污染土壤修复项目施工阶段环境管控研究
——以泰州市某化肥厂地块为例
2023-03-09陈培斯
吴 娟,陈培斯
(1.江苏龙环环境科技有限公司,江苏 常州 213022;2.江苏省环境工程技术有限公司,江苏 南京 210019)
1 引言
土壤是构成生态系统的基本环境要素,是不可逆转的自然资源,是人类生存和农业发展的物质基础[1,2]。近来年,随着城市化进程不断加快,江苏省强力推进化工企业关停一批、转移一批、升级一批、重组一批的“四个一批”专项行动。大规模化工企业化工园区落户,小规模化工企业关停转型,遗留污染地块的安全非常重要[3]。污染土壤修复有助于改善次生态环境问题,如地下水系统、地表生物生态系统、空气系统等,共同构建良好的生态环境[4]。2018年8月份土壤污染防治法将土壤污染防治上升到法律层面,污染土壤修复工作迫在眉睫。土壤修复工程环境管控工作主要在施工阶段,规范主体修复工程、全面落实二次污染防治、有效采取污染事故应急措施,可以最大限度地保护生态环境[5]。
2 污染地块概况
泰州市某化肥厂位于泰州市姜堰经济开发区,占地面积约368亩,主要产品为合成氨、尿素、二氧化碳、甲醇、碳酸二甲酯。场地拆迁后处于闲置状态,后期规划为第二类工业用地。在地块再次流转或进行二次开发利用前,地块使用权人于2019年委托专业单位开展了该地块的环境调查和风险评估工作。根据建立的暴露概念模型及确定的暴露途径和模型参数,基于保守考虑,在第二类用地方式下,分别计算风险评估关注污染物的最大检出浓度对人体健康产生的致癌风险和非致癌危害商,从而确定了地块内的高风险污染物。地块风险计算结果见表1。
表1 地块风险计算结果 mg/kg
根据计算结果,在第二类用地方式下,该地块2种污染物超过了可接受的风险水平,需开展土壤修复工作[6]。
在对比人体健康风险评估确定的风险控制值的前提下,修复目标值选用了《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》中第二类用地筛选值。污染物及修复目标值[7]见表2。
表2 污染物及修复目标值 mg/kg
经鉴别污染土壤属于一般固体废物,且主要污染物C10-C40、苯并[a]芘为有机污染物,污染土壤回转窑高温煅烧,可将有机污染物完全分解,达到无害化处置的目的,因此实施了水泥窑协同处置的修复技术路线[8,9]。
3 工程施工阶段环境管控
3.1 主体修复工程
3.1.1 开挖环节
开挖前开展放样工作:RTK定出各拐点位置,石灰粉画出清运范围,并插上醒目标志牌。为有效控制大面积开挖造成二次污染,开挖遵循“分区、分层、分段、分块、对称、平衡、限时”原则,严格按拐点坐标开挖,做到“横向到边,纵向到底”。开挖至规定范围人工清扫后按照HJ25.2和HJ25.5的规定基坑自检[10~13]。
根据《施工组织设计》,若自检样品的污染物浓度大于修复目标值[14],则向监理、发包人汇报,征得确定许可后,其对应得单元区域应进一步扩挖,扩挖深度/侧向为0.5~1.0 m,直至开挖边界满足修复目标要求,确保污染土壤清挖彻底。
譬如3#基坑侧壁3处样品(S4/1.2 m、S5/0.2 m、S5/1.2 m)石油烃(C10-C40)检测值大于修复目标值(4500 mg/kg)。开展了扩挖工作,扩挖面积为39.8 m2,扩挖深度1.5 m。各点位位置示意图见图1,各点位检测结果见表3,具体扩挖范围见图2。
图1 3#基坑采样点位示意
图2 3#基坑二次扩挖范围
表3 3#基坑采样检测结果统计
3.1.2 预处理及暂存环节
污染土壤采用了生石灰混料干化、筛分机筛分的预处理工艺,预处理后各项指标均符合《水泥窑协同处置固体废物环境保护技术规范》(HJ622-2013)及水泥窑处置单位接收要求:含水率≤20%,粒径≤50 mm等。
正常工况下污染土壤预处理后直接外运,因天气等原因无法外运则暂存于预处理大棚,预处理大棚底部铺设厚度1.5 mm的高密度聚乙烯膜后采用20 cm抗渗混凝土进行地面防渗与硬化。地面防渗硬化以保证污染土壤及渗滤液不对白区土壤造成二次污染。预处理大棚废气经布袋除尘+活性炭吸附装置处理后15 m高排气筒有组织排放。做好预处理大棚维护检修工作,重点排查三防(防扬散、防流失、防渗漏)。预处理大棚建设情况见图3。
图3 预处理大棚建设情况
大棚配备出入库记录表并按照《关于发布〈一般工业固体废物管理台账制定指南(试行)的公告〉》(公告2021年第82号)制定台账,详细记录名称、产生(出场)时间、产生(出场)数量、出库日期、出库去向、经办人等信息。
3.1.3 运输环节
污染土壤约1.2万m3运输至江苏某水泥有限公司进行水泥窑协同处置。污染土壤转移前向移出地和接受地生态环境主管部门报备并得到了批准。签订了运输、处置合同,在合同中约定污染防治要求及相关责任。污染土运输前开展了运输方案技术交底,严格监督执行。
3.1.3.1 进出场管理
(1)场外运输采用了自卸式密闭汽车陆运。运输车辆做好表层覆盖、内衬防渗等措施,并由专人检查封闭措施是否符合要求,严格防止运输过程的二次污染。
(2)车辆清洗。运输污染土壤的车辆驶出场地时通过洗车台等洗车装置清洗。尤其在雨雪等天气,确保车轮及车身清洗干净无附着,允许车辆进出场。
(3)应急设施配备。 运输车辆配备应急处置设备,如铁铲、扫帚、防尘网、防渗贮藏袋等应急包装袋及装卸清扫工具,当运输过程出现污染土壤遗撒和泄露事故时可进行应急处置。
3.1.3.2 运输管理
(1)实时定位管理。 安装GPS定位系统,建立监控中心,对运输车辆进行实时动态监控和管理,包括车辆的跟踪、调度、监督,行车数据全程记录、安全报警等;监控中心预先设定行驶路线,当车辆的实际行驶路线与设定不符,监控中心立即采取控制措施。
(2)转移联单管理。 运输由项目部指定专人负责,车辆统一编号,经监理核实后,污染土壤运至终端单位(江苏某水泥有限公司)。具体实施顺序为:发放转移联单→污染土壤出场及到达终端处置单位→卸土→核实。对污染土壤运输采用严格的转移联单制度,装载方、运输司机、接收方和监督方都必须填写转移联单,根据转移联单的编号、出场时间、到场时间确定车辆运行情况。
3.1.4 下游处置环节
安排专人在终端单位接车,比对出场重量、接收重量,确保污染土壤运输过程不遗撒、不丢失,跟踪污染物土壤处置全流程。要求水泥厂按相关技术规范[15,16]检测水泥熟料中可浸出重金属含量及水泥产品质量并提供检测报告;提供污染土壤处置期间的污染物检测报告,核查检测数据是否符合相关排放标准[17,18];提供污染土壤消纳证明,明确污染土壤处置完成情况,确保处置过程合法合规。
3.1.5 建筑垃圾处置环节
筛分预处理产生的建筑渣石冲洗后进行浸出检测,检测达标后综合利用。按500 m3采集一个样品,检测指标为本工程污染物石油烃(C10-C40)和苯并[a]芘,苯并[a]芘浸出浓度执行《地下水质量标准》(GB/T14848-2017)标准值(Ⅳ类标准)0.5 μg/L,石油烃(C10-C40)浸出浓度执行《上海市建设用地土壤污染状况调查、风险评估、风险管控与修复方案编制、风险管控与修复效果评估工作的补充规定(试行)》二类用地1.2 mg/L。
3.1.6 结论
根据施工单位自检、环境监理抽检及效果评估验收检测结果,该地块修复后满足预期修复目标,土壤污染物石油烃(C10-C40)检测值小于修复目标值(4500 mg/kg)、苯并[a]芘检测值小于修复目标值(1.5 mg/kg)。规范开挖、预处理、暂存、运输、下游处置等主体修复工程,保证了修复质量。
3.2 二次污染防治
3.2.1 大气污染防治
(1)路面硬化:施工现场出入口、场内主要道路、脚手架底部、主要操作场地以及生活、办公区主要道路浇筑厚度不小于20 cm,强度不低于C15的混凝土硬化。基坑边坡车辆出入通道采用混凝土浇筑或铺满钢板(钢板铺设道路在底部铺设草帘或防尘网)等硬化抑尘措施,并及时打扫清洁。
(2)围挡喷淋:围挡上方铺设给水管及水雾喷头,喷头朝向工地内,增压泵每200 m设置一个,增压泵扬程200 m,抑制扬尘向修复范围外环境扩散。
(3)裸土覆盖:12 h内不施工作业的裸土(清洁土)使用防尘网百分百覆盖,无作业的区域不允许有裸土。
(4)湿法作业:开挖作业时,雾炮机挪至下风向,面向作业区,呈45°仰角喷洒。喷洒异味工位时雾炮机箱体添加气味抑制剂。
洒水车不间断作业,喷洒异味工位时洒水车车厢添加气味抑制剂。保持工地出入通道路面潮湿,一旦露白,立即洒水。
(5)车辆出入清洗:出入口设置洗车台,配套浇筑符合标准的排水沟和沉淀池。若清洗效果不佳则高压水枪冲洗,落实“一支水枪”“一名专人”“一本登记本”的“三个一”要求,确保车身、车轮、牌照及混凝土搅拌车出料口冲洗干净、泥浆水有序排放,排水沟和沉淀池及时清理。
(6)预处理大棚逸散废气采用了布袋除尘+活性炭吸附处理后15 m高排气筒有组织排放的治理措施。
(7)根据自检报告、环境监理抽检报告、效果评估单位监测报告,周边环境空气质量满足相关标准要求。
3.2.2 水污染防治
3.2.2.1 有效收集场地废水
基坑废水(含降雨):污染土壤开挖形成基坑,地下水水位过高产生基坑废水;基坑开挖形成暴露面,施工期正值雨季,雨水汇入基坑。
机械冲洗废水:运输车辆等工程机械出场前冲洗平台冲洗,冲洗产生冲洗废水。
建渣冲洗废水:筛分产生的建渣冲洗后综合利用,产生建渣冲洗废水。
施工废水[基坑废水(含降雨)、机械冲洗废水、建渣冲洗废水)]通过软管泵抽提至进水袋经污水处理站处理。日常做好基坑、冲洗平台、建渣冲洗区废水收集记录。
3.2.2.2 优先申请临时排水许可
本工程取得了行政部门出具的《建设工地临时污水排入排水管网备案证》,许可内容:生活区污水、施工废水。
3.2.2.3 有效处理场地废水
调节单元:进水袋调节水量、均匀水质,使污水比较均匀进入后续处理单元。
混凝沉淀单元:开启混凝单元搅拌机,投加NaOH,将废水pH值调至8~9,然后投加混凝剂PAC,使废水中的悬浮物微粒失稳,胶粒物相互凝聚使微粒增大,形成絮凝、矾花,絮凝体进入沉淀区泥水分离,沉淀区设有斜管填料,泥水分离后的污泥沉积至泥斗内,上清液溢流至芬顿与沉淀系统进行处理。
芬顿及沉淀单元:先投加酸调节废水的pH值至酸性,再投加双氧水和硫酸亚铁进行芬顿反应,两者在酸性条件下形成的强氧化机制能有效去除有机物,芬顿反应后通过加碱将废水的pH值回调,再投加PAM进行絮凝,上清液溢流提升至两级过滤系统处理。
两级过滤单元:石英砂过滤器和活性炭过滤器精细过滤废水。
施工废水处理流程见图4。
图4 污水处理流程
3.2.2.4 废水达标排放
一袋一检,检测达标后纳管排放,若检测不达标则重新进入污水处理系统二次处理。
检测因子确定:污染土壤中苯并[a]芘和石油烃(C10-C40)超GB36600中第二类用地筛选值。因为选择了接管常规因子(pH值、色度、化学需氧量、悬浮物、氨氮、总氮、总磷)、污染土壤超标因子(石油类、苯并[a]芘)作为废水检测因子。根据污水外排检测报告所有批次数据均满足污水处理厂纳管标准。
3.2.3 噪声污染防治
噪声来源主要为挖掘机、筛分机、运输车辆等工程机械。其中筛分机噪音值较大,因此在预处理大棚内开展筛分等预处理作业;车辆在行经噪声敏感建筑物集中区控制车速,减速慢行;对受到施工干扰的单位和居民在施工前予以通知,说明施工期拟采取的噪声防治措施,并取得理解。
3.2.4 固废污染防治
次生污染物水处理污泥等属于危废,委托有资质单位处置,并按照《危险废物管理计划和管理台账制定技术导则》(HJ1259-2022)制定了台账记录。
3.2.5 结论
修复过程产生的废水、废气、噪声和固废有效防治,二次污染防治措施得当,周边环境质量持续稳定达标。
3.3 污染事故应急措施
依法制定应急预案并备案,若发生突发环境事件,立即采取有效措施消除或者减轻对环境的危害,并按相关规定向事故发生地有关部门报告,接受调查处理。
运输阶段可能出现的突发环境事件:污染土壤遗撒,车辆交通事故等。应对措施:加强运输过程管控,车辆出场前严格检查,确认封闭措施符合要求,车轮及车身清洗干净无附着,方可允许车辆出场。配备巡视小组,实行跟踪巡视,特别注意道路拐弯等容易造成遗撒处。一旦发现遗撒,责令运输方立即停止运输,封闭遗撒区域,禁止其它人员、车辆进入,及时清理干净。如发生翻车事故或大面积污染土壤遗撒事故,迅速用苫布或塑料布覆盖污染土壤,并立刻通知环保、交通、城管、公安等相关部门协调指挥,做到遗撒处污染土壤全部清理干净。出现交通事故时,组织人员保护现场,立即上报应急领导小组,组织应急小组人员调派车辆,将污染土壤进行安全转移,并配合交管部门调查事故原因。发现人员伤亡时,及时送到附近医疗机构进行救治;如遇重大交通事故,及时上报相关部门,并配合交管部门、公安部门等开展事故调查和事故善后处理等工作。
4 思考与建议
(1)污染地块修复涉及管理、环境、工程等多个方面,是专业性较强的环保治理工程,且存在一定的不确定性和风险性:开挖至边界自检不合格如何落实扩挖工作,环境质量监测异常如何调整施工方案、运输过程出现遗撒如何应急处置等。专业且经验丰富的施工团队能够规范施工,同时有能力应对修复过程中出现的突发情况,确保修复工程合法合规。
(2)组建梯级团队。项目总指挥、项目经理、施工经理等管理人员环保知识储备完善、工程经验丰富,确保修复过程满足法律法规、修复方案、施工组织设计方案等要求;施工员、资料员等现场人员分工明确,确保开挖、预处理、运输、等各项工作有序开展,并以照片、数据、文字、视频等方式记录,形成全过程资料。
(3)基坑开挖、污染土壤场内转移、预处理等环节易大面积的扬尘及挥发性有机物逸散,修复地块形成一个面源污染,易对周边环境造成影响。
(4)加强源头管控:开挖遵循“分区、分层、分段、分块、对称、平衡、限时”原则;基坑边坡车辆出入通道采用混凝土浇筑或铺满钢板(钢板铺设道路应在底部铺设草帘或防尘网)等硬化措施;建设预处理大棚,将敞露面源改造成相对密闭的面源,收集产生量较大的预处理、暂存废气。
(5)加强过程管控:规范各项大气污染防治措施,裸土覆盖、雾炮机、洒水车、围挡喷淋、洗车台等扬尘控制作业有效落实;预处理大棚产生的废气布袋除尘+活性炭吸附处理后有组织排放。定期开展施工期间大气环境监测,分别在场地边界及环境敏感点开展环境空气质量监测,预处理大棚开展尾气排放大气污染物的采样检测,确保周边环境空气质量稳定达标。