某片区关停企业遗留废渣处置与土壤修复工程

谭龙辉 李梦婷 胡孝武 黄 慧

（湖南博一环保科技有限公司 湖南长沙 410000）

引言

我国在加速城市化和深入推进调整产业结构的道路上，因大量城镇工矿业企业改造、搬迁及关闭，导致遗留下来大片污染场地，这已成为制约我国土地资源再利用的首要问题。这些遗留场地通常还会导致附近土壤和地下水污染，且往往还存在一些遗留的构筑物及固危废处置问题，这些潜在污染不仅给周围居民健康和生态环境带来了威胁，同时也严重制约了我国土地资源的安全再利用[1]。据不完全统计，仅2020 年我国就关停了超过1 万家中小规模化工企业。

2012 年11 月26 日，环保部、工信部、国资部、住建部四部共同发布 《关于保障工业企业场地再开发利用环境安全的通知》(环发〔2012〕140 号)，此通知明确要求工业企业实行关停并转、破产或搬迁并对原有场地进行再开发利用时，必须进行场地环境调查、风险评估，对被污染场地开展治理修复工作，使修复后场地满足开发再利用需求后，才可投入使用。某钢铁厂西南片区地势较为平坦，区域内有四家企业，由南向北依次为氧化锌厂、焦化厂、机加工厂和炼铁厂，这些企业均成立于本世纪初。由于市场动荡以及环保不达标等问题，以上四家企业均在2010 年前关停。但是区域内遗留的工业废渣和土壤污染问题并未得到解决，成为历史遗留问题。由于场地存在污染，土地暂时无法重新开发利用，严重阻碍了本地区的发展计划。

目前国内对搬迁及关停企业遗留场地修复工程已有报导，但一般只涉及到污染土壤修复[2][3]。本案例涉及到土壤修复、废渣处置及废弃建筑物处置，可以为有遗留废渣和废弃建筑物的搬迁及关停企业遗留场地修复工程提供示范与参考。

1 项目概况

场地内由南向北依次为氧化锌厂、焦化厂、机加工厂和炼铁厂。氧化锌厂以钢铁厂除尘产生的炼铁高炉烟尘和炼钢转炉烟尘（瓦斯灰，危废编号为HW31（312-001-31））为原料用韦氏炉工艺生产次氧化锌。场地内遗留的瓦斯灰有三处，渣量约为2600m3，厂房面积约为800m2。焦化厂废弃厂房面积约为4500m2，堆存铁矿粉约1200m3。机加工厂内废渣量约800m3，废弃厂房面积约1000m2。炼铁厂利用土高炉将回收的废铁以及炼钢的生产废渣重新熔炼，厂区西侧有约1800m3废渣堆存，废弃厂房面积约500m2。根据市规划局规划本项目修复范围内的土地拟作为工业用地。

1.1 场地污染情况

1.1.1 废渣检测结果分析

由于场地责任主体以消失，无法确定场地内废渣来源。通过现场快速检测仪检测，废渣中主要污染因子为Pb、Cd、Cr、Zn 和As 等重金属。对废渣取样进一步检测样品重金属总量，检测结果如表1 所示。

表1 废渣重金属总量检测结果

从表1 可以看出，氧化锌厂废渣中重金属含量非常高，主要污染因子为铅、镉、铬、锌和砷，其中YHX-FZ-1-1 废渣样品中锌的含量达到39175 mg/kg、铅含量达到10271 mg/kg。由于场地内的废渣不具有爆炸性，也不具有腐蚀性，因此根据危险废物鉴别技术规范（HJ/T298-2007）的规定，对此废渣取样进行酸浸浸出毒性检测，结果如表2 所示。

表2 废渣酸浸浸出毒性检测结果

表2 中的检测结果表明，废渣样品的酸浸浸出液中均有一种或多种重金属浓度超过了 《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》（GB 5085.3-2007）表1 中规定的标准值，Pb、Cd、Cr6+、Zn 和As 均有不同程度的超标。因此，遗留在场地内的废渣均为危险固体废弃物。场地内遗留的含重金属废渣成为了场地本身和周边环境的污染源。长年日晒雨淋，这些废渣已经对场地内的土壤造成了重金属污染，随着时间的推移，重金属污染由土壤表层向深层扩散。另外，雨水拌合废渣形成的淤泥在晒干后极易飞扬，不仅对周边环境造成污染，还会对场地周边的居民健康造成威胁。

1.1.2 厂房附着物检测结果分析

氧化锌厂厂区废弃厂房附着物重金属总量及酸浸浸出毒性检测结果如表3 所示。

表3 厂房附着物重金属总量及酸浸浸出毒性检测结果

根据表3 中的检测结果，氧化锌厂厂区内废弃建筑物上的附着物重金属含量均较高，且所含重金属种类以及含量水平基本与所在场地内的废渣中重金属种类及含量接近，说明废弃建筑物上的附作物主要为堆放在场地内的废渣。酸浸浸出毒性结果表明，氧化锌厂场地内被废渣沾污的废弃厂房上的附着物均有一种或者多种重金属元素酸浸浸出浓度也超过了标准值。因此，该部分废弃厂房也属于危险废物。通过现场调查，氧化锌厂内被沾污的废弃厂房面积约800 m2。

1.1.3 土壤检测结果分析

为确定场地遗留废渣污染土壤程度，根据《重金属污染场地土壤修复标准》（DB43/T1125-2016），对场地土壤样品的重金属含量及水浸浓度进行检测。共设置13 个采样点，0～0.5 m、0.5～1.0 m、1.0～2.0 m、2.0～3.0 m、3.0～5.0 m 各取土样13 个，土壤背景值2个，共计77 个。其中污染土壤水浸浓度执行《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）表1 中Ⅳ类水体标准。根据不同深度的水浸浓度分别确定各个区域的需修复深度。

1.2 修复目标

根据市规划局规划，此场地规划为工业用地。本场地边界1000 m 内人口密度＞25 人/km2，根据《重金属污染场地土壤修复标准》，本场地修复要求为场地上层（50cm）土壤需同时满足总量和浸出浓度标准，下层土壤需满足浸出浓度的标准。具体指标如表4所示。

表4 土壤重金属总量及浸出浓度修复目标

1.3 修复工程量

根据地勘报告，场地内的废渣总量为6400m3（其中氧化锌厂2600m3、焦化厂1200m3、机加工厂800m3、炼铁厂1800m3），废渣密度约为1.5×103kg/m3，因此需处理废渣重量约为9600t，均为危废。根据检测结果，被废渣污染的厂房也属于危险固体废弃物，约800m2，根据同济大学陈军等人的研究，砖混结构的厂房建筑拆毁后的产生的建筑垃圾量约为1679kg/m2[4]，因此场地内需作为危险废物处置的废弃厂房约1343.2t，本场地内共需处理危废10943.2t；根据调查区域内各个厂区面积和需修复土壤深度，整个场地共需修复土壤量41250m3，总修复工程量如表5 所示。

表5 修复工程量统计表

2 修复与处置工艺

2.1 土壤修复技术确定

根据场调，场地土壤主要受铅、镉、铬、锌和砷等重金属因子污染。目前国内外适用于重金属污染土壤的修复技术主要有客土-换土法、阻隔填埋、稳定化技术、淋洗/清洗技术、生物修复技术等[5]。经过现场勘查，结合片区规划并对比修复技术的优劣势，拟采用固化/稳定化技术治理重金属污染土壤。本项目选用的固化/稳定化药剂参考《原牟定县渝滇化工有限责任公司历史遗留重金属污染场地土壤修复治理示范工程实施方案》和《凤凰县华宇化工厂及周边农田重金属污染综合整治工程》，其主要成分为磷基复合药剂（主要针对Pb、Cd 和Zn）、亚铁盐（主要针对Cr6+和As）。

通过对比前两个工程的药剂投加比，为确定本项目药剂投加比，以此区域内典型污染土壤开展固定/稳定化小试实验。设置2%、4%、6%、8%、10%共5个药剂投加比，对不同药剂投加比的土样进行水浸浸出实验，根据浸出浓度与目标浸出浓度值对比，得到最佳药剂投加比为6%。

2.2 废渣处置技术确定

场地内遗留废渣9600 t、被沾污的废弃厂房1343.2 t 且均属于危废，其处置方法主要有资源化利用法、稳定化固化填埋法、无害化处置等[6]。本项目涉及的危废均为含重金属的历史遗留废渣，无回收利用价值。填埋场建设成本高，管理难度大，对填埋场区域的空气、土壤以及地下水构成严重污染风险。距本项目2km 处有一家利用回转窑处置危废企业，因此，本方案拟将废渣清运至此企业进行无害化处置。

2.3 修复技术路线

由于本项目实施范围内存在含重金属历史遗留废渣，因此需对场地内废渣进行无害化处理。此外，还有一些废弃厂房存在，对占有重金属废渣的建筑物与废渣一起无害化处置，无污染的废弃建筑物拆除后在场地内进行就地平整；对重金属污染土壤则采取固定/稳定化技术进行修复，具体技术路线见图1。

图1 修复技术路线

3 修复工程实施

3.1 废渣清理与运输

场地内总共有7 处废渣，本项目采用挖机对场地内的遗留的含重金属废渣进行挖掘清除，挖掘出来的废渣使用符合国家标准的专门容器分类收集，配置了危险废物运输专用运输车辆运送至危废处置企业进行无害化处置，本项目实际合计处理废渣9600 t。

3.2 废弃建筑物拆除与处置

场地内废弃建筑物主要建筑材料为红砖，本项目对废弃建筑物进行了拆除。氧化锌厂场地内被污染的废弃建筑物，清运至危废处置企业进行无害化处置，未被污染的建筑拆除后产生的建筑垃圾就地平整。

3.3 土壤修复工程

本项目采用固化/稳定化技术对污染土壤进行处置，具体过程为清挖→污染土壤破碎筛分→筛分后的石块清洗后回填→细颗粒土壤添加药剂修复→在堆置区堆置反应→检测合格后放置于临时堆场后回填→表层覆土。

4 监测与效果评估

委托第三方检测公司在本项目治理过程中进行过程监测，监测布点按《湖南省土壤污染防治专项资金项目验收指南》及《污染地块风险管控与土壤修复效果评估技术导则》（HJ 25.5-2018）要求。场地修复效果评估主要包括污染土壤清挖以及固定/稳定化土壤效果评估两部分。对清挖效果评估监测布点，侧壁取样63 个、坑底取样100 个。检测结果表明163 个样品铅、镉、锌、砷和铬总量及水浸浓度、pH 值均达到标准，污染土壤清挖彻底。

对于修复后土壤，采用随机布点法每500 m3取一个样品，共采样102 个，均达到《重金属污染场地土壤修复标准》（DB43/T1125-2016）中的工业用地修复标准。

结语

（1）本工程完成了某钢铁厂西南片区关停企业遗留场地内污染土壤、废渣、废弃建筑物的修复与处置，共修复污染土壤41250 m3，无害化处置废渣及沾污废弃建筑物10943.2 t，就地平整无污染建筑废弃物6000 m2。

（2）本项目使用磷基、亚铁盐复合药剂进行固定/稳定化处置，通过小试确定了本项目药剂最佳投加比为6%，小试结果可以在修复时节省药剂成本，同时保证修复质量。

（3）对受到铅、镉、铬、锌和砷等复合重金属污染的关停企业遗留场地采用固化/稳定化修复技术可达到修复目标且实施工期短，效率高。

（4）对搬迁、关停企业的历史遗留场地废渣、废弃建筑物、重金属污染土壤，可以采用无害化处置、填埋、固化/稳定化等方法协同处置，经济环保。