原长沙铬盐厂铬污染场地土壤修复技术方案Word下载.docx

1、5.1 场地技术条件分析 345.2 污染修复技术比选 385.3土壤污染修复技术比选 435.4选择的修复技术及实例 50第六章 实验室小试、技术筛选与现场中试 526.1 小试试验 526.2 中试试验 60第七章 污染场地修复方案 757.1 场地修复技术路线 757.2 工艺流程 777.3 施工现场平面布置和施工流程 797.4 施工方案 857.5 稳定化/固化土壤资源化利用（废渣坑回填） 907.6 施工工程量及进度安排 917.7 工程质量及现场施工管理 947.8 施工期的环境影响及污染控制监测 947.9 长期后续监测 94第八章 修复工程投资估算 958.2 投资估算范围

2、 958.3投资估算 95第九章 结论和建议 979.1 结论 979.2 建议 97前 言原长沙铬盐厂自2003年10月关闭以来，长沙市政府及环保部门对其遗留的废渣和污染场地高度重视，并专门成立了长沙市铬污染物治理工作协调领导小组办公室。企业关闭后遗留的42万吨铬渣已于2011年2月全部解毒填埋。然而由于长期以来铬渣的露天堆放且无任何防护措施，在雨水的侵蚀和淋溶下，废渣中的六价铬随地表水不断溶解浸出，渗入地下，使得原长沙铬盐厂区内的土壤和地下水均受到了不同程度的污染。湘江航电枢纽将于2015年全面建成，由于江水流速放缓，水体自净能力减弱，原长沙铬盐厂如不及时进行治理，将进一步破坏湘江水质，危

3、及长沙市及下游地区的饮用水安全。为了彻底消除原长沙铬盐厂污染土壤和地下水的安全隐患，使这块毗邻湘江的城市中央区域的土地焕发新的生机，应尽快启动和实施原长沙铬盐厂铬污染场地修复工程，本项目的成功实施不仅社会效益和环境效应显着，而且将带来良好的经济效益。我公司于2013年9月接受长沙市铬污染物治理工作协调领导小组办公室的委托，开始本项目场地调查、现场试验及试验技术报告编制等系列工作。为确保本项目的顺利实施，达到长沙市政府的要求，我们成立了专门的工作小组，对项目背景、原长沙铬盐厂的产品和生产工艺、相关历史资料、已进行的污染治理等资料进行了搜集和分析；对污染场地进行了详细调查，包括勘探、样品采集和数据

4、分析，场地调查期间共采集全场污染土壤样品347个，场地上下游地下水样品12个，根据3D污染分布模拟分析，初步查明目前铬盐厂内受铬污染的土壤总量约27.7万m3，合44.32万吨；我们在现场检测及实验室数据分析的基础上，将场地污染特征与项目规划用地性质有机结合，提出了本项目“根据污染程度和规划用地性质分区治理”的总体思路，并明确了本项目的技术路线；为了进一步验证项目技术路线的可行性，我们针对本项目制作了一套中试装置，并于2013年10月中旬开始进行了为期4个月的现场调查与试验；试验结果表明，我们提出的项目技术路线是合理可行的。根据国内外污染场地修复项目实施经验，一并提出与技术路线相适应的修复方案

5、，是项目技术路线经济可行性论证的关键。鉴于本项目环境极为敏感，我们在对技术路线进行详细论证的同时，提出配套的修复方案，并对项目实施风险进行了论证，从项目实施的角度进一步论证我们所提出的技术路线是经济可行、风险可控的。在现场调查及本报告编制过程中，得到长沙市环保局等相关政府部门以及长沙市铬污染物治理工作协调领导小组办公室的大力支持和协助，在此深表谢意。第一章 总论1.1 项目概况原长沙铬盐厂位于长沙市岳麓区三汊矶工业区，厂区占地面积170余亩，厂区所在地的原始地貌单元为湘江冲积阶地，距离湘江仅100米左右。经勘查，测得厂区地面绝对高程为37.2044.00 m。原长沙铬盐厂始建于1967年，是全

6、国铬盐行业生产规模排名第二的国有企业，也是湖南省唯一的铬盐生产厂，主要生产重铬酸钠、铬酸酐、氧化铬绿、盐基性硫酸铬、金属铬及洋茉莉醛等，并广泛用于造瓷、造漆、冶金、电镀、染料、军工、制革、防腐、试剂、医卫等重要行业。然而据统计，该厂生产工艺每年排放铬渣近3万吨，产生工业废气超过25万m3、排放废水超过10万吨。这些“三废”对湘江及周边环境构成了严重污染，同时也直接危害了周边人群的身体健康。因此，2003年10月，长沙市政府关闭了长沙铬盐厂。企业关闭后遗留的42万吨铬渣也已于2011年2月全部解毒处理完毕，解毒后的渣堆安全填埋在厂区西侧，并通过国家环保部和国家发改委的项目环保验收，样品监测达标率

7、为100%。然而，由于生产期间铬渣的随意露天堆放且无任何防护措施，在雨水的侵蚀和淋溶下，废渣中的六价铬随地表水不断溶解浸出，渗入地下，使得原长沙铬盐厂区内的地下水和土壤均受到了不同程度的污染，如不进行及时治理，将继续严重污染周边环境，破坏湘江水质，并严重影响长沙市民的用水安全。 1.2 编制依据1） 长沙市城市总体规划（20032020）（2010年修订）；2） 中华人民共和国固体废物污染环境防治法（2005年）；3） 危险废物污染防治技术政策（环发2001199号）；4） 重金属污染综合防治“十二五”规划；5） 铬渣污染治理环境保护技术规范（HJ/T301-2007暂行）；6） 中华人民共和

8、国水污染防治法；7） 污水综合排放标准（GB8978-1996）；8） 地下水质量标准（GB/T14848-1993）；9） 一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准（GB18599-2001）；10） 危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别（GB5085.3-2007）；11） 危险废物鉴别标准通则（GB5085.7-2007）；12） 全国土壤污染状况评价技术规定；13） 场地环境调查技术导则（发布稿）（HJ25.1-2014）；14） 污染场地风险评估技术导则（发布稿）（HJ25.3-2014）；15） 污染场地土壤修复技术导则（发布稿）（HJ25.4-2014）；16） 场地环境监测技术导则（发

9、布稿）（HJ25.2-2014）；17） 其他相关现行法律、法规和标准。1.3 修复范围和内容由于铬渣长时间露天堆放，经过雨水的淋溶和浸泡后，铬渣中的部分六价铬随地表水不断溶解浸出，渗入地下，已经不同程度污染了厂区内及其周边的土壤和地下水。经过初步勘察测定，原长沙铬盐厂铬污染场地土壤修复范围约为74,000 m2，根据3D污染分布模拟分析，初步查明目前铬盐厂内受铬污染的土壤总量约27.7万m3，合44.32万吨。根据长沙市总体规划要求和土地利用规划，本方案将以建设绿色、环保宜居的生态新城为基本宗旨，结合本项目土壤污染特点和污染程度，对不同污染程度的土壤进行分类治理，并采用异位淋洗、异位稳定化/

10、固化以及原位化学还原的综合处理技术。其中，采用异位修复工艺治理的污染土壤约3.9万m3，约合6.24万吨，采用原位治理技术污染土壤约23.8万m3，约合38.08万吨。另外，拟处理的建筑垃圾约13540吨，混凝土块及砖石28000吨。彩钢挡板、防尘网、废弃门窗等约5吨。1.4 初步修复方案综述根据长沙市总体规划要求和土地利用规划，本方案以建设绿色、环保宜居的生态新城为基本宗旨，提出“根据场地污染程度和规划用地性质分区治理”的总体思路，并根据长沙原铬盐厂污染场地土壤风险评估报告（以下简称风评报告）中清理值的要求，综合考虑技术可靠性、工程操控性、成本经济性的最优匹配，提出原位化学还原、异位淋洗、异

11、位稳定化/固化治理相结合的技术路线。根据项目风评报告，建议以场地地面到地面下2 m的土层作为土壤一级控制层；场地地下2 m至5 m间土层中铬引发暴露风险的可能性相对较低，故建议以场地地下2 m至5 m间的土层作为土壤二级控制层。由于场地污染土方量大，综合考虑修复技术应用、兼顾效率与成本，本方案风险评估中的修复要求。对场地进行分层治理，因此筛选出适合本场地的土壤修复技术为：一级控制层（02m）修复技术 总铬高于9000mg/kg的砂质土壤采用异位淋洗工艺； 总铬高于9000mg/kg的非砂质土壤采用异位稳定化/固化工艺； 总铬低于9000mg/kg且六价铬超标（敏感性用地方式下六价铬含量高于7.

12、5mg/kg、非敏感用地方式下六价铬含量高于20.4mg/kg）的污染土壤采用原位化学还原的修复技术。二级控制层（35m）修复技术 原位化学还原根据污染程度，一级控制层（02m）污染土壤，其中总铬低于9000mg/kg且六价铬超标的污染土壤采用原位化学还原修复技术，总铬含量高于9000mg/kg的污染土壤根据土壤的特性分别选择异位淋洗或者异位稳定化/固化技术；各区域的二级控制层（25m）污染土壤则采用原位化学还原修复技术，将六价铬还原为三价铬。1.4.1 主要修复目标建议根据风评报告综合分析设定土壤中铬清理值的初步结果如下：敏感用地下一级控制层土壤中六价铬为7.5 mg/kg，非敏感用地下一级

13、控制层土壤中六价铬为20.4 mg/kg，敏感/非敏感用地下一级控制层土壤中总铬为9000 mg/kg；敏感/非敏感用地下二级控制层土壤中六价铬为30 mg/kg。相关标准土地利用方式土壤中六价铬清理值土壤中总铬清理值备注场地清理值敏感用地一级控制层7.59000摘自项目风险评价报告二级控制层30非敏感20.41.4.2 修复治理土方量目前，由于场地铬污染与水文地质资料搜集还在进行中，本方案修复治理土方量是根据现有的勘察资料、原长沙铬盐厂历史生产和废渣排放情况，以及场地内的地面标高和地下水流向等情况，并配合风险评估建议的铬污染土壤修复的标准，进行初步估算。根据长沙铬盐厂污染场地土壤治理项目前期

14、工作场地污染调查数据分析报告中的污染分布3D模拟结果，可知铬盐厂内一级控制层（02m）受铬污染的土壤总量为13万m3，约20.8万吨。二级控制层（25m）受铬污染的土壤（六价铬高于30mg/kg）总量为14.7万m3，约23.52万吨。依据修复计划，采用异位稳定化/固化技术治理的土壤总量为3.5万m3，约5.6万吨，采用原位化学还原技术治理的土壤总量为23.8万m3，约38.08万吨，采用异位化学淋洗的技术治理的土壤总量为0.4万m3，约0.64万吨。异位稳定化/固化处理后的土方量会因添加水泥等药剂而增加体积，处理后总增加土方量约5.25万m3，在场地内回填不外运。故可以考虑建筑垃圾和渣坑混凝

15、土块破碎后场内填埋。1.4.3 修复方案与技术路线根据原长沙铬盐厂的土壤调查结果与场地的特定背景条件，结合项目风险评价报告，将场地按照一级控制层（02m）和二级控制层（25m）划分，一级控制层的土壤根据污染程度的不同，分别采用异位淋洗、异位稳定化/固化工艺和原位化学还原工艺。二级控制层（25m）采用原位化学还原工艺修复。修复工程主要步骤简要说明如下：1）在场地现有建筑物拆除后，立即开挖一级控制层（02m）高浓度污染（总铬高于9000mg/kg）土壤，然后在根据土质的情况进行分类，砂质土壤采用异位化学淋洗的技术方法，非砂质土壤采用异位稳定化/固化的修复技术，处理达标后的淋洗土壤原位回填，稳定化/

16、固化土壤进入厂区内的填埋场；2）一级控制层内（02m）总铬不超标、六价铬超标的区域采用原位化学还原技术进行修复，使六价铬还原为无害三价铬。3）一级控制层清理完毕后进入二级控制层（25m）治理，根据选定技术方法，二级控制层六价铬超标的区域均采用原位化学还原的技术进行修复，使六价铬还原为无害三价铬。4）长期监测：在修复完成后设置地下水监测井，每季一次，监测水质项目为总铬、六价铬、pH、地下水位、氧化还原电位及溶解氧。5）根据上述土壤修复方案，现场修复施工顺序如下：一级控制层土壤开挖顺序，按照污染的严重程度，先开挖总铬超标的砂质土壤（A区?D区?C区?B区），再开挖总铬超标的非砂质土壤（A区?B区）

17、。6）开挖完成后，根据场地周边区域的道路规划，首先完成在场地东部临近湘江区域的修复施工，以便业主或政府提早进行沿江道路与风光带的建设；然后再进行场地其他区域的后续修复施工，并将按照地下水流方向由西向东进行。1.4.4湘江长沙综合枢纽工程对修复实施的影响本修复方案内容是依据现有资料撰写，由相关资料显示，本场地下游即将进行湘江长沙综合枢纽工程，届时长沙铬盐厂段湘江水位将抬高蓄水，对本场地现有地下水流造成影响，特别针对这个问题，目前已经采取了止水帷幕的方式对地下水进行隔离。项目止水帷幕工程已经获得长发改2013744号（“长沙市发展和改革委员会关于原长沙铬盐厂铬污染土壤修复项目前期工程地下水污染防治

18、加固工程（止水帷幕一期）可行性研究报告（代项目建议书）”）批复。止水帷幕一期建设内容如下：靠湘江西岸侧（南端向西转折延长42 m，北端向西转折延长56 m） 设防渗幕墙，防渗幕墙中心线长525.35 m。其中在基岩以上的覆盖层内直至基岩面以下1.0 m左右采用砼连续墙，防渗墙厚80 cm；在基岩内直到微透水层（1Lu）采用帷幕灌浆，与基岩面以上的砼连续墙形成完整的防渗体系。二期工程也已经进入设计阶段。为了节约投资以及避免可能存在的问题，场地修复建议一二期止水帷幕完工后再进行场地修复工作。1.4.5 修复施工期限原长沙铬盐厂修复工程的项目实施进度安排如下：1） 2015 年10月完成铬污染土壤修

19、复工程的可研报告及立项批复；2） 2016 年6月完成铬污染土壤修复工程的初步设计、施工图设计及审查；3） 2016 年8月完成铬污染土壤修复工程的招投标工作；4） 2016 年10月完成铬污染土壤修复工程的土建和设备安置就位工作；5） 2016年11月-2017年12月完成土壤修复工作；6） 2018 年3月完成场地复原、覆土绿化并移交给业主；1.4.6 修复总投资本工程估算总投资为17662.6万元，其中工程费用15234.2万元，工程其他费用1120.0万元，预备费1308.3万元。1.5 结论和建议本治理项目位于原长沙铬盐厂内及附近地区受铬污染的土壤，该区域污染情况已严重影响长沙市生态

20、建设、威胁湘江生态安全和周围群众的身体健康，多年来受到社会的极大关注，以及国家、省、市各级领导和部门的高度重视。因此，原长沙铬盐厂铬污染修复工作非常紧迫且十分必要，建议尽快审批立项。根据本修复方案建议的土壤铬污染物修复目标，本工程项目的实施将治理原长沙铬盐厂约74,000 m2范围内受重金属污染的土壤约27.7万m3。本项目的实施不仅可以解决铬污染造成的环境问题，改善长沙市的生态环境，促进长沙市环境污染治理产业和循环经济的发展，而且可以推动我国环境和资源的可持续发展，为全国治理铬污染项目起到示范作用。第二章 项目背景和必要性分析2.1 项目背景2.1.1 项目场址及其铬渣污染状况项目场址位于原

21、长沙铬盐厂，地处长沙市岳麓区三汊矶工业区，东经1125639”，北纬281547”，占地面积170余亩，原始地貌单元为湘江冲积阶地，距离湘江仅100米左右。三汊矶工业区除铬盐厂外，还有原长沙锌厂、原湘岳化工厂、原岳麓化工厂、原长沙造纸厂、原岳麓矿石粉厂等，现均已停产或搬迁。原长沙铬盐厂北邻原湘岳化工厂和原长沙造纸厂，南接原长沙锌厂，西北为原岳麓矿石粉厂，东临湘江，西有农田山丘。西边农田属长沙市郊区岳麓山乡岳华村，有农民600多户，约2500人。农民菜地5.8平方公里，山地6.0平方公里。原长沙铬盐厂始建于1967年，是全国铬盐行业生产规模排名第二的国有企业，主要生产重铬酸钠、铬酸酐、氧化铬绿、

22、盐基性硫酸铬、金属铬等系列产品，广泛用于造瓷、造漆、冶金、电镀、染料、军工、制革、防腐、试剂、医卫等重要行业，曾为国家工业经济发展做出了贡献。但是，该厂生产中排放的铬渣主要是含有重金属六价铬的危险废物，其最大危害是长期或短期接触或吸入时有致癌危险，被世界卫生组织列为强致癌物。而这些铬渣一直没有得到有效治理，致使原长沙铬盐厂总排放口六价铬严重超标，且大量污染物直接排放入湘江，下游25公里的望城自来水原水中检出六价铬，对湘江水域和周边环境带来严重危害，是长沙市“两型社会”建设最突出、最紧迫、最严峻的环境问题。原长沙铬盐厂的铬渣污染问题早在1987年就引起了长沙市的高度重视。1989年该厂筹集200

23、0万元进行“三废”治理，建成了当时全国铬盐行业规模最大的处理设施。但铬渣排放量大，治理成本高，致使“三废”治理设施难以长期维持正常运转，所以铬渣污染问题没有得到根治。2003年10月，在全国人大环资委、国家环保总局及省市人大的督办下，市政府下决心关闭了长沙铬盐厂，妥善安置了企业1000多名职工并依法实施破产。企业关闭后遗留的42万吨铬渣露天堆放在距湘江不足50米的厂区，形成了一座地上高8米、地下深15米、延绵400米的“铬渣山”。废渣中的六价铬随地表水不断溶解浸出，渗入地下，流入湘江，对湘江以及周围环境构成严重污染和危害，被群众成为“湘江河畔的一大毒瘤”。2.1.2 原长沙铬盐厂遗留铬渣污染治

24、理历程原长沙铬盐厂遗留铬渣污染治理历程如下：1）2003年12月，原长沙铬盐厂正式关闭。2）2004年5月，市政府责成市经委、市环保局等部门组成铬渣治理工作小组，启动铬渣治理项目。 3）经过国际招投标，2006年5月长沙市铬渣治理有限公司（项目业主）与广州铬德工程有限公司（中标人）签订项目协议，授权中标人按BOT融资模式进行该项目的建设和运行。 4）2006年9月，国家发改委复函批准采用广州铬德工程有限公司“铬渣水溶解毒法”专利技术，建设6条解毒生产线，先投资建设第一条生产线，待环保检测合格后再建另外5条生产线。 5）2009年2月，铬渣解毒6条生产线全部建成投产。日设计处理能力600吨、年设

25、计处理能力19万吨。 6）2011年2月，项目正式通过了湖南省环保厅组织的项目环保验收。2.2 项目必要性2.2.1 铬污染的危害性铬作为环境中的一种主要重金属污染物，主要以三价和六价形态存在。铬的毒性与其存在的价态有关，六价铬比三价铬毒性高100倍，并易被人体吸收且在体内蓄积，可通过消化、呼吸道、批复及粘膜侵入人体。三价铬和六价铬可以互相转化。天然水不含铬，海水中铬的平均浓度为0.05 g/L，饮用水中更低。铬渣是铬盐及铁合金等生产行业在生产过程中排放的有毒废渣，外观有黄、黑等颜色，大多成粉末状。铬渣的危害性主要来自六价铬，其在国际上被列为对人体危害最大的8种化学物质之一，是国际公认的3种致

26、癌金属化合物之一，同时也是美国环保署（USEPA）公认的129中重点污染物之一。在我国，被列入国家危险废物名录（编号HW21）。铬渣中因含有1-2%的酸溶性六价铬（致癌物）和0.5-1%的水溶性六价铬（剧毒物）而成为危险废物。如果铬渣不经过处理，而长期露天堆放，那么经过酸雨的淋溶后，铬渣中的水溶性和酸溶性铬就会随着酸雨而流出来，尤其是毒性最大的六价铬更易流出，进入地表水或渗入地下水，容易对周围水体、土壤及地下水造成污染。 1.铬对环境的危害 1）铬对土壤的污染在土壤中铬主要以三价铬离子形态存在，此外还有亚铬酸根离子和两种六价铬酸根离子形态存在。研究表明，三价铬离子进入土壤后，90%以上迅速被土

27、壤吸附固定，以铬和铁的氢氧化物的混合物存在，是十分稳定和不溶的。六价铬离子进入土壤后大部分游离于土壤溶液中，仅有8.5-36.2%被土壤吸附固定。在土壤中三价铬和六价铬也是可以互相转化，这种转化也受土壤的酸碱性和氧化条件存在的影响。土壤吸附六价铬离子的能力受土壤和粘土矿物类型的影响。2）铬对水体的污染水体中的铬污染，主要来自有关铬生产所排放的废水，有三价和六价态。铬的毒性与其存在的价态有关，一般六价铬的毒性大于三价铬。三价态的铬，在水体中能水解为氢氧化铬沉淀而进入水滴，也能被吸附在固体物质上面存在于成绩物种，还能与六价态铬互相转化。六价态铬在水体中能稳定存在，但在缺氧或还原剂存在时，可被还原为

28、三价态，在水体中三价态转化为六价态是主要的机制。水中含铬在1 ppm可刺激作物生长，110 ppm时会使生长减缓，到100 ppm则几乎完全使作物停止生长，濒于死亡。铬会杀死水中的浮游生物，从而影响水的自净能力，使水质恶化。3）铬对植物的污染铬对植物的生长起到明显的抑制作用。土壤环境中铬的含量过高，会抑制土壤内有机物质的硝化作用，并使铬在植物体内蓄积，对植物及其他生物造成危害。铬会使植物生长时对营养元素的吸收和蓄积产生不良作用，造成植物顶部严重枯萎。铬还会影响根尖细胞的有丝分裂，根系对铬的富集作用极强，导致根腐朽、脱落而最终植株萎焉枯死。 2 铬对生物的危害 1）铬对动物体的危害铬在动物体内可

29、影响氧化、还原和水解过程，并可使蛋白质变性，沉淀核酸和核蛋白，干扰酶系统。铬进入血液后使红细胞携带氧的功能发生障碍，导致细胞内窒息。六价铬离子可被碳酸盐、硫酸盐和磷酸盐载体系统转入动物细胞，在酶作用下迅速还原为具有活性的中间物质，这些中间物质具有较强的DNA破坏能力和细胞毒性。 2）铬对人体的危害铬渣的有害成分主要是六价铬，对人体健康的毒害很大。人体接触六价铬污染过的水、空气和土壤易引起皮肤和粘膜溃疡（铬性湿疹、铬疮）、糜烂性鼻炎、鼻中隔穿孔、肠胃疾患及肺部病变。原长沙铬盐厂患有铬性皮炎、铬湿疹和铬疮、鼻中隔糜烂、穿孔者约占职工总数的47%，已有6人死于呼吸系统癌症。同时，自然界中铬含量超标将

30、严重破坏生物链中物种的物质、能量循环，导致严重的环境污染。高于一定浓度的铬污染会在生物体中的生积累，并会沿着食物链进行迁移，最终危害到人类。2.2.2项目场址所在地周边敏感受体影响本项目场址位于岳麓区三汊矶，地处长沙市二环线以内，处于长沙市重点文物保护区北津城遗址保护范围之内，处于湘江西岸河床上的环境特殊敏感地区。湘江长沙综合枢纽工程距离本项目场址仅约20 km，按计划2014年9月全面蓄水至29.7米。如果铬污染得不到有效治理，那么从原长沙铬盐厂外流的铬污染水不但会继续造成下游和附近区域的污染，还将加重对长沙市区水源的污染，破坏湘江水质，严重威胁长沙市区人民的健康乃至生命安全，影响北津城遗址公园等基础设施的建设。此外，场址周围有三汊矶小学一所，幼儿园一所，还有岳麓山乡岳华村村民600多户，约2500人，农田菜地5.8平方公里，山地6.0平方公里。铬污染也将直接危害周边人群的身体健康。因此，当地人民群众对铬污染的反应强烈，要求彻底根治的呼声很高，各级政府和环保部门极其关注。2.2.3铬污染治理与规划相容性1）符合国家重金属污染综合防治“十二五”