西南地區(qū)某重金屬污染農(nóng)田綜合治理工程實例

文_王炳晨 張語情 姚佳斌 上海傲江生態(tài)環(huán)境科技有限公司

1 工程概況

1.1 場地污染現(xiàn)狀

該項目位于我國的西南高海拔地區(qū)，海拔高度約1000m，當?shù)剞r(nóng)田以果樹種植為主。主要污染來源為周邊工業(yè)企業(yè)的鉛鋅礦采選、冶煉等工作。調查結果顯示，土壤中最大鉛、鎘和鋅含量分別是污染篩選值（GB15618-2018）的2.83倍、31.6倍和3.08倍，土壤受鉛、鎘污染嚴重，本工程的總修復面積約為133400m2。

1.2 修復目標

農(nóng)田土壤中目標污染物鎘、鉛、鋅達到《土壤環(huán)境質量農(nóng)用地土壤污染風險管控標準（試行）》（GB15618-2018）中污染篩選值的要求。農(nóng)作物安全利用率達到90%以上，以農(nóng)產(chǎn)品可食用部分作為考核單元，食用部分目標污染物鎘、鉛含量滿足《食品安全國家標準食品中污染物限量》（GB2762-2017）的要求。

1.3 修復工藝路線

采用“穩(wěn)定化技術+污染阻隔技術+客土技術+低積累作物替代種植+有機肥調控+跟蹤性監(jiān)測”工藝。客土深度100cm，隨后種植淺根類果樹等食用農(nóng)作物，并開展跟蹤性監(jiān)測，以確保修復后該區(qū)域食用農(nóng)產(chǎn)品的安全，修復完成后，該區(qū)域劃為優(yōu)先保護類農(nóng)用地。

1.4 工程原理介紹

土壤穩(wěn)定化技術是向污染土壤中添加一定量的穩(wěn)定劑降低土壤中重金屬的溶解性、遷移能力及其生物有效性，從而降低其對生態(tài)系統(tǒng)造成的危害?？屯良夹g是一種物理修復法，是通過潔凈土壤替換原本污染土壤，從而達到土壤修復的效果。污染阻隔措施為配合農(nóng)田客土工程采用的技術，主要用于將原有污染土壤和客土的垂直交接斷面進行阻隔，防止因植物根系和地下水毛細交換作用等造成污染物的遷移。在穩(wěn)定化之后的土上鋪設阻隔層，阻止原始污染土壤中的污染物向上遷移，限制經(jīng)濟作物的根系與原始污染土壤接觸。低積累作物替代種植是用農(nóng)產(chǎn)品安全風險較低的作物替代農(nóng)產(chǎn)品安全風險較高的作物的措施。

2 工程實施

2.1 工程準備

2.1.1 穩(wěn)定劑篩選

因本項目治理區(qū)農(nóng)田土壤整體呈堿性，為了避免單一穩(wěn)定劑所帶來的顯著改變土壤pH的不利影響，本項目采用復合穩(wěn)定化技術。施用技術和用量通過室內模擬篩選試驗和田間小區(qū)試驗驗證兩種措施最終確定。根據(jù)田間實際條件變化等，對室內篩選出的穩(wěn)定劑及其組合作適當調整。本方案復合穩(wěn)定劑的平均施用量按土壤干重的2.0%投加。

2.1.2 進場設備準備

本項目中穩(wěn)定化施工、土方開挖和運輸?shù)戎饕に囆枰Ｒ?guī)機械進行配合，所使用的設備及設備使用工序見表1。

表 1 主要投入設備一覽表

2.2 工程實施

2.2.1 穩(wěn)定化處理工程

本項目采用土壤旋耕機為主、人工機械為輔的方式對耕地土壤進行翻耕破碎預處理。在添加穩(wěn)定劑之前，對耕地農(nóng)田土壤進行翻耕，使土壤處于細小均勻的分散狀態(tài)。穩(wěn)定劑經(jīng)計量稱重后，由人工配合土壤旋耕機均勻投加到污染土壤之中。同時對土壤進行旋耕，使穩(wěn)定劑與土壤充分攪拌混合。經(jīng)投加穩(wěn)定劑后的土壤，進行適當澆水保持田間含水率在30%，進行養(yǎng)護，養(yǎng)護時間為5～15d。

2.2.2 污染阻隔工程

本項目水平阻隔采用10cm的透水卵石隔離層，隔離層結構采用“土工布+10cm卵石隔離層+土工布”，土工布錨固于錨固溝內。隔離層斷面從上至下分別是：客土主體（0.3m耕層，0.7m非耕作層）；土工布（滿足GB/T 17639-2008要求）；卵石隔離層（厚度10cm，粒徑15～30mm）

2.2.3 客土工程

客土前，采用挖掘機加ALLU篩分機進行現(xiàn)場，使土壤中碎石粒徑小于50mm，確保后期土壤能和土壤改良劑混合均勻。進行回填時，先用輕型推土機推平，低速碾壓4～5遍，使表面平實，再使用壓路機進行碾壓。控制機械行駛速度，一般不超過2 km/h。用壓路機及運土工具進行壓實，其移動均需均勻分布于填筑層的全面，逐次卸土碾壓。

2.2.4 低積累農(nóng)作物種植和管護工程

本項目根據(jù)修復類型地塊，采取可食的低累積作物替代種植方式。完成場地平整后，進行果樹種植對場地進行植被恢復。篩選當?shù)爻Ｓ玫头e累作物進行種植，后期開展農(nóng)產(chǎn)品養(yǎng)護工作，并進行跟蹤性監(jiān)測，采集成熟作物的可食部分，并對其重金屬鉛和鎘的含量進行檢測。

3 修復效果

3.1 樣品采集分析

土壤樣品采集相關要求按照《場地環(huán)境調查技術導則》（HJ25.1-2019）詳細調查采樣方案，農(nóng)作物樣品參考《糧油作物植物樣品田間采集及制備技術規(guī)范》（DB51/T1047-2010），包括樣品數(shù)量、采樣點布設、采集方法、樣品保存、運輸和儲存等要求。

土壤及農(nóng)作物樣品中重金屬含量按照國家《土壤環(huán)境監(jiān)測技術規(guī)范》（HJ-T166-2004）、《農(nóng)田土壤環(huán)境質量監(jiān)測技術規(guī)范》（NY-T395-2000）和《食品安全國家標準食品中多元素的測定》（GB 5009.268-2016）等方法進行分析。

3.2 驗收結果

項目驗收為主要為作物和土壤中的目標污染物，修復前后樣品中重金屬含量如表2所示，土壤穩(wěn)定化后有效態(tài)重金屬Pb、Cd和Zn含量分別降低了33.7%、17.6%和26.5%，均在10%以上；土壤中鎘、鉛和鋅含量均達到污染篩選值的要求，農(nóng)作物食用部分鎘、鉛含量滿足要求。根據(jù)采樣和實驗室分析和現(xiàn)場復核的結果表明修復效果符合污染治理驗收條件。

表 2 修復前后樣品重金屬含量

4 結語

本工程采用化學穩(wěn)定化、客土技術及污染阻隔等多種技術聯(lián)合修復重金屬污染農(nóng)田土壤，共修復污染農(nóng)田面積約133400m2。修復后農(nóng)田中，穩(wěn)定化處理土壤有效態(tài)重金屬Pb、Cd和Zn含量分別降低了33.7%、17.6%和26.5%，客土后土壤重金屬含量和農(nóng)作物可食部分污染物含量均達到驗收標準，工程滿足施工管理、環(huán)境保護、安全文明施工的管理要求。

本工程涵蓋多種修復技術且修復效果良好，取得了良好的環(huán)境效益，具有較好的推廣應用價值，為同類別重金屬污染農(nóng)田綜合治理提供了借鑒和參考。