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重庆某六价铬污染场地土壤修复工程案例
刘亦风1、李杰2、沈媛媛1、张健1、邓雷1、曹军1、龙宇1
（1重庆美田环保工程有限公司；2重庆市固体废物管理中心）
概括
选择重庆市某六价铬污染场地治理与修复项目作为研究对象。 通过对修复方案设计、工程实施和修复效果评价的分析研究，得出结论：该项目采用原位化学还原稳定化处理修复技术，采用直压注井技术与高压注水相结合的技术。用于药剂输注的压力喷射喷涂技术。 影响半径分别为2.5 m和1 m。 累计安装注入井795口，注入还原剂297.414吨、稳定剂297.302吨，修复成功。 污染土壤面积约12246.9平方米，修复体积约16150.5平方米。
关键词：六价铬污染； 原位凝固和稳定； 现场修复； 工程案例
由于传统粗放式管理和野蛮生产，电镀等工业生产活动对我国部分土壤、地下水和地表水造成了严重的铬污染。 六价铬的水溶性、强氧化性和致癌性对生态环境和人体健康有害。 严重的威胁已经出现[1-2]。 土壤具有多孔性、强吸附性和异质性，但受污染土壤的上述特性会导致污染物不断扩散到水体、植物等中[3-4]。 因此，对六价铬污染土壤进行修复，有利于从源头上消除污染，已成为我国亟待解决的环境问题之一。
本文选取重庆市某六价铬污染场地治理修复项目为研究对象。 该厂址原为重庆某仪表厂电镀生产区，涉及精密机械、电子仪器、机电一体化控制系统等生产，该厂于2010年全面竣工，停止该场地使用，场地用地类型由工业用地变更为科教用地。 通过对场地污染现状的调查评估，明确场地土壤受到六价铬污染。
根据修复技术的选择、修复方案的设计，并结合本项目的污染状况，选择本项目的修复方法为原位修复。 修复技术采用化学还原稳定化[5-7]，采用直压注井技术[8]结合高压旋喷技术[9-10]进行药剂注入。 通过对场地污染土壤进行就地处理和修复，可以有效修复和处理场地污染土壤。 原场地污染土壤得到了科学合理的风险控制，彻底消除了六价铬对周边居民和环境的影响，达到了后续要求。 该场地开发的使用条件取得了良好的社会效益和经济效益。
1 修复方案设计
1.1 场地污染概况
现场评估阶段共布设22个土壤监测点，采集土壤样品209个。 监测结果显示，场馆内3个监测点4个样品污染因子浓度均超过《展览用地土壤环境质量评价标准（暂行）》（HJ/T 350-2007）A级标准。 根据场地风险评估结果，在敏感土地利用条件下，场地内6个监测点的六价铬致癌风险值超过1.0E-06可接受风险值。 六价铬最大浓度为1.61 mg/kg，污染层位于回填土小于20 m，污染深度分别为0～1.0 m和0～2.0 m。 通过插值计算，确定场地污染土壤面积约为12246.9 m2，平方体积约为16150.5 m3。
1.2 修复目标值
1.2.1 土壤含量恢复目标值
根据《污染场地风险评估技术指南》（HJ 25.3-2014），根据致癌效应和基于非致癌效应的土壤风险控制值，选取较小值作为污染场地的风险控制值。现场，以致癌风险（10-6）为风险控制值，六价铬的风险控制值为0.3 mg/kg。
根据《场地环境风险评价报告》，本项目总铬污染浓度最高为91.1 mg/kg，符合《场地土壤环境风险评价筛选值》（DB50/T 723-2016）中总铬浓度限值。 )为/kg，本项目总铬浓度远低于标准中总铬浓度限值。 因此，根据风险评估中的六价铬污染情况，结合技术可行性、经济适用性等综合考虑，制定了本项目的修复目标值。 六价铬修复目标值为0.3毫克/千克。
1.2.2 污染物淋失水体控制值
综上所述，如果采用异地修复方式进行场地管理作业，则土石方开挖量过大，修复作业完成后需要对土石方进行回填压实。 修复资金需求过大，社会资源过度消耗。 ; 修复边界附近区域的开挖工作将对高层住宅建筑的稳定性和居民的安全产生较大影响。 因此，考虑到场地污染程度较低，且污染土壤已达到基岩层，选择原位修复开展场地治理工作。
1.3 修复技术筛选
1.3.1 修复方法
目前，国内外污染土壤控制修复工程主要分为“原位修复”和“异地修复”两种方法。 结合现场调查和污染剖面分析，其特点如下：
（1）项目场地仅受到Cr6+污染，污染浓度较低；
（2）因周边开发建设影响，污染层上方已回填土石方20～30m；
（3）场地周边高层住宅建筑环绕修复场地，距离修复边界最近距离仅8 m 左右。
根据技术方案修复设计要求，首先浇注还原剂将Cr6+还原为Cr3+，然后浇注稳定剂进行原位凝固/稳定化处理修复。 配制好的药物通过管道输送到修复区域进行化学输注。 输液过程中，首先检查孔号→连接灌注管和止水环→将灌注管放入孔内→打开压力泵进行输液→输液完成后贴标签→拔出注射器。 药剂输注过程中，直接加压灌注区注射泵压力值控制在0.3MPa，高压旋转喷射区灌注压力值控制在30MPa。 根据小试结论并结合相关工程案例，还原剂与稳定剂的用量比例为1%。 还原剂按1:5的比例稀释注入，稳定剂按1:10的比例稀释注入。 高压旋喷面积减少药剂单孔喷射量0.35 m3，稳定剂单孔喷射量0.71 m3； 直压注井区还原剂单孔注入量2.26 m3，稳定剂单孔注入量4.53 m3。 共注入还原剂297.414吨，稳定剂297.302吨，合计594.716吨。
1.3.2修复方法技术
根据目前国内外的研究现状和同类污染场地修复技术的应用情况，适合Cr6+的原位处理修复技术主要包括：原位化学还原稳定化、生物法、植物修复技术。 根据本工程的特殊性，结合国内外类似工程案例，从技术效果、施工可行性、经济合理性、时间效率等多方面进行综合比较，最终确定采用原位化学还原稳定化技术为项目。 项目恢复技术。
1.4 注射方法
目前常用的原位化学注入方法主要是直接加压注入井工艺和高压喷射喷射工艺。 对两种工艺的修复效果进行了中试，得出以下结论： 本项目采用两种工艺相结合的方式。 注剂最佳参数为：直压注井技术，影响半径2.5 m，压力0.3 MPa； 高压喷射喷涂技术，影响半径1m，压力30MPa。 另外，根据场地地质调查报告结论，场地西南侧透水性较强。 为了防止修复场地内的化学物质随地下水（积水）迁移到场地外部，防止化学物质渗出，在场地西南边缘采用了约6 m宽的区域。 采用高压射流注入法，设置两排化学萃取井。 东区采用单排高压喷射射流，注水井呈梅花状布置。 其他地区则采用直压注井技术，按5 m间距网格。 设置点。 直接加压喷射区域和高压喷射喷射区域的分布如图1所示。
图1 注入方式分布图图1
2 项目工程实施
2.1 临时设施建设
为配合修复施工工作，合理进行施工，完善施工过程中的配套措施，按工艺要求安排临时工地。 本项目场地修复作业临时设施包括废水收集池、排水沟、污泥贮存场、药剂制剂等。 田野、药品堆场。 废水处理池面积100m2，主要用于处理现场施工废水。 池底铺设1.5毫米厚的HDPE膜进行防渗处理，并覆盖防雨篷布，防止雨水影响后期废水监测。 结果。 排水沟长度305.5 m，主要用于施工期引导雨水，防止过量降雨进入污染修复区。 污泥暂存区面积150平方米。 主要用于储存注水井钻井抽取的土壤、废水处理池产生的污泥、桩基产生的污染土壤。 上面覆盖着防雨篷布，可以防止雨水的侵袭。 溶解产生二次污染。 药剂配制区和储存区面积分别为50平方米和200平方米，主要用于化学品储存、稀释和混合。
图2 废水池及临时排水沟图2 废水池及临时排水沟
2.2 注水井施工
注水井施工流程包括定位放样、钻机钻进、污染土采集、取样、钻深复查、注水筛管安装、石英砂浇注、膨润土浇注、水泥孔封孔等，共完成注水井795口。建。 其中，直压喷射区域布置447个孔，高压射流喷射区域布置348个孔。 总钻孔深度17583.49 m。
2.2.1 钻井施工及样品采集
(1)注水井钻井
原场地污染土上层为20～30m回填土，按直压注井工艺和高压射流喷淋工艺布置方案建设注水井。 首先对现场所有注水井进行测量和布置，并在放样点处写明钻孔面积和数量，方便后续钻孔施工； 然后对场地和进场道路进行平整，以保证钻机顺利进场和钻机就位。 前期工作完成后，开始钻机架设安装。 将钻机移至准确的孔位，然后开始钻孔作业。 当设计污染层深度为2m左右时，采用干法钻进。 重复上述工作，直到最后一个孔。 。 最终钻探注入井795口，总钻深17583.49 m。 注水井钻井施工如图3所示。
（2）污染土壤的收集
为了进一步了解场地污染分布情况，为下一步化学注入提供理论支撑，在实现土壤控制和修复的同时减少化学药剂用量。 因此，在钻孔过程中，在地面上铺设防渗膜，按照规范将岩心放置在防渗膜内，并记录钻孔深度。 技术人员及时对污染土壤进行现场采样。 取样时，将岩芯按规范放入防渗膜内。 以及现场情况，确定并确定污染层的深度和厚度。 样品采集完成后统一送检，剩余污染土壤运至污染土壤暂存场。 钻孔施工过程中共采集原状土样320个。 经检查分析，超标点位置及浓度与场地风险评估报告基本一致。 污染土壤采样流程如图4所示。
图3 注水井钻井施工图3井
图4 污染土壤取样图4 土壤
2.2.2 注射筛管安装
由于本项目污染土壤位于地表以下20~30 m，污染深度为1.0~2.0 m，注水井钻完后，需要在注水井内安装筛管。 注射筛管采用DN110 PVC管材。 现场加工，孔径1厘米，排列梅花形孔，间距10厘米。 筛网系在筛孔外，防止泥沙堵塞筛孔。 根据不同深度定制特殊筛管，穿过筛管的均匀致密的筛孔让药剂均匀渗透到目标区域。 筛管安装完毕后，填充石英砂、膨润土，并用水泥密封。 屏体安装施工流程详细如图5所示。
图5 筛管安装图 筛管图5
2.3 药物输注
修复过程中，重金属总量不会随修复过程而变化。 由于厂址以南1公里处地表水系为嘉陵江，嘉陵江水质适用地表水环境质量Ⅲ类标准。 考虑到受纳水体的标准限量要求，按照《固体废物浸出毒性浸出方法》硫酸硝酸法》（HJ/T299-2007）浸出液进行试验，得到了浸出液中六价铬的浸出浓度。修复后的污染土壤不应超过《地下水质量标准》（GBT 14848-93）Ⅲ类和《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）Ⅲ类水质标准，即六价铬的浸出浓度修复后土壤中铬含量低于0.05mg/L限量，总铬不得超过《废水综合排放标准》（GB 8978-1996）第一类污染物最高允许浓度排放限值要求修复后土壤中总铬浸出浓度低于1.5mg/L的限值。
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本项目不单独布置抽采井，而是依靠固定注入井。 化学品按顺序分批注入，注入后提取。 当后期注射过程中注射缓慢或地面有液体溢出时，就近注射完成。 将注入井改为抽取井进行抽取，加快了注入速度，防止药剂溢出到地面。 地下径流下方设置两排浅层积水抽取孔，将积水抽取至污水处理池处理回用。
图6 直接加压注入井工艺注入图6井
图7 高喷射喷射过程
2.4 后期监控
地下水监测点布设参照《地下水环境监测技术规范》（HJ/T 164-2004）。 为便于长期有效监测地下水变化，充分考虑后期桩基施工和小学建设规划，合理避开桩基施工地点和小学后建设工期。 建筑学。 本工程共设置地下水监测井3口，其中场地西南侧内外各设1口，场地外东北侧各设1口； 监测周期为5年，其中第一年每月一次，第二年每月一次。 每年每季度监测一次，第三年至第五年每年监测一次。 地下水主要监测因子包括：pH、总铬、Cr6+、硫酸盐。 其中pH、Cr6+、硫酸盐需满足《地下水质量标准》（-93）Ⅲ类水质要求，总铬需满足《废水综合排放标准》（-1996）最高允许排放量Ⅰ类污染物浓度限值。
图8 监测井布置及安装示意图图8 井及
3.修复效果评估
3.1 污染土壤样品检测结果
根据《污染场地修复与恢复验收评估技术导则》（DB50/T 724-2016），原位修复场地验收评估采样点布置可参照《污染场地修复与修复验收评估技术导则》（DB50/T 724-2016）的要求。根据《场地环境监测导则》（HJ 25.2-2014），本项目共布置21个土壤采样监测点进行效果评价。 采样点主要包括土壤修复施工区、地下水（积水）污染区、暂存区周边可能产生二次污染的区域。 共采集土壤样品69个。 ，所有样品均送至具有土壤检测能力和国家计量认证资质（CMA）的第三方检测单位进行检测。 将样品测试结果与评价标准进行比较。 当样品的各项检测结果均小于修复目标值时，视为合格。 样品测试结果及评价结果如表1所示。
表1 批次土壤的试验数据
从表1可以看出，根据癌症风险（10-6）（0.3 mg/L）计算结果，《地下水质量标准》（GB/-2017）Ⅲ类水质标准（0.05 mg/L） 、《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管理与控制标准》（GB 36600-2018）中居住用地筛选值（2000毫克/千克）和土壤总铬浸出浓度不超过最大允许排放量以《污水综合排放标准》中的浓度（1.5）（-/L）作为六价铬及其浸出浓度、总铬及其浸出浓度的评价标准，结果表明，提交的土壤样品为。经检查，六价铬及其浸出浓度、总铬及其浸出浓度均未超出评价标准，检测结果均符合本项目的修复目标值，表明本次治理修复工程满足修复要求。
3.2 地下水（死水）样品检测结果
根据点位布置方案，结合实际情况，进行地下水（积水）效果评价采样。 本次效果评价共采集6个样品。 通过将样品检测报告数据与评价标准进行比较，当样品的各项检测结果小于修复目标值时，视为合格。 样品测试结果及评价结果如表2所示。
从表2可以看出，地下水（死水）水质评价标准采用《地下水质量标准》（-2017年）。 结果显示，送检水样pH、硫酸盐含量、六价铬等指标均未超过《地下水质量标准》（-2017）Ⅲ类质量标准，检测结果均达到环保效果本项目评价标准表明，本处理修复项目未对地下水（死水）造成污染。
表2 地下水样品测试数据及评价结果表2 第一数据和
4。结论
（1）本项目采用原位化学还原稳定化处理修复技术，采用直压注井工艺和高压射流喷射工艺注剂。 污染土壤面积约12246.9平方米，修复体积约16150.5平方米。 m3，并顺利通过第三方效能评估单位验收。
（2）该项目成功运用原位化学还原稳定化技术处理修复重庆市一处深埋六价铬污染场地，丰富了六价铬污染场地原位处理修复项目的应用案例，为重庆市提供了重庆市污染场地原位治理技术的应用，为重庆市污染场地治理与恢复奠定了工程基础，提供了更多选择。