（环境工程专业论文）典型铬渣污染场地调查与修复技术筛选.pdf

青岛理工大学工学硕士学位论文 摘要 我国是世乔铬盐生产大国，自1 9 5 8 年建成第一条铬盐生产线至今，先后有7 0 余家企业生产过铬盐，在5 0 多年的生产过程中产生大量的铬渣，现今全国每年新 排放铬渣约6 0 万t ，累计产生铬渣量约为6 0 0 万t 。由于历史原因，绝大多数铬渣简 单堆存，铬渣中含有的o 3 1 5 的可溶性六价铬，经降雨和地表水的冲刷，进入周 围土壤和地下水，造成严重污染。铬渣污染场地己经列为我国土壤污染重点治理 对象。以青岛红星化工厂铬渣污染场地为研究对象，本研究进行了场地污染调查 和修复技术实验室小试等研究，取得如下研究结果： ( 1 ) 污染场地调查 场地污染严重，表层土壤中总铬与六价铬含量最大值分别为2 0 4 1 0 9m g k g 和6 3 5 4 4m g k g ；深层土壤中总铬与六价铬含量最大值分别为4 2 2 2 9 8m g k g 和 7 4 8 1 1m g k g 。表层土壤和深层土壤均属于重度污染，总铬含量超标率为1 0 0 。场 区南部区域和中部区域的铬污染较严重，且东部区域铬含量高于西部区域。 土壤六价铬和总铬含量随深度呈下降趋势，地表含量越高的地段下降越 快；污染深度最深达8m 左右。 地下水受到严重污染，地下水总铬含量在0 2 4 - 8 8 0 1 6m g l 之间，六价铬 含量在o 0 7 8 0 6 8 9m g l 之间，地下水中铬主要以六价的形式存在，六价铬超标 率1 0 0 。土壤中的六价铬能够较快速地进入到地下水中。 铬渣堆场土壤中铬以残渣态为主，弱酸提取态铬的百分含量相对较低，但 浓度仍然较高，可氧化态铬在不同层次没有明显的分布规律，可还原态铬在土壤 剖面中间层含量最高。 ( 2 ) 修复技术可行性研究 六价铬的解吸过程属于非均相扩散，解吸速率随解吸时间的延长逐渐降 低。 通过正交试验，确定清水清洗铬污染土壤的最佳工艺条件：清洗时间1 0 5 m i n 、清洗温度5 0 、振荡频率2 0 0f f m i n 、固液比1 ：4 0 ，六价铬的去除效率高达 9 3 3 。经过极差和方差分析，影响清水清洗效率的顺序为：清洗温度 固液比 振荡频率 清洗时间，且清洗温度和固液比差异显著。 青岛理工大学工学硕士学位论文 经过五级逆流清洗，土壤样品的清洗效率最高可达9 9 2 ，清洗级数越高， 清洗效率增加不明显。 铬渣污染场地土壤采用原位清洗技术能够实现六价铬的洗出，洗出效率达 到8 8 以上；淋洗出水能够达到地下水质量标准和污水综合排放标准六 价铬浓度限值，洗出六价铬的单位水耗相对较大。 修复技术筛选的初步结论：采用异位清洗与和原位清洗相结合的技术方 案。 关键词铬渣污染场地；污染调查；空间分析；地下水；六价铬；修复技术 青岛理工大学工学硕士学位论文 a b s t r a c t c h i n ai so n eo fm a j o rc o u n t r i e st op r o d u c ec h r o m a t e t h e r ew e r eo v e rs e v e n t y e n t e r p r i s e sp r o d u c i n gc h r o m a t es i n c et h e f i r s tl i n ed e v e l o p e di n19 5 8 ，a n dal a r g e a m o u n to fc h r o m i t eo r ep r o c e s s i n gr e s i d u e ( c o p r ) w a sd i s c h a r g e df r o mc h r o m a t e i n d u s t r i e s t h ea c c u m u l a t e da m o u n to fc o p rw a sm o r et h a n6m i l l i o nt o n sa n d6 0 0 t h o u s a n dt o n sa r eb e i n gd i s c h a r g e da n n u a l l yi nc h i n a o w i n gt oh i s t o r i cr e a s o n s ，m o s t c o p rw a ss t a c k e ds h n p l y d i s s o l v a b l eh e x a v a l e n tc h r o m i u ma c c o u n t i n gf o r0 3 - 1 5 o fc o p rc a nb el e a c h e di n t os o i l sa n dg r o u n d w a t e rb yr a i n f a l la n dr u n o f f , w h i c hi n c u r s as i g n i f i c a n tr i s kt ot h ee n v i r o n m e n ta n dh u m a nh e a l t h t h ec o p rc o n t a n m i n a t e ds i t e s a r ec o n s i d e r e da st h em o s tr i s ks i t e sb yc h i n e s eg o v e r n m e n t i nt h i sp a p e r , t h ec o p r c o n t a m i n a t e ds i t ei nq i n g d a oh o n g x i n gc h e m i c a lp l a n tw a si n v e s t i g a t e d ，a n dp i l o t t e s t so fr e m e d i a t i o nt e c h n o l o g yw e r es t u d i e d t h em a i nc o n c l u s i o n sa r ea sf o l l o w s ： ( 1 ) s i t ei n v e s t i g a t i o n t h es i t ew a ss e r i o u s l yp o l l u t e db yc h r o m i u m i ns u r f a c es o i l ，t h em a x i m u m c o n t e n to ft o t a lc h r o m i u mw a s2 0 410 9m g & g a n dt h a to fh e x a v a l e n tc h r o m i u mw a s 6 3 5 4 4m e c k g a n di nd e e p e rs o i l t h em a x i m u mc o n t e n to ft o t a lc h r o m i u mw a s4 2 2 2 9 8 m g 瓜g ，a n dt h a to fh e x a v a l e n tc h r o m i u mw a s7 4 8 1 1m g 瓜g s u r f a c es o i la n dd e e p e r s o i lw o r ea l ls e v e r e l yp o l l u t e di nt h es i t e t h ec h r o m i u mc o n t e n to fa l lt h es o i l se x c e e d t h es t a n d a r do fs o i le n v i r o n m e n t a lq u a n l i t y t h ep o l l u t i o ni nt h es o u t ha n dm i d d l e r e g i o n sw a sm o r es e r i o u s ，w h i l et h ec o n t e n to fc h r o m i u mw a se v i d e n t l yh i g h e ri nt h e e a s tt h a nt h a ti nt h ew e s t t h ec o n t e n to fc h r o m i u mi ns o i lw a sd o w n t r e n df r o mt h eg r o u n ds u r f a c et ot h e b o t t o m ，a n dt h eh i g h e rt h ec h r o m i u mc o n t e n to ft h es u r f a c et h ef a s t e rt h ec o n t e n t d e c r e a s e s ，t h ed e e p e s ti su pt o8m t h eg r o u n d w a t e ro fr e s e a r c h a r e aw a sp o l l u t e db yc h r o m i u m t h et o t a l c h r o m i u mc o n t e n to fg r o u n d w a t e rw a si nt h er a n g eo f0 2 4 - - - 8 8 0 16m g l ，a n dt h a to f h e x a v a l e n tc h r o m i u mw a s0 0 7 - 8 0 6 8 9m s l c h r o m i u mi nt h eg r o u n d w a t e rc h i e f l y e x i s t e da sh e x a v a l e n tc h r o m i u m t h eh e x a v a l e n tc h r o m i u mc o n t e n to fa 1 1t h es a m p l i n g p o i n t se x c e e d e dt h ee n v i r o n m e n t a lq u a l i t ys t a n d a r df o rs o i l s w i t ht h em o v e m e n to f g r o u n d w a t e r , t h eh e x a v a l e n tc h r o m i u mi ns o i lc o u l dq u i c k l ym i g r a t ei n t og r o u n d w a t e r i nt h ec o n t a m i n a t e ds o i l su n d e r n e a t ht h ec o p r ，t h er e s i d u a ls p e c i a t i o n c h r o m i u mw a st h ep r e d o m i n a n tf r a c t i o n t h ep e r c e n t a g eo fw e a ka c i de x t r a c t i v e i n s p e c i a t i o nw a sr e l a t i v e l yl o w , b u tt h ec o n t e n tr e m a i n e dh i g h t h ed i s t r i b u t i o no f o x i d i z a b l es p e c i a t i o nc h r o m i u mi ns o i ls h o w e dn oa p p a r e n tt r e n d t h eh i g h e s tr e d u c i b l e s p e c i a t i o nc h r o m i u mc o n t e n tw a si nt h em e s o s p h e r eo f t h es o i l ( 2 ) f e a s i b i l i t yr e s e a r c ho fr e m e d i a t i o nt e c h n o l o g i e s k i n e t i c so fh e x a v a l e n tc h r o m i u md e s o r p t i o nf r o mt h es o i lc 姐b ed e s 嘶b c db v h e t e r o g e n e o u sd i f f u s i o ne q u a t i o n t h ed e s o r p t i o nr a t e sd e c r e a s e dw i t hd c s o r p t i o nt i m e b a s e do nt h eo r t h o g o n a lt e s t ，t h eb e s tp r o c e s sc o n d i t i o nf o rs o i lw a s h i n gw a s t h a ts o l i d - l i q u i dr a t i ow a s1 ：4 0 ，w a s h i n gt i m ew a s10 5 r a i n ，w a s h i n gt e m p e r a t u r ew a s 5 0 c ， a n do s c i l l a t i o n f r e q u e n c yw a s2 0 0 r m i n h e x a v a l e n tc h r o m i u mr a i l o v a l e f f i c i e n c yw a su pt o9 3 3 u n d e rt h eb e s tc o n d i t i o n t h es e q u e n c eo ff a c t o r st h a ta f f e c t t h er e m o v a le f f i c i e n c y ：w a s h i n gt e m p e r a t u r e s o l i d - l i q u i dr a t i o o s c i l l a t i o nf r e q u e n c y w a s h i n gt i m ew a so b t a i n e db ym e a n so fp o l ed i f f e r e n c ea n a l y s i sa n dv a r i a n c e a n a l y s i s ， a n dt h e r ew e r e s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n c e si n w a s h i n gt e m p e r a t u r ea n d s o l i d - l i q u i dr a t i o a f t e rf i v ec o u n t e r - c u r r e n tr i n s e s ，t h em a xw a s h i n ge f f i c i e n c yo fs o i l s a m p l e s c o u l dr e a c h9 9 2 t h eh i g h e l t h ec l e a n i n gs e r i e si s t h el e s so b v i o u st h ec l e a n i n g e f f i c i e n c yi n c r e a s e d ( 9t h ei n - s i t uf l u s h i n gt e c h n o l o g yw a se f f e c t i v eo nc h r o m i u mr e m o v a lo fc o p r c o n t a m i n a t e ds o i la n dt h ee f f i c i e n c yc o u l dr e a c h8 8 t h ee f f l u e n tw a t e rc o u l dm e e t t h eq u a l i t ys t a n d a r df o ，- g r o u n d w a t e ra n dt h e i n t e g r a t e dw a s t e w a t e rd i s c h a g e s t a n d a r d h o w e v e rt h eu n i tw a t e rc o n s u m p t i o nw a sl a r g e t h ep r e l i m i n a r yr c m c d i a t i o ns c h e m ew a sp r o p o s e da s ：e x s i t us o i lw a s h i n g c o m b i n e dw i t hi n s i r es o i lf l u s h i n g k e yw o r dc o p rc o n t a m i n a t e ds i t e ；p o l l u t i o n g i n v e s t i g a t i o n ；s p a t i a la n a l y s i s ； g r o u n d w a t e r ；h e x a v a l e n tc h r o m i u m ；p o l l u t i o nr e m e d i a t i o nt e c h n o l o g y i v 青岛理工大学工学硕士学位论文 第1 章绪论 污染场地是指由于过量有毒有害物质的存在而对周围环境及人体健康造成直 接或长期影响的区域，包含场地范围内一定深度的土壤和地下水、地表水等【1 1 。污 染场地是长期工业化的直接产物，它与危险物质的生产处理，废物的倾倒、排放、 泄漏、堆存等息息相关，污染场地中存在的土壤、地下水污染问题，对公众的身 体健康和环境生态安全带来极大的风险。工业化进程的加速和废物数量的不断增 加已造成众多场地污染问题，我国场地污染的范围、程度与数目均呈现出迅速上 升的趋势，污染场地所造成的环境问题已成为世界各国都必须面临的主要问题【2 1 。 铬渣堆存场地是一种典型的工业污染场地，是由于无序堆存铬渣而造成的一 种污染场地。我国铬盐生产企业众多，由于历史上生产工艺落后、铬渣产生量大、 铬渣处置难度大、成本高，以及政府缺乏有效地监管措施、机制不够健全等原因， 绝大多数铬渣未能够得到有效地处理，仅采取简单堆存或填埋的方式，部分甚至 堆存于重要水源地和人口稠密地区，大多数不符合危险废物的处理处置要求，并 且铬渣的堆积占据了大量的土地。不仅如此，还有一些破产、关闭的企业，铬渣 堆放或填埋情况不明，因此，开展铬渣污染场地的调查研究具有重要的现实意义。 我国是耕地资源极其匮乏的国家，土壤铬污染因其污染的隐蔽性、长期性和 不可逆性而备受世界的关注，它不仅退化土壤肥力、降低作物产量和品质，而且 通过土壤一植物一根系系统经由食物链危及人类的健康和安全【3 】，铬的生物毒性不 仅与其总量有关，更大程度上由其形态分布所决定，不同的形态产生不同的环境 效应，直接影响到铬的毒性、迁移及在自然界的循环【4 】。不仅如此，土壤是污染物 进入地下水的过渡制5 1 ，土壤污染可以通过污染物的迁移引起地表水和地下水的污 染，在多个层面上对人类的生存环境构成威胁，使人类暴露于更大的环境风险之 中【6 。因此，铬污染土壤的治理就成为世界研究的热点和难点。 随着科学技术的发展，污染土壤的修复技术与工程应用发展迅速。特别是在 欧美等发达国家，随着点源污染逐渐被控制，污染土壤和地下水的修复治理工作 已经提到议事日程上来，他们非常重视对土壤及地下水的污染修复技术的研制和 开发，尤其是进行修复技术的创新与技术改进。近年来，我国也逐渐提高了对污 染土壤修复工作的重视，研究和应用了一些土壤和地下水修复技术i _ 7 1 。 青岛理工大学工学硕士学位论文 1 1 铬渣污染现状 1 1 1 铬渣的产生与危害 自1 7 6 1 年发现含铬的红铅矿( 后来证明其组成为铬酸铅p b c r 0 4 ) 及1 7 9 7 年 确定铬是一种新元素之后，1 8 0 8 年英国首先在曼彻斯特建成铬盐厂【8 1 。自此，金 属铬和铬盐成为重要的战略性资源，铬盐系列产品作为化工一轻工一高级合金材 料的重要基础原料，广泛地应用于电镀、化工、陶瓷、皮革、高级合金材料、香 料、颜料、印染、防腐、医药等多种行业，涉及国民经济1 5 的商品品种，在国 际上被列为最具有竞争力的8 种资源性原料之一【9 】。我国每年对铬盐的需求量达 2 0 多万t ，截至2 0 0 3 年，我国直接生产重铬酸盐的企业有2 5 家，分布在1 6 个省 市，年生产能力约3 0 万t ，占世界2 0 以上【1 0 】。 本世纪前，我国铬盐生产基本全部采用产生大量铬渣的有钙焙烧工艺，每生 产lt 金属铬约排放1 0t 铬渣，每生产1t 铬盐排放2 5 3t 高毒性铬渣【1 1 1 。铬渣是 铬盐生产中焙烧熟料浸取过滤后的残渣，外观有黄、黑、赭等颜色，大多呈粉末 状，因含有1 也的铬酸钙( 致癌物) 和0 3 1 5 的水溶性六价铬而成为有毒 的危险废物【1 2 】。任意排放和堆存铬渣，不仅占用大量的土地，而且经雨水淋洗， 含铬污水四处溢流、下渗，容易对土壤、地下水、河道造成污染，导致严重的土 壤环境污染问题【1 3 】。据报道，在全国范围内有2 0 以上被铬严重污染的土壤是因 含铬废物长期堆放和控制措施不力造成的【1 4 1 。 铬渣中的有害成分主要是可溶性铬酸钠、酸溶性铬酸钙等六价铬化合物【1 5 1 6 1 ， 其具有很强的氧化性，毒性强，会对周围生态环境造成持续性的污染，世界卫生 组织已将六价铬化合物作为致癌物质【1 7 1 。六价铬通过口腔进入人体后，会引起一 系列的病变，如贫血、心肌病变、口腔粘膜增厚、水肿、神经炎、上腹部疼痛、 肺纤维化、肝肾病变，重者循环系统衰竭、失去知觉，以致死亡等【1 8 】；六价铬以 蒸气或粉尘方式通过呼吸道进入人体后，会引起鼻中隔穿孔、肠胃疾患、白血球 下降及类似哮喘的肺部病变等；皮肤接触铬化合物，可导致烧伤、接触性皮炎等【1 9 】。 例如长沙铬盐厂堆放着一个巨型的“铬渣山”，多达4 0 万t ，建厂3 0 多年来，先后有 6 人死于呼吸系统癌症，1 0 2 9 名职工中有7 8 的人患有鼻中隔溃疡、糜烂及穿孔， 几乎全部职工的血铬和尿铬的含量都高于正常指标，特别是血铬严重超标，有的 甚至超标2 0 0 倍【2 0 1 。 青岛理工大学工学硕士学位论文 铬渣对环境和人体健康造成的危害已引起人们的广泛关注，重视铬渣污染， 开展其污染治理和综合利用研究意义重大，势在必行。中华人民共和国国民经济 和社会发展第十一个五年规划纲要中已将铬渣污染治理列为环境治理重点工程， 并明确要求对历史堆存铬渣及受污染土壤进行综合治理，实现所有堆存铬渣的无 害化处置【2 1 1 。此外，国家发展和改革委员会、国家环境保护部联合发布了铬渣 污染综合整治行动方案，方案中指出：力争2 0 0 6 年实现铬盐生产企业当年产生的 铬渣全部得到无害化处置；在2 0 0 8 年底前，实现环境敏感区域内铬渣的无害化处 置；在2 0 1 0 年底前，所有堆存的铬渣实现无害化处置，彻底的消除铬渣对环境的 威胁【2 2 1 。国家环境保护部制定了铬渣污染治理环境保护技术规范( 暂行) ，明 确了全国铬渣处理和推行铬盐清洁生产的指导思想、原则和目标，提出了相应的 政策措施，对铬渣的解毒、综合利用、最终处置及这些过程中所涉及的铬渣的识 别、堆放、挖掘、包装和运输、贮存等各个环节的环境保护和污染控制、铬渣解 毒产物和综合利用产品的安全性评价，以及环境保护监督管理等都做了系统的规 定【2 3 1 。全国堆存的铬渣正有序的进行安全处理与处置。 1 1 2 我国铬渣堆存现状 我国是世界铬盐生产大国，从我国铬盐行业的发展情况来看，自1 9 5 8 年建成 第一条铬盐生产线至今，先后有7 0 余家企业生产过铬盐，现存有2 5 家【2 4 1 。其中规 模小、生产工艺落后的企业由于缺乏市场竞争力和污染控制手段，先后关闭、破 产、转产，而其产生的铬渣则基本没有得到治理，很多铬盐厂分布在我国一些人 口密集的地区，如广州、上海、苏州、长沙、黄石、青岛、济南、天津、锦州、 沈阳、重庆等地。 根据2 0 0 4 年的统计数据，我国每年新排放铬渣约6 0 万t ，在5 0 多年的生产过程 中，累计产生铬渣量约为6 0 0 万t ，由于历史上生产工艺落后、铬渣产生量大、铬渣 处置难度大、成本高，以及政府缺乏有效地监管措施、机制不够健全等原因，绝 大多数铬渣未能够得到有效地处理，仅采取简单堆存或填埋的方式，部分甚至堆 存于重要水源地和人口稠密地区，大多数不符合危险废物的处理处置要求【2 5 ，2 6 1 ， 并且铬渣的堆积占据了大量的土地。不仅如此，还有一些破产、关闭的企业，铬 渣堆放或填埋情况不明，据统计【2 2 1 ，截止于2 0 0 5 年，我国共计4 1 个铬渣堆存点( 见 表1 1 ) ，涉及至u 1 9 个省、市、区，其中河南省最多( 共6 处) ，其次是甘肃省( 共 青岛理工大学工学硕士学位论文 5 处) ，全国尚有4 0 0 多万t 铬渣没有得到无害化处置。 表1 1 全国铬渣堆存情况汇总表( 按省份统计) 4 青岛理工大学工学硕士学位论文 由于铬渣的无序堆放和防护措施的缺失，铬渣的长期堆存极容易导致其堆存 场地的污染，受污染的土壤将是铬渣堆存量的数倍乃至数十倍，随着堆存铬渣的 无害化处置的进行，铬渣污染场地的问题日益突出，据不完全统计，目前我国受 六价铬严重污染的土壤达1 2 5 0 多万t 【2 7 1 。 许多研究资料表明，历史上堆存铬渣的场地，土壤和地下水均己受到不同程 度的污染。肖小云等【2 8 】通过采集湖南某厂铬渣堆场周围的土壤，分析其铬的含量 发现：铬渣堆场周围的铬污染严重，厂内和厂外都有超标现象，厂内污染区中的 水溶性六价铬的含量比较高。青海省原海北化工厂从投入生产至破产的1 0a 间， 累计生产的红矾钠总量约4 0 0 0t ，其排放的大量高浓度六价铬废水及生产母液和 4 8 万m 3 的被污染废渣造成了严重的地下水污染，研究表明【2 9 1 ，长期堆放铬渣使 渣场附近土壤受到严重的铬污染，其铬含量( 中值) 分别比全国土壤、青海土壤 铬背景值高6 1 1 和9 1 2 ，堆渣场附近土壤中铬具有很大的可迁移性。重庆铬盐 生产基地位于嘉陵江的下游地段，由于经济、技术等原因，其排出的铬渣几乎未 经任何处理沿江堆放在一个大水泥坑中，经飘尘、雨淋、流失、渗透等方式进入 大气、水体和土壤，严重污染周边环境。通过对化工厂铬渣掩埋场及周边土壤取 样分析结果表明【3 0 】，土壤剖面分布呈现规律性变化，随着土壤深度增加铬含量逐 渐下降，但一般超过毒性鉴别标准，由此可见，六价铬在土壤中存在纵向和横向 的迁移，根据场地的性质和堆存状况不同存在很大的差异。不仅如此，铬渣中的 青岛理工大学工学硕士学位论文 六价铬容易经雨水淋溶进入土壤，进而迁移到地下水中，并随着地下水的迁移而 扩散，几乎所有调查的铬渣堆存场地的地下水均存在铬含量超标【2 9 】。综上所述， 铬渣的堆存极容易造成堆存场地的土壤和地下水的污染，因此而导致的环境污染 问题，已成为我国环境保护工作中的一个十分突出的问题。 1 1 3 铬渣堆存场地特点和存在的问题 铬渣堆存场地是一种典型的工业污染场地，是由于无序堆存铬盐生产产生的 铬渣而造成的一种污染场地。由于生产铬盐的企业历史悠久，数量众多，分布广 泛，铬渣产生量大，同时缺乏环境保护意识，对产生的铬渣未经处理任意堆放， 铬渣又是一种容易浸出六价铬的危险废物，因此铬渣堆存场地具有其特定的特点 和问题。 1 1 3 1 铬渣堆存场地的特点 ( 1 ) 场地布点多、污染范围广、底子不清 由于铬盐产品应用范围广，产量少，产品供不应求，因此刺激了铬盐生产的发 展，在2 0 世纪7 0 - - 8 0 年代国内盲目上马了近5 0 家小铬盐厂，建设处于失控状态。 这些小型工厂不仅缺乏环境保护意识，而且也缺乏治理污染的技术和资金，生产 过程产生的“三废”基本上没有得到治理，因此，遍布全国大大小小的铬盐厂， 都不同程度地造成了环境污染。土法上马的小工厂由于生产设备落后，工艺技术 不过关，产出产品质量较差，经不起市场地冲击，不长时间就先后停产倒闭，停 产后又无善后处理措施，任意堆存、到处流失的铬渣和被污染的场所，给环境留 下了无穷后患，从而出现了铬渣堆存场地布点多，污染范围广，底子不清的局面。 ( 2 ) 铬渣产生企业管理不善、堆存场地设备简陋 我国大多数生产铬盐的老厂有较长的生产历史，设备陈旧、管理不完善，车间 跑冒滴漏严重，厂区铬渣散失、堆存量大，企业对生产过程中的铬污染和铬渣的 危害重视不够，污染严重。同时由于技术落后，铬回收率低，流失量大，工人劳 动条件差，对环境保护又不重视，铬渣堆场设施简陋，只有个别企业设置了防风、 防雨、防渗漏设施，绝大多数铬渣采取简单堆放的方式【3 l 】。对含铬芒硝、含铬硫 酸氢钠等基本上没有得到回收利用，与浸出渣一起混合堆存，对环境危害极大。 1 1 3 2 铬渣堆存场地存在的问题 目前，虽然国家已经对大量铬渣进行了无害化治理，但是由于铬渣堆存引起 6 青岛理工大学工学硕士学位论文 的土壤和地下水污染问题，还缺少一个详细的调查和一套切实可行的铬污染综合 控制和污染修复措施。 铬渣污染场地存在底子不明，缺乏污染的基本数据，防护措施不力，成熟的 处理处置技术和措施缺乏，修复治理的成本难以估算，缺乏成熟的工程治理经验， 不同地区场地土壤地质、水文、污染状况差异较大，法律法规不健全，重视力度 不够等问题。相关部门需要加强监管力度，尽快对铬渣堆存污染场地进行调查， 掌握场地的污染程度、污染面积和深度，并及时采取得力的临时防护措施，防止 污染物的进一步扩散，同时不断加大科研投入，尽快形成一批能够修复铬渣污染 场地的实用技术，最终彻底修复铬渣污染场地，恢复土壤的生态结构和生态功能， 消除对人类和环境的不利影响。 1 2 国内外污染场地的管理现状和调查评估程序 世界各国对于污染场地的界定不尽相同，一般来说，只要场地受到外来有害 物质或者能量的侵害，就表明该场地受到了污梨3 2 1 。污染场地会引起污染物对土 壤或地下水的污染，对人类健康和环境产生危害，如典型的污染场地引起的公害 事件美国l o v e 运河污染事件，其不仅导致大量人群的生命健康受到损害，而 且产生了巨大的经济损失【3 3 】。 1 2 1 国内外污染场地的管理现状 1 2 1 1 美国对污染场地的管理 “l o v e 运河事件”促成了美国对危害程度较大的污染场地的全面治理，著名 的( ( s u p e r f u n da c t ) ) ( 超级基金法) 即在此背景下应运而出【2 】。超级基金法对 污染场地的治理和再开发进行了详细的规范，规定了场地的污染者、所有者和使 用者在场地修复和再开发过程中各自所应承担的法律责任，明确场地清理费用的 承担者，对土壤污染采取“谁污染谁治理的原则，该方案实施已超过2 0 年，共 清理有害土壤、废物和沉淀物超过1 x 1 0 8m 3 ，清理有害液体、地下水和地表水共 1 3 x 1 0 8t ，为数万人提供了饮用水源【州。 美国环保局( e p a ) 根据超级基金法建立的对污染场地管理所遵循的程序见 图1 1 ，其制定了“h a z a r dr a n k i n gs y s t e m h r s ”( 危害等级系统) 和“n a t i o n a l p r i o r i t i e sl i s t ，n p l ”( 国家优先控制名单) 的运作方式，并建立了超级基金以资助 7 青岛理工大学工学硕士学位论文 污染场地的管理和修复 3 5 】。随后，t h es u p e r f u n da m e n d m e n t sa n dr e a u t h o r i z a t i o n a c t ，s a r a ) ) ( 超级基金修正和授权法案) 和( ( n a t i o n a lo i la n dh a z a r d o u ss u b s t a n c e s p o l l u t i o nc o n t i n g e n c yp l a n ) ) ( 国家石油与有毒有害物质污染应急计划) 等有关污 染场地管理的法律性文件相继出台，并制定了一系列诸如鼬s ka s s e s s m e n t g u i d a n c ef o rs u p e r f u n d ) ) ( 超级基金健康风险评价手册) 、( ( g u i d a n c ef o rc o n d u c t i n g r e m e d i a li n v e s t i g a t i o na n df e a s i b i l i t ys t u d i e su n d e rc e i k l a ( 修复调查和可行性分 析指南) 、e x p o s u r ea s s e s s m e n tm e t h o d sh a n d b o o k ) ) ( 超级基金暴露评价手册) 、 g u i d e l i n ef o re x p o s u r ea s s e s s m e n t ) ) ( 暴露评价方法手册) 、( ( s o i ls c r e e ng u i d a n c e ) ) ( 土壤筛选导则) 等风险评价导则【3 6 - - 3 9 ，形成了包括法律法规、导则指南和技术 文件在内的一整套完善的污染场地健康风险评价体系。 场地评估阶段 发现h c 竺s h 初器h 场慧查h 嚣器h 罨蒌笋 场地调查完成( 信息提供给国家和其它管理机构) 修复阶段 国家优先ii 修复调查ll 结果记录il 修复计划li 操作及维ll 从n p l 中 处理名单h 可行性评h ( r o d ) h 修复行动h 护( o h 删除该场 ( n p l ) ii 估( r i f s ) liii ( r d r a ) ii m ) li 地名单 不需要进一步实施措施 图1 i 超级基金程序 1 2 i 2 加拿大对污染场地的管理 在过去的1 0 0 多年里，加拿大的污染场地数量也随着工业化的快速发展达到了 数百万个 + o a u 。从2 0 世纪8 0 年代末期开始，加拿大环境委员会( c c m e ) 对污染场地 问题就非常关注，1 9 8 9 年，c c m e 启动了为期5 年、投资2 5 亿加元的国家污染场 地修复计划( n c s r p ) 1 4 2 1 。该计划主要集中于两个方面：一方面是污染责任的分 青岛理工大学工学硕士学位论文 配，建立了污染土地责任分配管理1 3 条原则，其中“污染者付费”是制定污染场 地修复政策和法律的首要原则；另一方面是污染场地的评估和修复，c c m e 基于已 有的土壤和地下水标准，按照不同的功能分区( 农业用地、居民住宅用地和公园 停车场、商业用地、工业用地4 种土地利用类型) 对土壤中污染物质的含量进行限 定，采用“国家分级系统”评价场地对人体健康与环境有无造成立即或潜在威胁 的可能性，对场地进行分级，并按需要排列需采取修复行动的优先次序【4 3 1 。1 9 9 8 年加拿大环境与经济国家圆桌会议( n r t e e ) 提出了污染场地开发的战略目标，期望 通过各级政府、私人组织和社区的共同合作，把加拿大的污染场地转变成经济高 效、环境健康，社会繁荣的社区生活中心，并制定了加拿大污染场地开发的三大 战略方向和行动蓝副棚。 1 2 1 3 欧盟国家对污染场地的管理 欧盟1 6 国于1 9 9 4 年成立欧盟污染场地公共论坛，并于1 9 9 6 年完成污染场地风 险评价协商行动指南，加强欧盟国家污染场地调查和治理的理论指导和技术交流， 各国制定了污染土壤修复计划，建立了国家污染场地数据库，并选择典型污染场 地逐步开展场地污染治理【4 引。 1 6 个成员国中【蛔，通过调查发现已有1 4 0 多万处污染场地被列入管理名单，迄 今已有约1 4 万处被修复，其中法国约3 0 4 0 万处，德国约3 6 2 万处，法国现今已拥 有“土壤污染档案 ，对本国国土哪里有污染，有什么污染，是否需要治理，治 理到什么程度均一一记录在案。1 9 9 8 年，德国环境署公布了环境项目草案， 明确“棕色地块 再开发的目标为：对工业场地进行修复并清除对生物体有害 的危险物；将修整好的土地投入经济运作中；2 0 2 0 年之前，将土地耗损量由 1 9 9 8 年的1 2 0h m 2 d 减少至i j 3 0h m 2 d ，此外，许多地方州的相关机构也建立了“棕色 地块 启动计划，如通过建立财富基金进行“棕色地块 的再开发等【4 1 7 1 。芬兰将 污染场地定义为废弃物，采用废弃物管理法( 1 9 9 4 年) 来控制与管理污染场 地；丹麦的环境保护法律( 1 9 7 4 年制定，1 9 9 1 年增补) 建立了对污染场地控制的 法律条文，对油污染的场地和化学物质泄漏污染的场地进行管理；英国则主要采 用全面性的土地利用规划政策体系来实施场地修复，并对污染场地的土地利用类 型严格要求，使修复必须达到“适合使用”的标准【4 引。 1 2 1 4 我国污染场地管理现状 由于历史、经济和认识等方面原因，我国尚未对污染场地实行有效地管理。 9 青岛理工大学工学硕士学位论文 在过去几十年里，污染场地的管理和治理还没有引起足够的重视，一方面体现为 法规不完善，没有关于污染场地和污染土壤的专门法规，在污染场地管理上非常 薄弱【4 9 】。环境保护法对污染场地和污染土壤的要求不足，没有建立针对性的 管理规章，缺乏具体措施要求 5 0 】，其他相关法规，如土地管理法、固体法等，虽 也涉及到了一些有关污染土壤和污染场地的要求，但份量较轻，立法的角度并不 是站在污染场地管理方面，对固体废物与污染场地、污染土壤的区别和联系没有 具体要求 5 1 1 。另一方面土壤标准中指标也不全面，我国的( - t - 壤环境质量标准 ( g b l 5 6 1 8 1 9 9 5 ) 对许多污染组分没有进行规定，缺乏污染控制方面的标准，没有污 染场地的分类和分级控制标准【5 2 1 。污染场地的管理同样也没有引起各级环保部门 足够的重视【5 3 1 ，基本上没有专门管理污染场地的机构和人员，导致目前我国污染 场地现状的基础数据严重缺乏，对污染场地的种类、数量、污染程度、扩散范围 缺乏基本的了解，其对人类健康和环境影响的了解程度也非常有限，而且，由于 一定历史原因，污染场地责任主体不明，造成很多污染场地无人治理、无人问津 的局面 5 0 1 。 随着我国经济的快速发展与经济结构的调整，原有的工业用地被逐步开发为 居住用地或公建用地，污染场地问题逐渐凸现，例如2 0 0 4 年4 月，北京地铁五号线 工程宋家庄站附近掘出含六六粉和滴滴涕的污泥1 1 0 4 多t ，后查明该地是北京农药 厂原址，在建设居民区时未对污染场地进行治理，一旦引起公害事故，后果将不 堪设想阱】。有关职能部门也认识到这一问题，国家环境保护总局2 0 0 4 年6 月发文关 于切实做好企业搬迁过程中环境污染防治工作的通知，要求企业在搬迁过程中 注重场地污染防治工作，对遗留污染物造成的环境污染问题，由原生产经营单位 负责治理并恢复土壤使用功能【5 5 1 。2 0 0 5 年国家环境保护总局会同国土资源部联合 实施“全国土壤现状调查与污染防治专项”中，就包括选择有代表性的污染土壤 ( 场地) ，开展污染土壤修复与综合治理试点工作，为在更大范围内修复污染土 壤储备技术和积累经验。2 0 0 8 年国家环保部发布了关于加强土壤污染防治工作 的意见1 5 6 1 ， 意见中要求至! l j 2 0 1 0 年，全面完成土壤污染状况调查，基本摸清 全国土壤环境质量状况；初步建立土壤环境监测网络；编制完成国家和地方土壤 污染防治规划，初步构建土壤污染防治的政策法律法规等管理体系框架；编制完 成土壤环境安全教育行动计划并开始实施，公众土壤污染防治意识有所提高；到 2 0 1 5 年，基本建立土壤污染防治监督管理体系，出台一批有关土壤污染防治的政 l o 青岛理工大学工学硕士学位论文 策法律法规，土壤污染防治标准体系进一步完善；建立土壤污染事故应急预案， 土壤环境监测网络进一步完善；土壤环境保护监管能力明显增强，公众土壤污染 防治意识显著提高；土壤污染防治规划全面实施，土壤污染防治科学研究深入开 展，污染土壤修复与综合治理示范项目取得明显成效。由此可见，加强对污染场 地的调查研究，己逐渐得到各级政府部门的重视。 1 2 2 国内外污染场地的调查评估程序 1 2 2 1 美国污染场地调查评估程序 美国对污染场地进行管理的起步较早，对污染场地的再开发利用有着严格的 法律限制，为了符合相关的法律要求，场地再利用前需要对其污染状况进行调查 评估。美国标准制定组织美国材料试验学会( a m e r i c a ns o c i e t yf o rt e s t i n ga n d m a t e r i a l s ，a s t m ) 自1 9 9 3 年起，制订了一系列有关场地污染调查评估的操作准则， 包括：a s t m e l 5 2 7 场地环境评价指南：第一阶段场地环境评价程序、 a s t m e l 5 2 8 ：