菱镁矿污染土壤生态修复技术导则征求意见稿.docx

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菱镁矿污染土壤生态修复技术导则征求意见稿

菱镁矿污染土壤生态修复技术导则

（征求意见稿）

中国科学院沈阳应用生态研究所

辽宁省人民政府工业特种资源保护办公室

2016年1月

前言

根据《中华人民共和国环境保护法》，为保护矿区生态环境，保障人体健康，加强矿区污染场地环境监督管理，规范矿区污染土壤修复技术方案编制，制定本标准。

本标准规定了菱镁矿区污染土壤修复技术方案编制的基本原则、程序、内容和技术要求。

本标准编制起草依据《污染场地土壤修复技术导则》HJ25.4-2014和《菱镁矿区植被恢复技术规程》（DB21/1892-2011）。

本标准由辽宁省林业厅提出并归口。

本标准起草单位：

中国科学院沈阳应用生态研究所，辽宁省人民政府工业特种资源保护办公室

本标准由辽宁省质量技术监督局解释。

目录

1适用范围1

2规范性引用文件1

3术语和定义2

3.1菱镁矿区2

3.2菱镁矿粉尘污染2

3.3污染土壤生态修复2

3.4污染土壤修复标准2

3.5修复可行性2

3.6修复模式2

3.7植被覆盖度2

4基本原则和工作程序3

4.1基本原则3

4.1.1科学性原则3

4.1.2可行性原则3

4.1.3安全性原则3

4.2工作程序3

5资料收集与现场调查5

5.1　资料收集5

5.2　现场查勘与调研5

5.3采样分析6

5.4调查总结6

6确定修复目标7

6.1生态风险评估7

6.2修复目标7

7选择修复模式7

7.1确认修复范围和要求7

7.2提出修复目标值7

7.3确认修复总体思路8

8筛选修复技术8

8.1污染土壤修复技术分类8

8.1.1物理化学技术8

8.1.2生物技术8

8.2分析比较修复技术9

8.3修复技术可行性评估9

8.4选择适宜修复技术9

9制定修复技术方案10

9.1确定修复范围10

9.2集成修复技术10

9.3确定修复技术的工艺参数10

9.4预期修复效果10

9.5修复过程生态评价11

9.6进度安排11

9.7经费分析11

10编制修复方案报告11

附录12

菱镁矿污染土壤生态修复技术导则

1适用范围

本标准适用于菱镁矿区污染土壤生态修复方案的制定，不适用于其他矿区污染土壤生态修复技术。

本标准包括菱镁矿区生态修复方案编制中应遵循的一般性原则、程序和技术要求。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB15168土壤环境质量标准

HJ/T166-2004土壤环境监测技术规范

HJ25.1-2014场地环境调查技术导则

HJ25.2-2014场地环境监测技术导则

HJ25.3-2014污染场地风险评估技术导则

HJ25.4-2014污染场地土壤修复技术导则

HJ/T166土壤环境监测技术规范

HJ624-2011外来物种环境风险评估技术导则

DZ/T0223-2011矿山地质环境保护与恢复治理方案编制规范

HJ/T651-2013矿山生态环境保护与恢复治理技术规范

DB21/1892-2011菱镁矿区植被恢复技术规程

DB21/T2273-2014污染土壤生态修复方案编制规范

3术语和定义

下列术语和定义适用于本标准

3.1菱镁矿区

曾经开采、正在开采的含菱镁矿石地段，矿石加工厂周边污染地区。

3.2菱镁矿粉尘污染

菱镁矿粉尘在土壤表面形成致密板结层，且粉尘中的碱金属镁，在土壤中过量积累，迁移导致土壤发生碱化、土壤板结，使土壤生态环境遭到破坏。

3.3污染土壤生态修复

应用生物修复方法，固定、转移、吸收、降解和转化土壤中的污染物，使土壤的物理、化学和生物学特性保持稳定，恢复土壤生态功能。

3.4污染土壤修复标准

为恢复土壤的特定用途，对土壤中相关污染物或者化学品设立数值上限值。

3.5修复可行性

从技术、条件、成本效益等方面对可供选择的修复技术进行评价，提出技术可行、经济可行的修复方案。

3.6修复模式

对菱镁矿区污染土壤进行修复的总体思路，包括原地修复、异地修复、自然修复、污染阻隔、居民防护和制度控制等。

3.7植被覆盖度

应当进行复垦土地的单位面积内，乔、灌、草垂直投影面积所占地表面积的百分率称为植被覆盖度。

4基本原则和工作程序

4.1基本原则

4.1.1科学性原则

采用科学方法，综合考虑菱镁矿区污染土壤修复目标、土壤修复技术的处理效果、修复时间、修复成本、修复工程的环境影响等因素，制定修复方案。

4.1.2可行性原则

制定的菱镁矿区污染土壤修复方案要合理可行，要在前期工作的基础上，针对污染土壤的污染性质、程度、范围以及对人体健康或生态环境造成的危害，合理选择土壤修复技术，因地制宜修复方案，使修复目标可达、修复实施可操作、修复工程切实可行。

4.1.3安全性原则

制定菱镁矿区污染土壤修复方案要确保污染场地修复工程实施安全，防治对施工人员、周边人群健康、人居环境以及周边生态环境产生危害和二次污染。

4.2工作程序

菱镁矿区污染土壤修复方案编制的工作程序如图1所示。

图1菱镁矿区污染土壤修复方案编制的工作程序

5资料收集与现场调查

5.1　资料收集

收集关于菱镁矿污染土壤的所有信息资料，包括土壤污染相关资料、土壤利用变迁资料、有关政府文件和污染区域的自然、社会信息。

核实相关资料的真实性和有效性，并结合相关部门的调查和监测结果，初步判断菱镁矿区土壤污染情况及其管理制度、监测能力等。

5.2　现场查勘与调研

资料收集之后首先进行菱镁矿区现场查勘，设计采样方案，确定详细的采样和分析位点；通过采样分析确定镁元素在土壤中赋存状态，了解污染物的属性，掌握更多有关污染土壤的信息，以及土壤污染对当地生态的影响。

取样和测量方法由污染物类型及浓度、样本介质、预算和工作范围等因素决定。

调查内容包括以下四点：

（1）菱镁矿粉尘污染土壤污染现状调查

分别采集菱镁矿区尾矿地、废弃地、受污染农田以及矿区3000m以外未受粉尘影响的农田土壤样品，进行土壤理化性质分析，并用多变量分析方法对该地区土壤质量进行评价，提出菱镁矿区土壤质量指标体系和评价标准，分析影响植物生长的限制因子，识别菱镁矿区土壤质量的关键因子和关键指标，为菱镁矿区土壤监测与评价提供依据。

（2）菱镁矿区植被受损情况

在调查区域选择不同生长时期的原生植被，以矿区周边无污染土壤生长的同类植物为对照，研究菱镁矿污染区植被生长特征，检测目标包括植物种类、植被面积、生物量、株高、冠径、生气期、根茎等，对比分析矿区植被的受损情况。

（3）地形地貌特征调查

地形地貌调查内容包括污染土壤结构、地表坡度、边坡高度、边坡稳定性、地基承载能力及泥石流形成可能性等方面；场地面昼夜温度、含水量、蓄水和保水能力、日蒸发量。

（4）其他：

包括其矿区生态管理制度、监测能力等情况调查、土壤修复工程实施条件等调查。

调研时询问的问题应与影响土壤生态环境质量的活动和事件有关。

5.3采样分析

设计采样方案，确定样点筛选方法，确定详细的采样和分析位点；通过采样分析确定污染物赋存状态，了解污染物的属性（例如位置、种类、含量和迁移方式），掌握更多有关污染土壤的信息（例如土壤类型、地下水流、暴露途径），采样应符合《土壤环境监测技术规范（HJ/T166）》；取样和测量方法由污染物类型及浓度、样本介质、预算和工作范围等因素决定。

5.4调查总结

据资料收集与环境调查结果总结污染土地特征信息，主要包括污染土地位置、面积、地形、周边生态环境状况、植被覆盖特征、土地边界条件和土地利用规划等；总结土壤特征信息，主要包括土壤类型、质地、酸碱度、有机质含量、土壤层深度和异质性等；总结关注污染物的特征信息，包括污染物种类、浓度水平、空间分布、存在形态及在土壤胶体、孔隙水、气相中的分布、理化性质，以及影响污染物迁移转化的土壤特征信息。

目前对高镁环境地区生态恢复的关注较少，国内还没有菱镁矿区土壤污染程度相应评价标准，以菱镁矿区土壤质量主要限制因子-“镁因子”、“pH因子”和“肥力因子”为指标，对菱镁矿区的粉尘污染土壤质量开展评价分类，可参照以下不同污染程度的土地评价标准。

（1）轻度污染区域：

离菱镁矿开采、冶炼较远，受镁粉尘污染干扰少。

板结层厚度1-3cm，pH8.1-8.6，全镁含量20-35g/kg，作物减产量<40%。

（2）中度污染区域：

镁粉尘排放强度稍低的区域。

板结层厚度3-5cm，pH8.7-8.9，全镁含量35-60g/kg，作物减产量40%-60%。

（3）重度污染区域：

大型菱镁矿开采、冶炼、运输途中及其尾矿堆积地。

板结层厚度>5cm，pH>8.9，全镁含量>60g/kg，农作物很难生长。

6确定修复目标

6.1生态风险评估

以文字/图表等方式描述污染物来源、暴露途径及受体，确定关注污染物及浓度水平和影响的介质，应根据土地使用类型和暴露情景确定风险可接受水平。

6.2修复目标

确定是否有菱镁矿区镁粉尘污染的生态修复标准，有标准应以现有标准为修复目标；如果尚无修复标准，应根据土地使用类型、风险可接受水平和暴露情景确定每一种“污染源-暴露途径-受体”联系的关注污染物的目标浓度水平或范围，并通过函审/会审的形式确定修复目标；确定是否存在关注污染物以外的其他修复目标，如水、大气环境质量、植被特征、土壤特性和土壤生态功能等要求。

7选择修复模式

7.1确认修复范围和要求

根据调查总结确认土壤修复范围，包括修复面积、四周边界、表面结皮厚度、污染土层深度、修复范围内的种植耕作情况等。

与污染土壤利益相关方进行沟通协商，确认对土壤修复的要求，如修复时间、预期经费投入等。

7.2提出修复目标值

分析前期调查总结资料确认土壤污染程度等级，按照污染土壤土地使用类型及修复用途和国家有关标准，应结合当地的自然社会经济情况以及污染地的理化性质、风险可接受水平等，提出合理土壤生态修复目标值。

7.3确认修复总体思路

根据土壤镁污染程度、修复目标及要求，选择确定修复总体思路。

确认污染地区适合短时或长期处理修复，做到因地制宜，依据此来选择修复技术。

8筛选修复技术

8.1污染土壤修复技术分类

使用的技术应符合《矿山生态环境保护与恢复治理技术规范（HJ/T651-2013）》、《环保用微生物菌剂环境安全评价导则（HJ/T415-2008）》、《外来物种环境风险评估技术导则（HJ624-2011）》。

8.1.1物理化学技术

物理化学修复技术在污染土壤修复技术中包括很多，固化技术、电修复技术及化学提取修复技术等。

在菱镁矿区因镁粉尘污染引起土壤板结，主要运用的物理化学修复技术手段为施加改良剂，破除土壤结壳，改良土壤。

技术要点：

改良剂对于污染土壤的修复具有速效性。

针对菱镁矿粉尘污染土壤的特点，选择的土壤改良剂宜满足以下条件：

（1）酸性物质，能抑制结皮形成且能中和强碱性的土壤pH值，能活化土壤Ca，增加土壤溶液中的Ca2+；

（2）富含有机质，能补充土壤养分含量；（3）富含水溶性钙质，能有效调节水溶性镁钙离子比例；（4）修复土壤要保证土壤理化性质稳定，尤其是pH；（5）经济；（6）易获得；

适用范围：

用于菱镁矿污染土壤表层水泥样结壳破除及亚表层土壤改良。

8.1.2生物技术

菱镁矿区污染土壤的生物修复技术是指利用动物、微生物或植物的生命代谢活动，削减土壤环境中的镁含量，避免土壤碱化。

8.1.2.1植物修复

植物修复作用主要有三种类型包括植物吸收、植物代谢、植物积累。

植物修复发挥植被的生态补偿功能，阻挡粉尘进入土壤，控制板结层形成。

技术要点：

（1）引入耐高镁、耐碱植物品种，同时吸收转化土壤中水溶性镁离子浓度；

（2）乔灌草结合，草本植物抗性强且有利于改善土壤环境，为灌木和乔木的生长准备条件；（3）选择抗逆性、适应性强的植物种类；（4）辅助增施Ca肥，调节土壤Ca2+/Mg2+比例；（5）引入的植物不破坏当地生态系统；（6）经济；（7）易获得；（8）因地制宜，保证植物多样化。

适用范围：

成本低，适用于大面积轻度和中度菱镁矿区污染的土壤。

8.1.2.2微生物修复

技术要点：

（1）尽量筛选土著耐镁微生物，不破坏当地微生物系统；

（2）粉尘结皮层较厚的区域，须与物理化学修复技术联合作用，以恢复适应微生物生存的环境为目的；（3）运用富集植物与对金属吸收能力强的菌根真菌等微生物联合修复方法；（4）经济；（5）易获得；（6）引入外来微生物不破坏当地生态系统。

适用范围：

适用于轻度和中度菱镁矿区污染的土壤。

8.2分析比较修复技术

根据菱镁矿区污染土壤的调查结果，根据其区域特征选择多种适宜修复技术，对各种修复技术进行比较分析，包括技术适用范围、长期和短期效果、技术成熟度、成本和工程影响等方面，初步定性筛选修复技术，提出1种或多种备选修复技术进行下一步可行性评估。

8.3修复技术可行性评估

在工程建设开展前进行实验室小试及现场中试工程，并确保结果具有推广性，在此基础上提出预期效果以确定修复工程具备可行性。

8.4选择适宜修复技术

综合比较后，从效果、时间、成本、工程影响等多方面确定最佳修复技术，具体要求按照HJ25.4-2014标准执行。

可以是一种修复技术，也可是多种修复技术的联合应用。

9制定修复技术方案

9.1确定修复范围

根据污染土壤的复杂性和污染程度水平划定分区修复范围。

对于面积较大、结皮厚度差异大的区域可分区进行修复。

9.2集成修复技术

土壤污染状况及社会因素复杂的情况下，单一技术无法解决问题，应根据污染土壤的复杂性和污染程度水平，通过技术评估及技术分析后，进行修复技术集成，制定分区修复方案。

使用的技术应符合《污染场地土壤修复技术导则（HJ25.4-2014）》、《辽宁省污染土壤生态修复技术导则（DB21/T2273-2014）》、《环保用微生物菌剂环境安全评价导则（HJ/T415-2008）》、《农业固体废物污染控制技术导则（HJ588-2010）》、《外来物种环境风险评估技术导则（HJ624-2011）》，涉及矿山土壤生态修复的应符合《矿山生态环境保护与恢复治理技术规范（HJ/T651-2013）》、《菱镁矿区植被恢复技术规程（DB21/1892-2011）》。

技术集成应经过专家审定，不得随意更改。

9.3确定修复技术的工艺参数

在生态修复工程建设前进行小试和中试的可行性实验，根据可行性试验结果，验证修复技术的实际效果，进一步调整和完善修复技术或集成技术，确定工艺参数，优化分区污染土壤生态修复方案。

9.4预期修复效果

为确保污染土壤生态修复工程可行性及效果，在污染土壤生态修复方案报告编制中应对小试和中试工程效果进行阐释，确保上述结果具有推广性，并在此基础上提出预期效果。

9.5修复过程生态评价

污染土壤生态修复过程应该具有如下属性：

维持土壤原有的生态功能，适合规划土地利用类型，一般不影响植物的生长；不明显改变土壤性质，土壤污染物生态风险明显降低；修复过程不影响周围环境，不影响其他环境介质，不破坏生物栖息条件；修复过程经济实用，社会环境效益明显。

9.6进度安排

制定可行性研究、工程建设设计、监测、实施、验收等阶段的时间安排表。

9.7经费分析

根据污染土壤生态修复工程部署、工程量及工程技术手段，参照相关标准进行经费分析，费用包括基本建设投资、设备费、材料费、监测费、人力资源费用、维护费等，有分区修复的应分别阐述各分区的经费使用情况。

10编制修复方案报告

菱镁矿区污染土壤生态修复方案报告书内容结构参见附录C，可以根据实际适当增减有关内容。

方案报告编制完成后，进行报告书评审与修改。

附录

附录A

资料性附录:

菱镁矿区土壤生态修复参考改良剂

表A.1主要改良剂与作用

破壳剂

改良剂名称

主要作用

备注

1

腐植酸

促进结皮溶解

2

石膏

增加水溶性钙

单独作用对结皮破除作用不大

3

磷酸二氢钙

促进结皮溶解，增加水溶性钙

4

聚丙烯酰胺

抑制结皮形成，增加土壤渗透能力

5

柠檬酸

促进结皮溶解

改良剂

1

糠醛渣

降低pH值，增加有机质

2

磷石膏

大量增加水溶性钙

附录B

资料性附录:

菱镁矿区污染土壤植物修复参考物种

表B.1植物修复主要参考物种与生态习性

序号

植物名称

主要生态习性

备注

1

芒颖大麦草

阳性、耐干旱、耐盐碱、生长较快

适用于重度污染土壤

2

羊草

抗寒、抗旱、耐盐碱、耐瘠薄

适用于轻度污染土壤

3

披碱草

耐寒、耐干旱、耐碱、耐风沙

适用于轻度污染土壤

4

剪股颖

耐盐碱、耐瘠薄

适用于轻度污染土壤

5

碱茅

耐盐碱

适用于轻度污染土壤

6

大油芒

阳性、耐干旱、耐贫瘠、生长迅速

7

地肤

阳性、耐干旱、耐贫瘠、耐盐碱、生长较快

8

胡枝子

中性、耐寒、耐干旱、耐瘠薄

9

豆茶决明

阳性、耐寒、耐干旱、耐贫瘠、生长较快

10

紫穗槐

阳性、耐寒、耐干旱、较耐盐碱、抗风沙及烟尘

适用于重度污染土壤

11

酸枣

阳性、耐寒、耐干旱、耐盐碱、抗烟尘

12

火炬树

阳性、耐寒、耐干旱、耐盐碱、抗烟尘

适用于重度污染土壤

13

杨树

阳性、耐寒、耐干旱、较耐盐碱

14

刺槐

阳性、耐冷、耐干旱、耐瘠薄、耐盐碱、抗粉尘

适用于重度污染土壤

15

构树

阳性、耐贫瘠、耐干旱、耐盐碱、抗烟尘

外源植物

16

榆树

阳性、耐寒、耐干旱、耐盐碱

附录C

规范性附录：

菱镁矿区污染土壤生态修复方案报告编制大纲

菱镁矿区污染土壤生态修复方案报告应根据污染土壤所在地的区域环境特征和污染土壤生态修复工程的特点选择下列全部或部分内容进行编制。

C.1总论

包括项目概要、生态修复方案研究的结论、存在问题及建议等内容。

C.2项目背景

C.2.1任务由来

说明方案编制任务的由来、相关背景资料等。

C.2.2必要性和意义

阐述方案编制的政策符合性，论述方案的实施对修复污染土壤生态环境，改善土壤环境治疗，保障生态安全和促进地方可持续发展的作用与意义。

C.2.3编制依据

国家、地方、部门、行业懂相关法律法规、标准、规范、政策性文件等。

C.2.4污染区概括

简述污染区经济概况、地质条件、自然地理特征、生态环境问题等。

C.2.5方案范围及实施年限

阐述方案所涉及的污染土地，与整体污染区的关系，计划实现年限，实现年限与土地利用规划应一致。

C.3污染特征

C.3.1污染土地特征

主要包括污染土地位置、面积、地形、周边生态环境状况、植被覆盖特征、土地边界条件和土地利用规划等。

C.3.1污染土壤特征

主要包括土壤类型、质地、酸碱度、有机质含量、土壤层深度和异质性等。

C.3.2污染物特征

包括污染物种类、浓度水平、空间分布、存在形态及在土壤胶体、孔隙水、气相中的分布、理化性质，以及影响污染物迁移转化的土壤特征信息。

C.4污染生态风险

描述污染物来源、暴露途径及受体，根据土地使用类型和暴露情景确定风险可接受水平。

C.5生态修复目标

依据现行法律、法规及有关技术政策，结合污染土壤特点，明确规定污染土壤生态修复应达到的总体目标与指标；结合修复技术特点，明确生态修复不同阶段目标，建立污染土壤生态修复综合评价体系。

C.6修复技术分析

C.6.1分区修复

根据土壤污染程度、土地利用类型、生态风险和技术要求等对目标污染区进行分区划分，分别设计修复方案。

C.6.2技术集成

综合分区修复方案，进行多种技术组合，发挥生态修复的最大潜力，实现效果与经济性的统一。

C.6.3工艺参数

根据集成技术特点，提出工艺参数，完善修复方案。

C.7可行性分析及预期修复效果

C.7.1可行性分析

从技术、组织管理、资金等方面对方案进行可行性分析。

C.7.2预期修复效果

阐述生态修复完成后预计土壤污染物浓度或风险的降低程度，评述污染土壤生态功能，对周边环境的影响等。

C.8工程部署图表

以图表反映污染生态修复工程的责任范围分区、工作部署等。

C.9监测与维护方案

应确定修复工程实施节点，制定修复过程监测计划。

生态修复方案中还应包括污染土壤生态修复工程结束后的维护方案及长期效果监测方案。

C.10保障措施与效益分析

提出组织保障、技术保障和资金保障措施，对生态修复工程实施后所产生的社会效益、环境效益和经济效益进行客观的分析评价。

C.11进度安排

提出污染土壤生态修复可行性研究、工程设计、监测、实施、验收等阶段的时间安排。

C.12经费估算

根据生态修复工程部署、工程量及技术手段，参照相关标准，进行经费估算。