某矿山整治可行性研究报告.docx

某矿山整治可行性研究报告目录第一章总论11.1 项目概况11.2 可行性研究报告编制单位31.3 研究工作的编制依据和原则41.4 主要技术经济指标71.5 结论8第二章项目背景及建设的必要性102.1 项目背景102.2 污染成因152.3 环境污染现状172.4 项目治理范围342.5 污染危害352.6 项目建设必要性37第三章工程建设地点及条件393.1 建设地点393.2 建设条件40第四章建设内容及规模424.1 建设规模424.2 建设内容42第五章工程建设方案445.1 技术筛选445.2 技术方案565.3 工程方案695.4 设备方案73第六章总图运输及辅助设施746.1 厂区概述746.2 总图布置746.3 场内道路与运输756.4 公用辅助工程76第七章环境保护及水土保持787.1 环境保护787.2 水土保持82第八章节能848.1 节能原则848.2 编制依据848.3 能耗概况858.4 节能措施87第九章劳动安全、卫生防护与消防909.1 劳动安全与卫生防护909.2 消防91第十章组织机构与劳动管理9310.1 组织机构及工作制度9310.2 劳动定员94第十一章项目实施进度及招标计划9511.1 建设周期规划9511.2 项目实施进度规划9511.3 项目招标管理95第十二章投资估算9812.1 工程概况9812.2 编制依据9812.3 其他建设费用的确定9812.4 工程总投资9912.5 资金筹措及投资使用计划99第十三章经济评价10313.1 编制说明10313.2 成本分析10313.3 财务分析10313.4 国民经济评价103第十四章风险分析与社会评价10714.1 风险分析10714.2 降低风险的主要措施10914.3 社会评价109第十五章社会效益和环境效益11115.1 社会效益11115.2 环境效益111第十六章结论与建议11216.1 结论11216.2 建议113第一章 总 论1.1 项目概况1.1.1项目名称矿山地区环境综合整治工程1.1.2项目建设地点1.1.3项目建设单位1.1.4项目建设内容与规模1.1.4.1建设规模本项目主要对锡矿山地区382.19万m2重金属污染土壤进行综合治理，综合治理土方总量为152.87万m3，其中：林业用地370.19万m2，治理土方量148.07万m3；工业用地12.00万m2，治理土方量4.80万m3。1.1.4.2建设内容针对不同的污染土地用地类型，本项目采用不同的治理技术。林业用地采取植物修复技术，工业用地采取原位稳定化技术。本项目主要建设内容如下：1、植物修复工程（1）项目采用植物修复技术对锡矿山地区370.19万m2林业用地进行综合治理，共种植大叶女贞106.56万株、七里香91.58万株、蜈蚣草112.11万株。（2）污染土壤经植物修复后，重金属砷富集于树枝、落叶等，需对其进行收集处置。本项目建设1座生物质处理车间，占地6809.6m2，处理规模为250t/d，年处理树枝等生物质1.5万t，运行时间10年。生物质处理车间主要建设4座50m20m8m的简易生物质堆棚，1座20m10m5m的生物质焚烧车间，1座容积为650m3的灰渣库，配套1台最大出力为11t/h的卧式破碎机，1台处理量为11t/h的焚烧炉，1套收灰量为0.75t/h的小型布袋除尘装置。（3）焚烧树枝等生物质产生的1.2万t灰渣运至冷水江危险固废处置中心进行安全处置。2、原位稳定化工程项目采用原位稳定化技术对锡矿山地区12.00万m2的工业用地进行综合治理。选取生石灰作为土壤重金属稳定剂，用量8160.4t。土壤表面用草袋养护，养护面积12.00万m2。1.1.5项目工期本项目总工期12年，其中：建设期2年，2014年1月开始，2015年12月结束；治理期10年，2016年1月开始，2025年12月结束。1.1.6投资估算与资金筹措本项目总投资18392.73万元，其中：工程费用15381.62万元，工程建设其他费1339.05万元，基本预备费1672.07万元。项目所需资金全部由建设单位自筹。1.2报告编制单位1.3编制依据和原则1.3.1编制原则本次可行性研究报告按照下列原则进行编制：（1）本项目建设以国家环境保护相关法律、法规、规章、政策和规划为根据，通过项目的实施，促进环境效益、经济效益和社会效益的统一，以保护生活环境、生态环境和人体健康。（2）在城乡总体规划指导下，以专业规划为基础，采取全面规划、分期实施的原则，使工程建设与城乡发展相协调，充分发挥建设项目的社会、环境和经济效益。（3）积极采用先进技术，选择国内外先进、可靠、高效、运行管理方便、检修维护简便的设备。（4）采用高效节能、稳妥可靠、简单易行的处理工艺，确保处理效果，节省工程投资，降低运行成本。1.3.2编制依据1、法律、法规（1）中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要（2）中华人民共和国环境保护法（1989年12月26日）（3）中华人民共和国清洁生产促进法（4）中华人民共和国水污染防治法（2008年2月28日修订）（5）中华人民共和国水污染防治法实施细则（2000年3月20日，国务院令第284号）（6）中华人民共和国固体废物污染环境防治法（2004年12月29日修订）（7）建设项目环境保护管理条例（国务院第253号1998年11月29日）（8）国家危险废物名录（9）资源综合利用目录（2003年修订）（发改环资200473号）（10）湖南省国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要（11）关于组织申报2012年湘江流域重金属污染治理中央预算内备选项目的通知（湘发改环资2012197号）（12）湖南省湘江流域水污染防治条例（13）湖南省环境保护条例2、标准及规范（1）土壤环境质量标准（GB15618-1995）（2）室外排水设计规范（GB50014-2006）（3）地表水环境质量标准（GB3838-2002）（4）地下水质量标准（GB/T14848-93）（5）污水综合排放标准（GB8978-1996）（6）一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准（GB18599-2001）（7）危险废物填埋污染控制标准（GB18598-2001）（8）中华人民共和国固体废物污染环境防治法（9）工业企业设计卫生标准（GBZ1-2002）（10）工业企业总平面设计标准（GB50187-1993）（11）恶臭污染物排放标准（GB14554-1993）（12）大气污染物综合排放标准（GB16297-1996）（13）工业企业厂界环境噪声标准（GB12348-2008）（14）城镇环境卫生设施设置标准（CJJ27-2005）（15）城市废渣转运站设计规范（CJJ47-91）（16）生活废渣卫生填埋场封场技术规程（CJJ112-2007）（17）城市生活废渣卫生填埋场运行维护技术规程（CJJ93-2003）（18）生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）（19）环境空气质量标准（GB3095-1996）（20）混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）（21）给水排水管道工程施工质量验收规范（GB50268-97）（22）给水排水构筑物施工及验收规范（GBJ141-90）（23）10kV及以下变电所设计规范（GB50053-94）（24）供配电系统设计规范（GB50052-95）（25）低压配电设计规范（GB50054-95）（26）建筑物防雷设计规范（GB50057-94）（2000年版）（27）民用建筑电气设计规范（JGJ 16-2008）（28）建筑设计防火规范（GB50016-2006）（29）建筑工程抗震设防分类标准（GB50223-2008）（30）建筑结构荷载规范（GB50009-2001）（2006年版）（31）混凝土结构设计规范（GB50010-2002）（32）建筑抗震设计规范（GB50011-2001）（2008年版）（33）建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）（34）混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）（35）给水排水工程构筑物结构设计规范（GB50069-2002）（36）污染场地环境检测技术导则（征求意见稿）（37）污染场地修复技术导则（征求意见稿）（38）展览会用地土壤环境质量评价标准（暂行）（HJ350-2007）（39）湖南省主要水系地表水环境功能区划（DB43/023-2005）3、其他（1）湘江流域重金属污染治理实施方案（2）冷水江市土地利用总体规划（2006-2020）（3）冷水江市城乡一体化规划（2004-2020）（4）冷水江市人民政府提供的相关资料。1.4 主要技术经济指标项目主要技术经济指标见表1-1。表1-1 主要技术经济指标表序号指标名称单位参数备注1设计规模1.1治理重金属污染土壤面积万m2382.191.1.1其中：林业用地万m2370.19植物修复1.1.2工业用地万m212.00原位稳定化2建设内容2.1植物修复工程2.1.1种植大叶女贞万株106.562.1.2种植七里香万株91.582.1.3蜈蚣草万株112.112.1.4生物质处理车间处理量t/d2501座，占地6809.6m22.2原位稳定化工程2.2.1生石灰t8160.42.2.2草袋万m212.003工程分期a123.1其中：建设期a23.2治理期a104劳动定员人215总投资万元18392.735.1工程费用万元15410.565.2工程建设其他费用万元1310.105.3基本预备费万元1672.075.4资金筹资5.4.1自筹万元18392.736环境效益6.1安全处置砷量t536.001.5 结论1、上世纪90年代前，由于技术、资金，特别是环保监管薄弱、环保意识不强等历史原因的制约，锡矿山地区的229家锑冶炼企业随意、无组织排放工业三废，导致锡矿山地区受到了严重的重金属污染。根据监测结果，锡矿山地区370.19万m2林业用地土壤重金属含量超出土壤环境质量标准（GB15618-1995）三级标准，12.00万m2工业用地土壤重金属含量超出展览会用地土壤环境质量评价标准（暂行）中的B级标准，现有土壤质量无法满足冷水江市土地利用总体规划（2006-2020）的用地需求，因此，冷水江市政府决定对受污染区域开展锡矿山地区环境综合整治工程。2、建设地点的自然条件（地形地貌、水文、地质等）、社会条件（交通、供水供电条件等）均能满足本项目建设需求。3、本项目对锡矿山地区382.19万m2重金属污染土壤进行综合治理，治理土方总量为152.87万m3。主要建设内容为：对370.19万m2受污染林业用地进行植物修复，种植大叶女贞106.56万株、七里香91.58万株、蜈蚣草112.11万株，并配套建设1座生物质处理车间，处理规模250t/d，年焚烧树枝等生物质1.5万t，灰渣运至冷水江危险固废处置中心进行安全处理；对12.00万m2的受污染工业用地进行原位稳定化处理，选取生石灰作为土壤重金属稳定剂，表面用草袋养护。4、本项目采用植物修复技术对重金属污染林业用地进行综合治理，采用原位稳定技术对重金属污染工业用地进行综合治理，所有技术成熟可靠，并已有成功工程案例。5、本项目采用项目部的管理形式对工程的建设及运行进行管理，定员21人。6、本项目总工期12年，其中：建设期2年，2014年1月开始，2015年12月结束；治理期10年，2016年1月开始，2025年12月结束。7、本项目总投资18392.73万元，其中：工程费用15410.56万元，工程建设其他费用1310.10万元，基本预备费1672.07万元。项目所需资金全部由建设单位自筹。8、本项目自身无直接经济效益，但投产运行后能修复污染场地382.19万m2，安全处置重金属砷536t，降低了重金属As对涟溪河沿岸周边环境的影响，提高了当地的生态环境质量，改善了当地居民的生产、生活环境，具有良好的环境效益和社会效益。项目无直接经济效益，但项目建设完成后可带动锡矿山地区土地增值，潜在经济效益显著。9、本可研从项目建设必要性、建设条件、建设方案、环保、投资及效益等方面进行了论证，结果表明，本工程具有较好的技术和环境可行性。88锡矿山地区环境综合整治工程 可行性研究报告第二章 项目背景及建设的必要性2.1 项目背景2.1.1项目所在地区概况2.3.2地表水环境质量现状1、环境保护监测站对水质进行监测，共设置了6个河道监测断面（监测布点见图2-5），在监测断面的河道中泓垂线上采集水面下0.5m处的水样（河道水质监测数据见表2-3），参照地表水环境质量标准（GB3838-2002）III类标准分析可知，6个监测断面CODCr、NH3-N、Pb、Cr6+、Cd、Ni、Cu、Zn等均未超过标准限值，但As和Sb两种重金属元素出现不同程度的超标现象，其中：A1-1、A2-1、A3-1、A6-1等4个监测点位As含量均超过地表水环境质量标准（GB3838-2002）III类标准限值0.05mg/L，最大超标倍数54.7倍；A2-1、A3-1等2个监测点位Sb含量均超过工业废水中锑污染物排放标准（DB43/350-2007）标准限值0.5mg/L，最大超标倍数4.83倍。以上监测结果表明，河流水质受到不同程度的重金属污染。锡矿山地区环境综合整治工程 可行性研究报告表2-3 地表水水质监测结果（单位：pH无量纲，其他mg/L）监测点位pHCODNH3-NPbAs*SbCr6+CdNiCuZnA1-17.22110.1370.01L0.2130.3670.005L0.001L0.0001L0.001L0.01LA2-16.9390.0990.01L2.4181.9810.005L0.001L0.0001L0.001L0.01LA3-17.32100.1060.01L2.7362.4150.005L0.001L0.0001L0.001L0.01LA4-16.88120.1390.01L0.0090.0620.005L0.001L0.0001L0.001L0.01LA5-16.5480.0880.01L0.0010.0020.005L0.001L0.0001L0.001L0.01LA6-17.2590.1210.01L0.1160.2630.005L0.001L0.0001L0.001L0.01L是否超标/否否否是是否否否否否III类水体标准值/2010.050.050.50.050.0050.021.01.0注：*Sb的水污染物排放标准采用工业废水中锑污染物排放标准（DB43/350-2007）锡矿山地区环境综合整治工程 可行性研究报告2、环境保护监测站对地表水水质进行监测，共设置了11个河道监测断面（监测布点见图2-6），在监测断面的河道中泓垂线上采集水面下0.5m处的水样（河道水质监测数据见表2-4），参照地表水环境质量标准（GB3838-2002）III类标准分析可知，11个监测断面CODCr、NH3-N、Pb、Cr6+、Cd、Ni、Cu、Zn等均未超过标准限值，但As和Sb两种重金属元素出现不同程度的超标现象，其中：B7-1、B9-1、B11-1等3个监测点位As含量均超过地表水环境质量标准（GB3838-2002）III类水体标准限值0.05mg/L，最大超标倍数14.84倍；B9-1、B11-1、B12-1等3个监测点位Sb含量均超过工业废水中锑污染物排放标准（DB43/350-2007）标准限值0.5mg/L，最大超标倍数9.01倍，表明河流地表水水质受重金属污染严重。锡矿山地区环境综合整治工程 可行性研究报告表2-4地表水水质监测结果（单位：pH无量纲，其他mg/L）监测点位pHCODNH3-NPbAsSbCr6+CdNiCuZnB7-18.0580.0850.01L0.1320.2510.005L0.001L0.0001L0.001L0.05LB8-17.3290.0220.01L0.00080.0010.005L0.001L0.0001L0.001L0.05LB9-18.18100.5030.01L0.7424.5050.005L0.0020.0001L0.001L0.05LB10-17.9570.2900.01L0.0060.0230.005L0.001L0.0001L0.001L0.05LB11-18.05120.8580.01L0.3042.1750.005L0.001L0.0001L0.001L0.05LB12-16.72130.8210.01L0.0061.2340.005L0.001L0.0001L0.001L0.05LB13-17.10150.9730.01L0.0050.2080.005L0.001L0.0001L0.001L0.05LB14-17.25100.1670.01L0.00020.00030.005L0.001L0.0001L0.001L0.05LB15-17.09120.7980.01L0.0050.1860.005L0.001L0.0001L0.001L0.05LB16-17.6580.4650.01L0.0010.0050.005L0.001L0.0001L0.001L0.05LB17-17.5890.5120.01L0.0030.0060.005L0.001L0.0001L0.001L0.05L是否超标/否否否是是否否否否否III类水体标准值/2010.050.050.50.050.0050.021.01.0注：*Sb的水污染物排放标准采用工业废水中锑污染物排放标准（DB43/350-2007）2.4项目治理范围两侧825m范围内，分布着152家锑品冶炼企业（现已关闭），形成了20个砷碱渣堆，据2.3节环境监测结果分析：有15个砷碱渣堆周边土壤中砷的含量超出了土壤环境质量标准（15618-1995）中的三级标准。因此确定本项目治理范围为：沿县道两侧825m范围内区域，总面积3972254m2（见图2-7）。据现场调查，本项目污染区域内含农户128户、废弃厂房152家，占地面积59210m2；砷碱渣堆20个，占地面积91134m2（见表2-5）。由于本项目污染范围内砷碱渣堆的治理已列入锡矿山地区野外混合渣二期工程治理范围，农户及废弃厂房在下一步工作中进行治理。因此，确定本项目的治理面积为3821910m2。表2-5锡矿山地区污染区域土地利用情况一览表序号名称单位数量备注1污染区域总面积m239722542农户及废弃厂房面积m259210农户128家，废弃厂房152家3砷碱渣堆面积m2911344本项目治理面积m23821910依据土地利用总体规划（2006-2020）可知，受污染土地主要包括林业用地3701850m2，工业用地120060m2，根据锡矿山地区土壤监测报告，受污染区域污染深度为40cm，则需治理土方总量为1528764m3（见表2-6）。表2-6 重金属污染土壤治理土方量一览表序号规划用地性质面积（m2）治理深度（cm）治理土方量（m3）1林业用地37018504014807402工业用地12006040480243合计38219101528764林业用地工业用地图2-7 治理修复范围图2.5污染危害1、环境危害锡矿山地区以往生长一些以冬茅为主的禾本科植物，其边缘地段可见油茶、喜树等木本植物，然而，近些年由于锑冶炼企业工业三废的随意排放，导致该地区土壤中重金属砷最大超标倍数为27.18倍，植物无法生长，土地裸露，植被退化严重，致使锡矿山地区水土流失日趋严重，并成为山体崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害发生的根本原因。不仅如此，因锡矿山地区山高坡陡，泥沙随雨水流下，导致山下水库、涟溪河淤塞，防洪蓄水能力大幅下降（见图2-8、2-9）。图2-8 植被退化现场图图2-9阻塞现场图2、社会危害至2008年底，锡矿山地区已发生多起砷中毒事件，其中锡矿山办事处联盟居委会1996年发生一起最大的砷中毒事件，中毒人数高达130余人，地下水中砷的浓度高达2mg/L，超过饮用水标准40余倍。在此之后，2008年9月矿山办事处联盟居委会、矿山乡新生村发生13人疑似砷中毒事件，经检测，两地井水中砷的含量分别超标153.4倍和27.9倍。因此，砷污染已经严重危害了当地居民的生存环境，亟需采取有效措施进行综合整治。2.6项目建设必要性2.6.1落实湘江流域重金属污染治理相关政策的需要根据中华人民共和国环境保护法、国务院办公厅转发环境保护部等部门关于加强重金属污染防治工作指导意见的通知（国办发200961号）、湖南省湘江流域水污染防治条例（湖南省第九届人民代表大会常务委员会公告第99号）等法律、法规以及相关规划的要求，国家发改委、环境保护部、湖南省人民政府会同国务院有关部门组织制定了湘江流域重金属污染治理实施方案（以下简称实施方案），实施方案以“惠民生，调结构，控风险”为主线，明确了“保障民生安全、控制工业污染源、治理历史遗留污染”三大核心任务，并布局了一批治理项目。实施方案涉及湖南省境内的永州、郴州、衡阳、株洲、湘潭、娄底、长沙、岳阳等8个地级市67个县（市、区）2.6.2恢复锡矿山生态环境，解除村民身体健康威胁的需要本项目重金属污染土壤面积达382.19万m2，分布在锡矿山地区的9个居委会境内，污染面广，且污染严重，土壤中的重金属元素As最大超标倍数达27.18倍，导致锡矿山地区植被退化严重，影响当地居民的生产、生活。因此，项目的实施是恢复锡矿山地区生态环境的需要，也是保障当地居民生命安全、解除当地村民身体健康威胁的需要。2.6.3实现经济增长和环境保护协调发展的需要凭借丰富的矿产资源实现了几十年经济的飞速发展，但随着矿产资源的逐渐枯竭，原有的经济发展必须转变。经济转型的实现必须有良好的生态环境作保证，才能实现经济的可持续发展。本项目为环境综合整治工程，是深得民心的生态建设工程。本项目实施后，将改善当地生态环境，最大限度地保障当地居民的身体健康，具有良好的环境效益和社会效益。因此，本项目的实施对锡矿山地区乃至经济建设具有一定的促进作用，是实现经济增长和环境保护协调发展的需要，也是实现锡矿山地区和可持续发展的需要。社会稳定、促进当地经济、环境、社会可持续发展具有重大作用。第三章 工程建设地点及条件3.1 建设地点第四章 建设内容及规模4.1 建设规模本项目主要对锡矿山地区382.19万m2重金属污染土壤进行综合治理，综合治理土方总量为152.87万m3，其中林业用地370.19万m2，治理土方量148.07万m3；工业用地12.00万m2，治理土方量4.80万m3。4.2建设内容针对不同的污染土地用地类型，本项目采用不同的治理技术。林业用地采取植物修复技术，工业用地采取原位稳定化技术。本项目主要建设内容如下：1、植物修复工程1）项目采用植物修复技术对锡矿山地区370.19万m2林业用地进行综合治理，共种植大叶女贞106.56万株、七里香91.58万株、蜈蚣草112.11万株。2）污染土壤经植物修复后，重金属砷富集在树枝、落叶等之中，需对其进行收集处置。本项目建设1座生物质处理车间，占地6809.6m2，处理规模为250t/d，年处理树枝等生物质1.5万t，运行时间10年。生物质处理车间主要建设4座50m20m8m的简易生物质堆棚，1座20m10m5m的生物质焚烧车间，1座容积为650m3的灰渣库，配套1台最大出力为11t/h的卧式破碎机，1台处理量为11t/h的焚烧炉，1套收灰量为0.75t/h的小型布袋除尘装置。3）焚烧树枝等生物质产生的1.2万t灰渣运至危险固废处置中心进行安全处置。2、原位稳定化工程项目采用原位稳定化技术对锡矿山地区12.00万m2的工业用地进行综合治理。选取生石灰作为土壤重金属稳定剂，用量8160.4t。土壤表面用草袋养护，养护面积12.00万m2。第五章 工程建设方案5.1技术筛选重金属污染土壤修复技术主要有物理修复、化学修复、生态修复和复合修复。物理化学修复主要包括电动修复、土壤固化/稳定化、土壤淋洗、隔离包埋技术和热冶分离技术等；生态修复主要包括植物稳定/植物固化、植物提取、植物挥发、植物过滤、水力泵技术、微生物修复技术和动物修复技术等。5.1.1物理修复1、翻土法和客土法土壤污染大都集中在030cm表层，翻土法就是通过深耕土壤使聚集在土壤表层的重金属污染物分散到更深的层次，该法适用于土层较深厚的土壤；客土法就是在污染的土壤上加入大量的干净土壤或与原来的土壤混匀，使污染物浓度降低到临界危害浓度以下。这些方法最早在英国、荷兰、美国等国家应用，对于治理土壤重金属污染，降低作物体内重金属含量是一种行之有效的方法。日本富士县神川通流域镉污染土壤的治理就是利用了客土法，通过挖去表层15cm土壤，压实土心并覆盖2030cm客土，再通过适当的水肥管理，使当地水稻中的镉含量符合卫生标准的要求，日本有近1/3的Cd污染稻田通过客土等工程治理之后恢复了正常。翻土法和客土法需大量人力、物力和财力，在一定程度上降低了土壤肥力，且在处理重金属污染土壤方面较消极，其对污染土壤采取置之不理或回避的态度，并没有在实质上修复污染的土壤，所以在土壤重金属修复过程中常与其它土壤重金属修复技术配套使用。客土法技术路线如图5-1。前期工作测量土地及临时道路修整挖运土石方客土法（种植土回填）生态恢复土地整理图5-1 客土法技术路线图根据文献中已有案例分析，客土法成本预算如表5-1所示。表5-1 客土法处理费用序号项目单位单价（元）总量金额（万元）1挖方工程m310912456912.462填方工程m31512166081824.913运输m3/km2297503705950.074购置土方费用m34012166084866.435固化m330091245627373.686填埋m31518249122737.377其他费用（油、电等）279.638人员费用万元200合计万元43864.92根据表5-1所示，客土法单位处理成本为288.5元/m2。客土法工程量大，投资成本高，且污染土壤的后期处理工艺复杂，处置不当还存在二次污染的风险，因此本方法适合于小范围的重度污染。2、土壤固化/稳定化法（soil solidification/stabilization）土壤固化/稳定化法是将重金属污染地土壤按一定比例与固化剂混合，经熟化最终形成渗透性很低的固体混合物。该技术的关键在于成功地选择一种经济而有效的固化剂，目前常用的固化剂主要有水泥、硅酸盐、高炉矿渣、石灰、窑灰、粉煤灰、沥青等。土壤固化/稳定化技术通常用于重金属和放射性物质污染土壤的无害化处理，以防止或者降低污染土壤释放有害化学物质过程。固化/稳定化法对修复金属污染效果明显，而且不存在破坏性技术，As、Pb、Cr6+、Hg、Cd、Cu、Zn都可采用固定方法。采用高炉渣含量不超过80%的水泥固化Cr污染土壤的结果表明，Cr浓度超过1000mg/kg的土壤经固化后，浸提出的Cr浓度可以低于5mg/kg。而且，随着高炉渣比例的提高，浸提液中的Cr浓度进一步降低，固化后的混合物强度很大，可以用于建筑、铺路等。土壤固化/稳定化法的影响因素很多，包括污染介质化学成分、污染物数量、含水量及环境温度等。这些因素可影响污染物与固化剂间的结合力，影响固化效果。土壤固化/稳定化技术现已商业化，在许多重金属（如镉、铅、砷和汞等）污染场地的治理中得到广泛的应用。施加土壤固化剂可使重金属固定在土壤中或转变成对生物无效的形态，亦或与目标元素产生颉颃作用。技术路线如图5-2。土壤污染检测土壤固化剂/稳定剂选择施加土壤固化剂/稳定剂需要量计算及方案确定效果检测工程验收图5-2土壤固化/稳定化法技术路线图土壤固化/稳定化法费用预算如表5-2所示。表5-2 土壤固化/稳定化法技术处理费用一览表序号项目单位单价（元）总量金额（万元）1石灰t520987005132.42磷酸盐类t500030420152103运输t/km264560001291.24施加土壤固化剂m351.45其他费用（油、电等）522.8合计22207.8治理2280亩土壤需要施加土壤改良剂如生石灰约98700t、磷酸盐类30420t，加上其他费用，土壤固化/稳定化法单位处理成本约为146元/m2。3、隔离包埋技术隔离包埋技术（Isolation and containment）是采用物理方法将重污染土壤与其周围环境隔离开来，减少重金属对周围环境的污染或增加重金属的土壤环境容量。通常采用钢铁、水泥、皂土或灰浆等材料，在污染土壤周围修建隔离墙，以防止污染地区的地下水流到周围地区，其中以水泥应用最为普遍。为减少地下水的下渗，还可以在污染土壤表面覆盖一层合成膜，或在污染土壤底部铺一层水泥和石块混合层。隔离包埋技术适用于重金属废渣和尾矿区的治理，对大面积的重金属污染土壤的修复并不适用，且隔离包埋破坏了当地的生态结构，使土壤无法再次利用。4、热处理技术热处理技术（thermal treatment）利用某些金属在一定温度下挥发的原理，将重金属从污染土壤中“蒸发”出来以达到修复土壤的目的，“蒸发”出来的金属可以再回收或固定。这一技术主要应用于具有较高回收率的重污染土壤，如汞污染土壤。据Roh研究，热处理法可将土壤中汞的浓度从约280mg/kg降低到20mg/kg。由于600处理时，土壤的物理化学性质和矿物质组分会发生显著的变化，因此，一般在350或400处理土壤，将处理后的土壤运回原地并辅以适当的水肥管理和种植措施，可使污染土壤逐步恢复其生产力，所开发的Cement Lock热化学处理方法，已被用于新泽西港的疏浚底泥处理。重金属污染土壤和石灰经熔融、淬火过程形成光纤类物质，再和水泥研磨成粉后制成建筑材料。汞修复公司（MRS）开发的技术己经投入商业使用，它将专利材料和汞污染材料在150650混合，能够整批处理、连续处理或间隔处理，不产生废液和二次污染。5.1.2化学修复1、土壤淋洗（soil washing/flushing）土壤淋洗技术（soil washing/flushing）是指借助能促进土壤环境或污泥中污染物溶解或迁移作用的溶剂，通过水力压头推动清洗液，将其注入到被污染土层中，然后再把包含有污染物的液体从土层中抽提出来，进行分离和污水处理的技术。这一过程可能包括物理、化学或物理化学反应。淋洗技术既可以在原位进行修复，也可进行异位修复。土壤淋洗的关键是寻找合适的提取剂，既能够提取各种形态的重金属，又不破坏土壤结构。常用的提取剂主要有：硝酸、盐酸、磷酸、硫酸、氢氧化钠、草酸、柠檬酸、EDTA和DTPA等。试验结果证明，EDTA可提高金属离子的移动性，使之从土壤表层淋洗到下层，EDTA对Cd、Fe和Zn的淋洗效果较好，而对Mn的效果较差。日本学者曾将EDTA（30kg/a）洒在稻田或旱地中（土壤含镉量分别为10.4mg/kg和27.9mg/kg），淹水和小雨淋洗，清洗12次，水量以能到达根层以外而未到达地下水位为宜。如此清洗一次可使耕层土壤Cd含量降低50%，清洗两次使稻米镉含量减少81%。2、氧化/还原修复技术通过失去电子改变金属原子价态的过程称为氧化反应，氧化反应既可以修复重金属污染土壤，也可以用来修复有机污染土壤。氧化修复技术是指将化学氧化剂注入土壤渗透层或地下水中，以氧化其中的污染物质。该技术所需的工程周期一般在几天至几个月不等，具体因待处理污染区域的面积、氧化剂的输送速率、修复目标值及地下含水层的特性等因素而定。常用的氧化剂包括高锰酸钾、过氧化氢、次氯酸盐和氯气，锰是地壳中大量存在的元素，天然土壤中也有MnO2存在，因此用高锰酸钾（KMnO4）的稳定性较好，也更容易处理。通过获得电子改变金属价态的过程称为还原反应。该技术是利用化学还原剂将污染物还原为难溶态，从而使污染物在土壤环境中的迁移性和生物可利用性降低。常用的还原剂包括碱金属（Na、K）、二氧化硫、亚硝酸盐和硫酸亚铁。还原方法常与其他化学方法结合使用。3、电动修复（Electrokinetic remediation）电动修复技术即通过在污染土壤两侧施加直流电压形成电场梯度，土壤中污染物质在电场作用下通过电迁移、电渗流或电泳的方式被带到电极两端，从而使污染土壤得以修复的方法。电迁移指带电离子在土壤溶液中朝向带相反电荷电极方向的运动，即阳离子向阴极方向移动，阴离子向阳极方向移动。当电极池中的污染物达到一定浓度时，便可通过收集系统排入废水池，按废水处理方法进行集中处理。土壤电动修复装置主要包括：提供直流电压的DC电源，阴、阳极电解池和阴、阳电极，处理导出污染液体的处理装置等。电动修复技术是一种有效的土壤修复技术，其不需要化学药剂的投入，修复过程对环境几乎没有任何负面影响，与其他技术相比，电动修复技术也更容易为大众所接受。特别适合于低渗透的粘土和淤泥土壤或异质土壤的修复，但当土壤含水率低于10%时，该技术的处理效果降低，且在电场的作用下，可能产生氯气、三氯甲烷、丙酮等有害副产物。目前，国外科研人员已经发展了多种土壤电动修复技术，如 Lasagna TM技术、Electro-Klean TM电动分离技术，并成功应用于污染土壤的修复。Electro-Klean TM 技术由美国Electrokinetics公司开发主要用以去除土壤重金属、放射性元素等无机污染物，可通过原位和异位两种方式进行。在操作过程中，在土壤两端施加直流电场和酸性清洗液，使金属离子迁移至阴极区并得到分离和后续处理。Electro-Klean TM技术的修复效率决定于清洗液组成和土壤缓冲能力。在As、Zn污染土壤的现场实施Electro-KleanTM电动修复技术，7周后，土壤中As浓度由400500mg/kg降低到30mg/kg，土壤中Zn的浓度在8周后由2410mg/kg降低到1620mg/kg。本项目有382.19万m2的污染土壤需要修复，以污染深度40cm计算，就有约229.3万t土壤需要修复，如果使用酸性清洗液会造成二次污染且增加成本，但不使用酸性清洗液修复效果降低。本项目如使用酸性清洗液，共计成本约32848万元（见表5-3），成本颇高，不适合大规模重金属污染土壤修复。表5-3 电动修复法处理费用序号项目单位单价（元）总量金额（万元）1电动修复万t55229.312611.52其他费用（电等）万kWh16300.56300.53分离及后续处理万t20229.345864清洗液t25003580089505人员费用万元400合计328485.1.3生态修复生态修复指借助于某些植物和微生物固有的天然生物功能调控与修复污染土壤的过程。生态修复多用来修复有机污染土壤，后来逐渐拓展到重金属污染土壤的治理。生态修复包括两大类：微生态修复（Biological remediation）技术和植物修复（Phytoremediation remediation）技术。1、微生物修复狭义的微生物修复技术指利用微生物降解有机化合物，广义的微生物修复技术涉及了重金属污染土壤修复方面，主要包括生物淋滤作用和生物化学作用，微生物虽然不能降解和破坏金属，但可通过改变它们的化学或物理特性而影响金属在环境中的迁移与转化。目前生物淋滤的机制尚不明确。生物化学作用指以微生物为媒介的氧化还原反应，某些微生物能直接氧化或还原进驻污染物，另一些微生物则能产生作用于重金属的氧化还原剂，改变金属离子的化学价态。微生物可还原汞和镉，也可在合适的条件下还原砷和铁。尽管微生物修复引起极大重视，但大多数技术仍局限在科研和实验室水平，少有微生物重金属修复的实例报道。2、植物修复1983年，美国科学家Chaney首次提出了利用某些能够富集重金属的植物清除土壤重金属污染的设想植物修复技术的思想。依据美国国家环保局（EPA）2000的定义，植物修复（Phytoremediation remediation）是指利用特定植物实施污染环境治理的技术统称。通过植物对重金属元素或有机物质的特殊富集和降解能力来除去环境中的污染物，或消除污染物的毒性，达到污染治理与生态修复的目的。最早实地应用植物修复技术的是美国园艺学家Delbert Hershbach，他将十字花科植物印度芥菜（Brassica juncea）种植在他的农场，结果土壤中的Se含量降低，几年后就能种植观赏植物。近年来，国际上在植物修复领域取得了重要进展，尤其是植物超富集镍、铝、砷机理等方面的研究。美国、英国都设立了植物修复公司，如美国的Edenspace 公司，专门从事土壤、水体重金属和放射性元素的植物修复商业化工作，并已成功地开展了铅、锌、镉、铀和砷污染的植物修复工作。近年来，植物修复理论与实践的蓬勃发展赋予了植物修复技术以新的内涵。根据近年来国内外研究现状和发展趋势可将植物修复定义为:直接利用绿色植物在原位去除或控制土壤、沉积物、污泥、固体废弃物、地表水、地下水和大气环境中的污染物，如重金属、类金属、放射性元素和有机污染物（杀虫剂、有机溶剂、炸药、原油和多环芳烃等），从而最大限度地降低其环境风险的一类环境友好技术。目前，有关植物修复技术仍主要集中在无机污染（重金属和类金属）的植物修复上。这些无机污染物包括铜、铅、锌、镉、钴、镍、锰、铬、砷、硒、汞、铀、铯、锶等多种重金属、类金属和放射性元素；用于植物修复的植物，既包括高大的乔木，如杨树、桦树、柳树、橡树，野生的灌木和草类，如苋、荨麻、苜蓿、西洋耆草、酥油草，也包括作物，如向日葵、烟草、玉米、大豆、芥菜，还包括水生植物，如浮萍、水葫芦等多种多样的植物品种。植物修复的过程既包括对污染物的吸收和清除，也包括对污染物的原位固定或分解转化，即植物萃取技术、植物固定技术、根系过滤技术、植物挥发技术、根际降解技术。植物修复是植物、土壤和根际微生物相互作用的综合效果，涉及土壤化学、植物生理生态学、土壤微生物学和植物化学等多学科研究领域。植物修复过程受植物本身、土壤物理化学性质（包括土壤结构、水分、粘粒组成、有机质含量与组成、pH）、土壤根际微生物及土壤中其他化学元素等多种因素的影响。5.1.4技术比较及选择主要土壤重金属修复技术比较见表5-4。表5-4 土壤重金属修复技术比较一览表工艺优点缺点结论客土法工艺流程简单，可操作性强，治理效果稳定，治理场地可作为建设或绿化再利用需要取用大量客土，产生的等量污染土壤易造成二次污染可以在部分区域进行客土覆盖固化/稳定化原位/异位修复均可，工艺简单，可操作性强，经济可行，处理周期短，修复后土壤可作为建设或绿化用地稳定化土壤存在环境对重金属活度以及土壤结构有影响在短时间内能降低土壤中重金属活