北京某汽车修理地块土壤污染修复案例研究

幸秋明

（中化环境修复（上海）有限公司 上海 200235）

引言

随着经济的快速发展，土壤污染问题愈加严重，对人们生产生活造成了严重影响[1]。相比水污染和大气污染，土壤污染具有突出的复杂性特征[2]。因此，要想有效治理土壤污染问题，需根据治理地的实际情况进行选择处理[3]。本研究以北京某汽车修理地块土壤污染修复为例，根据地块的实际情况选择了水泥窑协同处置技术[4～6]，经过修复后的土壤和水泥制品都达到了预期目标，给其他类似修复项目提供可借鉴与参考经验。

1 项目概况

北京某汽车修理地块位于北京市昌平区，占地面积约1500m2。该地于2003～2018 年地面建设汽修厂，2018～2020 年进行土壤污染状况调查及风险评估工作，2021 年北京某专业土壤修复公司对该地块进行土壤修复工作。本地块内土壤污染物为铅、苯并[a]芘和石油烃（C10～C40），含量超出了国家标准《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 36600-2018）的第一类用地筛选值，具体污染情况见表1。

表1 土壤分析检测超标统计结果（单位：mg/kg）

2 修复工程概况

2.1 修复目标

本项目待修复地块污染物主要为铅、苯并[a]芘和石油烃（C10～C40），污染浓度超出了国家标准《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB36600-2018）标准筛选值。因此，采用国家标准GB36600-2018 中第一类用地筛选值确定为本地块修复目标值，本地块修复目标值见表2。

表2 修复目标值确定表（单位：mg/kg）

2.2 修复工程量

地块内总体需修复土壤面积共513m2，不同区域修复深度1～3.5m 不等，需修复土壤方量共计618.5m³，4 类污染物修复土壤方量明细见表3。

表3 地块污染范围和方量汇总

2.3 地块修复技术路线

综合考虑地块的修复效果、技术有效性、修复过程可控性、费用和环境影响等，论证了地块污染土壤修复治理技术可行性，最终确定采用水泥窑协同处置技术。

3 修复工程实施

3.1 总体施工流程

根据本项目采用水泥窑协同处置技术的总体技术路线和施工总体目标，考虑场地及周边的施工条件、施工周期要求、环境敏感目标的二次污染防治要求，结合以往修复工程经验，进行本项目施工内容部署详见图1。

图1 项目施工内容部署

3.1.1 准备阶段

施工前收集资料，场地移交及手续办理。交接现场控制点，进行污染区测量定位放线等工作。

3.1.2 施工阶段

对污染土壤进行固废属性鉴别，符合水泥窑协同处置标准后进行协同处置，其中包括污染土壤清挖、外运、基坑回填及厂内平整和竣工验收等环节。

3.1.3 修复效果评估阶段

修复效果评估阶段包括修复效果自评估、修复效果评估与撤场两个部分[7]。

3.2 修复工程实施

3.2.1 总体施工流程

本项目总体施工流程如图2 所示。

图2 项目总体施工流程

3.2.2 污染土壤固废属性鉴别参照危险废物鉴别的规范和程序，针对修理地块618.5m3含重金属铅、苯并[a]芘和石油烃（C10～C40）污染土壤进行危险特性分析和基本性质分析。根据样品检测数据分析，本项目地块污染土壤不具有腐蚀性、浸出毒性、毒性物质含量超标和急性毒性的危险特性；根据污染土壤危险特性分析结果，本地块污染土壤为一般工业固体废物，按一般工业固体废物进行转运至水泥窑进行处置。

3.2.3 污染土壤开挖

3.2.3.1 清挖施工

本项目共分为3 个清挖区域，首先清挖S6区域，然后依次清挖S3 区域、S1 区域，最后清挖S5 区域，污染土随挖即运。开挖过程中将土壤中的大块砖渣、碎石、卵石、混凝土块等建筑垃圾等>50mm 的大颗粒与土壤进行筛分，筛分方式为“机械+人工筛分”、分拣、清理，筛分后的石块经清理后放到筛上物暂存区进行临时堆存，暂存区已做好相应的防渗及苫盖工作，避免其混入污染土壤，影响污染土壤的后续水泥窑协同处置工作。

3.2.3.2 开挖总工程量统计

北京某汽车修理地块修复工程设计工程量和实际工程量对比见表4。

表4 设计工程量和实际工程量对比一览表

3.2.4 清洁土临时堆存或转运

设计清洁土开挖方量为286m³，现场基坑开挖出618.5m³污染土，需外运输来618.5m3清洁土进行回填，因此本项目涉及清洁土壤904.5m3。现场S3 修复区域开挖出的清洁土将在地块内临时堆存，待基坑效果评估达标后回填；而地块外运输来的清洁土进行采样确认为清洁土后，随运即填。

3.2.5 污染土壤外运

由于北京某汽车修理场地土壤污染包含SVOCs 污染土壤，污染土壤运输应遵循运输车辆全程密闭、场地运输采用单循环形式、卡车有序行车、加强道路养护等原则。

3.2.6 施工过程中二次污染防治措施

污染土开挖过程中，为防止扬尘产生，采用雾炮进行专门的降尘。污染土的运输选择专用的密闭车辆，采用棚布进行苫盖，防止遗撒，并保证运输车辆车况完好。另外，为保证污染土壤开挖及存储过程中不对周围环境造成影响，防止二次污染的产生，进行修复施工的过程中，还应对暴露土壤进行苫布覆盖，对清挖工作区、污染土暂存区等区域进行苫盖，对污染土地块内转运过程中产生的遗撒污染土进行专门清理。

3.3 水泥窑协同处置技术

3.3.1 技术原理

水泥生产是利用含碳酸钙、二氧化硅以及铁、铝氧化物的原料，按照一定比例在高温下部分熔融，生成以硅酸钙为主的熟料，加入部分石膏和混合材料后，生产出具有水硬特性的无机材料[8]。

3.3.2 技术特点

从工艺来看，水泥回转窑处置危险废物具有焚烧温度高、停留时间长、焚烧状态稳定、建设投资小、运行成本低[9]等特点。

3.3.3 工艺流程

水泥窑协同焚烧技术是利用水泥窑中的高温，将土壤中的有机物焚烧成为无毒无害的CO2和H2O。其技术原理是利用水泥回转窑内的高温、热稳定性好、无废渣排放等特点，在生产水泥熟料的同时，焚烧处理污染土壤，有效节省资源，保护环境，具有良好的经济、社会效益。本项目场地污染土壤采用水泥窑高温段喂料方式处理。

3.3.4 工艺参数

综合考虑本项目需要修复的土方量、水泥窑焚烧的场地等方面的因素，本次水泥窑焚烧工艺利用现有水泥厂的新型干法水泥窑控制掺烧污染土并根据污染物特性控制其相应炉温来达到处理污染土壤的目的。水泥窑协同处置技术的主要设计参数见表5。

表5 主要设计参数

3.3.5 污染土水泥窑协同处置处理

水泥窑焚烧污染土过程主要包括污染土预处理、污染土进料、水泥回转窑焚烧以及尾气净化。

3.3.5.1 污染土预处理

污染土的预处理主要为破碎筛分，使用筛分设备进行筛分，筛分后的超规格土块粒径＞50mm，然后使用破碎机粉碎后再次筛分。

3.3.5.2 污染土进料

污染土壤经过预处理后，转运到预热器塔架旁的喂料斗，为避免卸料时二次污染，卸料区密封。卸料完成后，进入封闭状态。污染土出来后进行计量，计量后进入喂料点，送入高温段焚烧，完成污染土壤的整个入窑过程。

3.3.5.3 污染土水泥回转窑内焚烧

污染土壤进入水泥回转窑，在高温条件下，其半挥发性有机物和石油烃等有机污染物迅速蒸发和气化，高温气流与碱性物料充分接触可有效地抑制酸性物质的排放，使SO2和Cl 等有机化学成分化合成无机盐类固定下来。污染土壤在水泥回转窑内煅烧，最终变为水泥熟料，其有机气体被彻底焚毁，重金属被固化。

3.3.5.4 污染土处理结果

污染土作为水泥生产的替代原料，和其他配料一起经水泥窑焚烧后生产成水泥熟料；污染土中所含的污染物经水泥窑高温和长时间煅烧被彻底焚毁，有机物完全燃烧和彻底分解，重金属固化在水泥晶格内；污染土经过水泥窑焚烧后最终变为符合产品质量的水泥并在市场上进行销售，没有废渣和其他废弃物的产生。

4 修复效果评估

4.1 基坑效果自评估

4.1.1 第1 次修复效果自评估

基坑S1 的B1C-3、B1K-1 采样点苯并[a]芘超过修复目标值，需对其余2处点位做进一步修复。

4.1.2 第2 次修复效果自评估

监测结果表明，未开挖区域土壤无超标现象，但第2 次基坑开挖效果评估结果显示“二次污染防治区的YESC-01 点位和基坑侧壁FS1-C01 点位超标”，需进一步开挖。

4.1.3 第3 次修复效果自评估

根据修复效果评估单位反馈结果，第2 次基坑开挖修复效果监测土壤样品检测指标已经全部达标，至此基坑开挖施工结束。

4.2 清洁土自评估

对基坑S3 表层0～2m 开挖的292.68m³清洁土采集2 个土壤样品，对指标铅、苯并[a]芘和石油烃（C10～C40）进行检测，根据检测结果，2 个土壤样品石油烃（C10～C40）、铅、苯并[a]芘均低于修复目标值，地块内开挖清洁土自评估效果合格。

4.3 水泥制品质量评估

水泥窑在协同处置后对水泥厂同批次水泥质量均合格。

结语

基坑3 次修复效果评价为检测指标铅、苯并[a]芘和石油烃（C10～C40）已经全部达到GB36600-2018 标准筛选值。污染物铅、苯并[a]芘和石油烃（C10～C40）检测结果均小于修复目标值满足修复方案中规定的土壤修复目标值，土壤污染治理效果达标。对开挖的292.68m³清洁土采集2 个土壤样品，根据检测结果得知清洁土污染物含量满足回填要求，清洁土修复效果评估合格。对水泥质量的合格情况进行评估，根据提供的资料，水泥质量合格。