我國自建國至今共有鉻鹽廠近60家，目前還有14家在生產，其中關停企業遺留場地構成了我國鉻污染場地的主要來源;鉻鹽生產過程中產生大量鉻渣，產排污系數約3噸鉻渣/噸產品，過去環保意識薄弱，這些鉻渣大多以堆存方式處理，2006年的統計歷史遺留鉻渣約600萬噸，在國家專項資金的治理下，2012年底這些歷史遺留鉻渣已處置完畢，而鉻渣堆放場地則成為我國鉻污染場地的另一個來源;此外，我國還有數百家關停的電鍍廠、鞣革廠等涉鉻企業，這部分關停企業的遺留場地也是我國鉻污染場地的重要部分。據不完全統計，我國鉻污染場地累計有上百處。
目前只有極個別場地正在或已經完成治理，這些場地往往工程量很小，且基本沒有涉及治理難度大的地下水問題。為研究我國大型鉻污染場地的污染特性、開發相關的土壤及地下水治理技術，在國家發改委專項、國家重金屬專項、科技部863重點項目等課題的支持下，中國環境科學研究院固體所在西北某鉻鹽廠開展了污染調查、風險評估、土壤地下水修復治理技術研究和工程示范等工作，本文將以該場地為例，簡述場地污染狀況調查、風險評估與目標值制定以及基于調查結果制定場地修復治理技術路線的思考。
一、場地污染狀況調查
該企業建于上世紀80年代，采用傳統的有鈣焙燒鉻鹽生產工藝。根據該工藝的特點，結合同類場地污染狀況調查的經驗，采用現場踏勘和快速測試輔助手段等方法，初步確定重污染區域位于煅燒車間、浸出車間、紅礬車間和鉻渣堆放場等區域。在此基礎上，分階段分目標進行了調查工作，最終確定該場地的污染狀況如下：
(1)該場地地層結構簡單，表層1-3米以黃土狀土為主，全場均有分布，厚度不均勻，該層污染較嚴重，部分區域混有鉻渣，六價鉻含量上千mg/kg，浸出濃度達到數十mg/L。
(2)3米以下直至潛水面的包氣帶土壤也存在污染，潛水埋深約18米，該層以砂礫和圓礫為主，有不連續的粉土層，該層六價鉻含量100-300mg/kg。
(3)該場地區域地下水非常豐富，含水層為第四系松散巖類空隙潛水，潛水含水層厚度60-80m，地下水單井日涌水量高達1156.03m3。
(4)地下水已受到嚴重污染，污染深度將近10米，且已擴散至下游數公里外。
場地污染狀況調查工作主要包括：
(1)確定特征污染物類型、污染源位置、污染邊界和污染工程量;
(2)勘察場地的巖土特征，以及不同巖土特性下污染物的結合形態和遷移轉化規律，為修復技術的選擇提供參考和依據;
(3)明確地下水是否存在污染，若有污染需要詳細勘察場地的水文特征;
(4)結合當地的氣象特征和微生物群落分布特性，調查污染物在土壤中的吸附解析和化學與微生物變化過程、污染物遷移到地下水的途徑以及污染物在地下水中的遷移轉化方式，并構建相應的模型。
二、場地修復目標值制定
該場地周邊分布見下圖，該場地今后將作為工業用地，主要有如下幾個暴露途徑：途徑1，土壤中的污染物經降雨淋濾進入地下水，經過擴散作用后進入下游居民飲用的地下水;途徑2，居民通過皮膚接觸受污染的泉水;途徑3，地下水匯入河流，居民飲用河流地表水;途徑4，該場地擬作為工業用地，企業工人吸入揚塵顆粒物。
通過風險評估計算結合土壤治理去向，得出場地的修復目標值為：
(1)表層3米以內的土壤挖掘處理后送填埋場，參照《鉻渣污染治理環境保護技術規范》(HJ/T301-2007)中送一般工業固體廢物填埋場的要求執行。處理后表層更換新土，切斷揚塵顆粒物的暴露途徑。
表1 污染土進入一般工業固體廢物填埋場的指標限值
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序號 |
成份 |
浸出液限值（mg/L） |
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1 |
總鉻 |
9 |
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2 |
六價鉻 |
3 |
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3 |
鋇 |
50 |
(2)根據地下水的流場模擬和監測數據，目前地下水首要暴露點幾個泉眼，因此泉水的目標值按照《地下水質量標準》(GB14848-93)執行，要求泉水濃度為0.05mg/L。根據地下水的污染擴散模型模擬計算，提出深層土壤的修復目標是六價鉻含量50mg/kg。廠區處地下水濃度為0.5mg/L。
三、表層土修復技術路線
表層3米以內的土壤屬于重污染土壤，其浸出濃度超過了《危險廢物鑒別標準浸出毒性鑒別》(GB5085.3-2007)中浸出毒性標準數倍，環境風險很大，治理修復措施不當易造成污染泄漏事件。部分區域的表層土壤屬于渣土混合物，需要按照危險廢物進行處置。表層土壤屬于黃土狀土，其六價鉻吸附能力較強，采用淋洗的方式難以達到修復目標值，采用還原穩定化的方式則鉻會殘留在土壤中，在今后長期的地球化學環境下存在再氧化的風險。
基于這樣的考慮，根據不同粒徑和質地土壤對六價鉻的不同吸附解析特性，提出了對表層重污染土壤采用“基于粒徑分布的土壤異位洗滌+還原穩定化”工藝技術。
土壤洗滌過程中根據粒徑分布進行分離，大顆粒土壤以砂石為主，易洗滌去除六價鉻，治理達到50mg/kg的目標值后可直接回填利用;細顆粒土壤以粘粒為主，難以洗滌去除，直接進行還原穩定化處置，處置后按照《鉻渣污染治理環境保護技術規范》(HJ/T301-2007)要求送一般工業固體廢物填埋場進行填埋處置。此思路可同時達到污染土壤減量化和資源化的目的。
四、深層土和地下水修復技術路線
深層土壤污染深度最多達到18米，若采用異位挖掘處理的方式，污染泄漏的風險可控，但挖方時需要考慮邊坡安全性問題，導致土方量增大、工程投資增加，最終確定采用原位治理的思路。
原位治理有兩種方式，一是采用高壓注入還原劑進行原位還原穩定化治理;二是采用原位淋洗進入地下水，輔以地下水抽出-地表處理。
高壓注入技術有以下幾方面的風險：(1)所注入的大量化學藥劑，主要以硫酸亞鐵、多硫化鈣等各種鹽為主，這些藥劑能夠達到還原六價鉻的目的，但也會引起土壤鹽堿化、板結，或引入二次污染等新的問題;(2)注入化學藥劑還會改變土壤滲透性，特別是易導致堵塞的問題，會影響后期注入藥劑的處理效果;(3)該技術將六價鉻還原成三價鉻固定在土壤中，今后可能會發生三價鉻的再氧化現象。
而原位淋洗技術的主要風險則在于：(1)該技術將污染物淋溶到地下水中，地下水一旦控制不好，則易造成地下水污染事件;(2)原位淋洗的處理效果和處理時間能否達到要求。
根據場地治理過程的模擬研究、實驗室小試和現場中試的結果，最終推薦采用“前期原位淋洗+后期部分區域輔以高壓注入藥劑+結合地下水滲透反應墻被動控制”的技術路線?？紤]如下：
(1)該場地深層土以砂礫和圓礫為主，其對六價鉻的吸附能力較弱，易采用原位淋洗的方式去除，同時土壤滲透性好，原位淋洗過程土水接觸交換頻繁，中試結果顯示原位淋洗治理1年時間就能達到目標值。
(2)根據調查結果，包氣帶土壤中含有的六價鉻量約20噸，地下水中含有的六價鉻量約140噸，飽和帶土壤中的六價鉻量約70噸，因此，包氣帶土壤原位淋溶過程釋放到地下水中不會引起地下水濃度顯著增大。
(3)包氣帶土壤淋溶處理達標需要1年時間，淋溶過程中進行地下水抽出-地表處理，每天抽水量為1000方，地下水濃度約100mg/L，則每天抽出的六價鉻為0.1噸，連續抽出1年時間則可去除36.5噸六價鉻，因此根據地下水流場分布、水力坡度、單井影響半徑等因素合理布置抽水井位置和抽水量，同時對污染區域進行分區域分時段土壤淋溶，可確保地下水六價鉻不會出現泄漏情況。
(4)作為污染應急預案，可在污染源下游處構建滲透反應墻，作為防止污染泄漏的屏障。
(5)由于該場地存在一層缺失的粉土層，為保證該層達到治理效果，后期可在該層高壓注入少量還原劑。
目前在該場地建設了一套原位淋洗+地下水抽出-處理的示范工程，處理效果達到預期。
五、場地修復技術路線制定的思考
根據鉻污染場地的特征，在制定其修復技術路線時應重視以下幾點：
(1)過去由于人們環保意識薄弱，利用鉻渣填坑、鋪路現象很多，導致許多鉻污染場地的土壤中很大一部分是混有鉻渣的渣土混合物，其污染特性和治理技術與單純的鉻污染土壤完全不同，調查過程需掌握清楚這部分渣土的位置和量;
(2)100多塊鉻污染場地分布在全國31個省市自治區，不同地區的巖土特性差別很大，調查過程中需要弄清楚不同土壤質地中六價鉻的賦存形態、釋放特性和土壤特性的關系，為制定技術路線提供參考;
(3)鉻鹽是一個耗水行業，已關停的鉻鹽廠大部分位于大江大河附近，環境敏感度極高;同時，六價鉻具有毒性大、易水溶、遷移性強等特征，導致這些關停的鉻鹽廠往往存在嚴重的地下水污染問題。因此，鉻污染場地的修復治理不簡單是土壤的治理，地下水的污染控制和修復治理尤為重要，而地下水的污染治理技術難度更大;
(4)鉻鹽廠地下水污染調查是一項專業性和綜合性很強的工作。調查工作需要有化學化工、巖土和水文、環境工程等知識的專業背景，不僅需要調查清楚地下水的水文地質和污染狀況，同時需要結合生產歷史和當地的氣候條件，進行污染擴散成因分析;
(5)六價鉻水溶性強，易通過淋洗等手段分離去除，從土壤治理后的長期安全性角度考慮，應優先考慮土壤中重金屬的分離去除技術;
(6)修復技術路線制定需與當地可利用的設施、治理的工期和成本、周邊居民可接受程度等方面綜合考慮。
上一條
