口设有值班室,有3 名值班人员轮流轮班。周围环境较卫生,主要作用是行人和相关车辆的进出,受污染可能性较低。

试验室位于地块原厂区西南角,已废弃,内部相关设备已搬走。室内未见化学物质残留,在附近设有采样点,土壤化验结果均未超过规范标准,该地块受污染可能性较低。

矿渣堆放区位于地块原厂区南面,矿渣堆放区南面有1个水槽,水槽内水为雨水,无明显污染迹象。经过实地调查,矿渣堆放区的碎石主要为场地平整产生的废土废石、铁合金冶炼过程中产生的硅锰矿渣以及筑炉后废气的耐火材料及少量生活垃圾等。场地平整产生的废土弃石是场地平整过程中岩石被工程机械物理粉碎而成的,本身不产生任何化学污染。铁合金冶炼过程中产生的硅锰矿渣在下雨时,雨水经过残存矿渣渗入地下,会带入矿渣上的有害化学物质,如Al2O3、CaO、MgO、Mn 等。该区域地下未做过防渗处理,雨水经过残存的矿渣渗入地下而产生污染的可能性大,因此,矿渣堆放处有被污染的风险[5-6]。

焦煤加工棚位于地块原矿渣堆放处以西,棚内残存有少量煤渣,地面做过硬化防渗处理且无破损,受污染的可能性较小。

原料堆放大棚位于地块原厂区西侧,原料已全部搬运走,地面做过硬化防渗处理,且挡雨雨棚保护良好无破洞,硅锰矿料堆放在大棚内,与水直接接触的可能性小,受污水渗漏污染的可能性极低。

地块原堆放在大棚内的成品已拖走,残余少量垃圾,地面做过硬化处理。大棚虽有少量破损,但硬化地面平整未见有裂缝,成品已在停产前全部运走,所以受渗漏污染可能性极小。

地块原办公楼1~4 层为职工宿舍,5 层、6 层为行政办公地点,办公区域见少量生活垃圾,未见大规模生活垃圾堆放,未见污染迹象。

地块原地磅房位于厂区东北侧,内部有少量办公垃圾、报纸等。地磅房的主要功能是称重进出厂区的原料成品质量,均装货车上称重,地面与原料成品等接触可能性小,所以受污染可能性较小。

地块原水池中的水主要是冶炼生产降温后排出的废水,水体无气味,污染情况不明,推测污染物质为锰、硅、铁、铝、镉、铬等重金属。

地块原生产厂房内已完成设备的拆除,目前处于废弃状态,厂房内除了一些垃圾杂物以外,无化学污染迹象,且厂房雨棚年久失修,有坠落风险,在厂房四周都布有监测样。

地块原球团加工棚位于产区北侧水池边,大棚内设备已搬运走,留下少量垃圾,地面做过硬化处理且未见水泥裂缝,受渗漏污染可能性较小。

地块四周情况以及周边1 km 范围的环境调查显示,西面和南面主要是林地,北面有贵州水晶集团苗岭建材有限公司、九华西部廉租房公租房、青正驾校、清镇市巢凤社区服务中心王二寨村、西面是华能焦化制气有限公司(已停产)。贵州水晶集团苗岭建材有限公司主要为水泥的存储和销售,九华西部廉租房公租房和清镇市巢凤社区服务中心王二寨村为居民区,青正驾校为机动车培训中心,对周边环境影响较小。

3.2 采样分析

(1)调查取样布设。根据《建设用地土壤污染状况调查技术导则》(HJ25.1—2019)以及《建设用地土壤环境调查评估技术指南》(环境保护部公告2017年第72 号),在调查区域内采用专业判断布点法进行布点,系统布点法[7-8]加密布设采样点。地块面积大于5 000 m2,土壤采样点位数不少于6 个,并可根据实际情况酌情增加[9]。根据污染识别和初步调查筛选的涉嫌污染区域,土壤采样点位数每400 m2不少于1个。地下水点位布设按《建设用地土壤环境调查评估技术指南》规定,地下水采样点位数每6 400 m2不少于1个。

根据布点情况,计算区域内总体布点率得出各区域采样密度为矿渣堆放区486.5 m2/点,生产区472.3 m2/点,球团加工棚165.4 m2/点。厂区内疑似污染区域总体采样密度为478.5 m2/点,由于重点调查区域内建筑物未拆除,故总体布点采样密度略低于规范要求。针对地块内一般区域的试验室、成品库、办公楼采样密度分别约为650,2 483,1 485 m2/点。调查采样具体分布见图2。

五矿铁合金厂在土壤调查阶段共采集41个点位(初调23 个,详调18 个,不含现场平行样和背景点),共93个样品(初调55个,详调38个,不含平行样和背景点),初调超标项目有砷、镉、铅3个指标超标,详调阶段有砷1个指标超标。地下水监测过程中,初调阶段共采集3 个点位3 个样品,超标的项目为微生物,详调阶段地表水、底泥共采集4 个点位7 个样品,超标的项目为锰。具体超标情况见表1、表2。

表1 初步调查与详细调查土壤超标情况对比结果mg/kg

表2 初步调查与详细调查地 下水、地表水、底泥超标情况对比结果

表2 0.1 mm细筛连续运转考核结果

(2)地块土壤污染状况分析。五矿铁合金厂共采集41个土壤点位(初调23个,详调18个,不含现场平行样和背景点),共93 个样品(初调55 个,详调38个,不含现场平行样和背景点样品),基于该项目有限采样点位试验室检测结果分析,计算出各类污染物污染面积。根据国家相关导则,根据土壤初步调查和详细调查评价结果,采用无污染点连线法(结合功能分区及污染识别情况)划定五矿铁合金地块各层位土壤污染范围。面积计算采用奥维地图软件中的面积量算功能进行计算。结果显示,整个场地污染面积为5 854.23 m2(图3)。

由图3可见,污染区域主要集中在矿渣堆放区和球团加工棚附近,其中矿渣堆放区域的污染原因推测是因为矿渣在堆放期间,雨水经矿渣后渗入地下造成。从化验结果可知,初调和详调该区域只有4个样品超标(该区域共12 个采样点),且主要集中在浅层污染,检测值有1个砷含量超过管控值,2个铅含量超过管控值,用于住宅用地,存在人不可接受风险,建议立即进行修复,并将污染严重土壤拖走,送至专业机构进行环保处理后方可排放。

球团加工棚区域只有1个样品受到污染,位于球团加工棚外草坪上,且污染深度仅为表层土壤,推测是由于生产过程中的少量原料残渣引起,其周围布置的4个详查样品均未化验出污染,基本排除了该地区污染向四周扩散、沿着路面下渗的可能。由此判断,该处污染仅为表层污染,影响范围不大。为保险起见,后期将该地表层土壤运走即可消除环境影响。

(3)地下水、地表水污染状况分析。通过调查取样,厂区内地下水化验结果表现为微生物超标,与五矿铁合金厂生产无关,该地下水不能作为饮用水使用。另外,厂区内水池中采集的地表水样锰超标,该水池主要是生产废水。因此推测,污染是生产过程中产生的,后期治理时建议在水池中加入石灰进行治理,待其达到《污水综合排放标准》一级后排放。

(4)不确定性分析。该地块有部分构筑物未拆除,布设的部分采样点无法在建筑物内部取样,改为在邻近建筑物的地方采样,建筑物内部的污染物浓度可能更高,因此采样点位置的改变可能影响对污染物的分析。后续对地块进行场地修复及开发时,修复单位或开发单位应进行补充调查,制定拆除方案,防止产生二次污染。

4 结论及建议

(1)清镇市五矿(贵州)铁合金有限公司地块工作区地质背景为三叠系白云岩、灰岩碳酸盐岩组,调查区地块土壤类型主要为石灰土土壤。

(2)该地块属于污染地块。污染物为重金属镉、砷、铅、镍,污染深度0~2.1 m,引起污染的原因主要为矿渣堆放区雨水的浸渗,并且重金属检测值超过管控值,建议直接进行修复。

(3)厂区内地表水污染物为锰,该区地下水主要为生产过程中降温所用,循环使用不外排,并有专门的水池,因此对周边地表水体影响较小,只需要在水池中加入石灰即可达到治理效果。

(4)厂区内地下水化验结果表现为微生物超标,与五矿铁合金厂生产无关,该地下水不能用作饮用水。

(5)矿渣堆放区和球团加工区内铅、镉元素均超过管制值,建议进行环境修复工作。

(6)厂区内水池中采集的地表水样锰超标,建议开发过程中将水池内水运至工业废水处理厂或自行处理达到《污水综合排放标准》一级后排放。厂区内残留的固废较多,虽然污染不大,但长期堆放存在风险,建议将其运到专业固废处理机构进行处理。

(7)建议开发单位后续做好修复或开发建设过程中土壤和地下水的环境保护工作,防止出现污染土壤和地下水的情况。在后续拆除构筑物的过程中,做好污染防控,应做好拆除前后的环境保护工作,确保不因拆除产生二次污染,若拆除设施过程中发现有疑似污染源或产生二次污染,应第一时间告知生态环境部门,并落实好应对措施,确保后续土地开发环境安全。

(8)为进一步摸清场地土壤污染风险,并确定土壤修复目标值,建议开展该地块人体健康风险评估,并计算土壤、地下水中关注污染物的风险控制值,为场地进一步采取风险管控措施或进行土壤修复提供重要的基础支撑。

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