原长沙铬盐厂铬污染场地土壤修复-技术方案 - 图文

原长沙铬盐厂铬污染场地土壤修复

技术方案

湖南恒凯环保科技投资有限公司

原长沙铬盐厂铬污染场地土壤修复试验技术方案

目 录

前 言 ...................................................................................................................................................................... 1 第一章 总论 ............................................................................................................................................................ 2

1.1 项目概况 ................................................................................................................................................ 2 1.2 编制依据 ................................................................................................................................................ 2 1.3 修复范围和内容 .................................................................................................................................... 3 1.4 初步修复方案综述 ................................................................................................................................ 3 1.5 结论和建议 ............................................................................................................................................ 5

第二章 项目背景和必要性分析 ............................................................................................................................ 7

2.1 项目背景 ................................................................................................................................................ 7 2.2 项目必要性 ............................................................................................................................................ 8 3.1调查方案 ............................................................................................................................................... 12 3.2 现场采样 .............................................................................................................................................. 15 3.3 现场检测及实验室分析 ...................................................................................................................... 17 3.4 调查数据分析 ...................................................................................................................................... 17 3.5 场地调查总铬污染分布模拟及说明 .................................................................................................. 22 3.6 调查结论和建议 .................................................................................................................................. 22

第四章 场地污染风险分析及修复目标建议 ...................................................................................................... 26

4.1 场地污染风险分析 .............................................................................................................................. 26 4.2 国内外修复标准 .................................................................................................................................. 27 4.3 本场地修复目标 .................................................................................................................................. 28 4.4 场地修复工程量 .................................................................................................................................. 29

第五章 场地污染修复工程的技术比选 .............................................................................................................. 34

5.1 场地技术条件分析 .............................................................................................................................. 34 5.2 污染修复技术比选 .............................................................................................................................. 38 5.3土壤污染修复技术比选 ....................................................................................................................... 43 5.4选择的修复技术及实例 ....................................................................................................................... 50

第六章 实验室小试、技术筛选与现场中试 ...................................................................................................... 52

I

原长沙铬盐厂铬污染场地土壤修复试验技术方案

6.1 小试试验 .............................................................................................................................................. 52 6.2 中试试验 .............................................................................................................................................. 60

第七章 污染场地修复方案 .................................................................................................................................. 75

7.1 场地修复技术路线 .............................................................................................................................. 75 7.2 工艺流程 .............................................................................................................................................. 77 7.3 施工现场平面布置和施工流程 .......................................................................................................... 79 7.4 施工方案 .............................................................................................................................................. 85 7.5 稳定化/固化土壤资源化利用（废渣坑回填） ................................................................................. 90 7.6 施工工程量及进度安排 ...................................................................................................................... 91 7.7 工程质量及现场施工管理 .................................................................................................................. 94 7.8 施工期的环境影响及污染控制监测 .................................................................................................. 94 7.9 长期后续监测 ...................................................................................................................................... 94

第八章 修复工程投资估算 .................................................................................................................................. 95

8.1 编制依据 .............................................................................................................................................. 95 8.2 投资估算范围 ...................................................................................................................................... 95 8.3投资估算 ............................................................................................................................................... 95

第九章 结论和建议 .............................................................................................................................................. 97

9.1 结论 ...................................................................................................................................................... 97 9.2 建议 ...................................................................................................................................................... 97

II

原长沙铬盐厂铬污染场地土壤修复试验技术方案

前 言

原长沙铬盐厂自2003年10月关闭以来，长沙市政府及环保部门对其遗留的废渣和污染场地高度重视，并专门成立了长沙市铬污染物治理工作协调领导小组办公室。企业关闭后遗留的42万吨铬渣已于2011年2月全部解毒填埋。然而由于长期以来铬渣的露天堆放且无任何防护措施，在雨水的侵蚀和淋溶下，废渣中的六价铬随地表水不断溶解浸出，渗入地下，使得原长沙铬盐厂区内的土壤和地下水均受到了不同程度的污染。湘江航电枢纽将于2015年全面建成，由于江水流速放缓，水体自净能力减弱，原长沙铬盐厂如不及时进行治理，将进一步破坏湘江水质，危及长沙市及下游地区的饮用水安全。

为了彻底消除原长沙铬盐厂污染土壤和地下水的安全隐患，使这块毗邻湘江的城市中央区域的土地焕发新的生机，应尽快启动和实施原长沙铬盐厂铬污染场地修复工程，本项目的成功实施不仅社会效益和环境效应显著，而且将带来良好的经济效益。

我公司于2013年9月接受长沙市铬污染物治理工作协调领导小组办公室的委托，开始本项目场地调查、现场试验及试验技术报告编制等系列工作。为确保本项目的顺利实施，达到长沙市政府的要求，我们成立了专门的工作小组，对项目背景、原长沙铬盐厂的产品和生产工艺、相关历史资料、已进行的污染治理等资料进行了搜集和分析；对污染场地进行了详细调查，包括勘探、样品采集和数据分析，场地调查期间共采集全场污染土壤样品347个，场地上下游地下水样品12个，根据3D污染分布模拟分析，初步查明目前铬盐厂内受铬污染的土壤总量约27.7万m3，合44.32万吨；我们在现场检测及实验室数据分析的基础上，将场地污染特征与项目规划用地性质有机结合，提出了本项目“根据污染程度和规划用地性质分区治理”的总体思路，并明确了本项目的技术路线；为了进一步验证项目技术路线的可行性，我们针对本项目制作了一套中试装置，并于2013年10月中旬开始进行了为期4个月的现场调查与试验；试验结果表明，我们提出的项目技术路线是合理可行的。

根据国内外污染场地修复项目实施经验，一并提出与技术路线相适应的修复方案，是项目技术路线经济可行性论证的关键。鉴于本项目环境极为敏感，我们在对技术路线进行详细论证的同时，提出配套的修复方案，并对项目实施风险进行了论证，从项目实施的角度进一步论证我们所提出的技术路线是经济可行、风险可控的。

在现场调查及本报告编制过程中，得到长沙市环保局等相关政府部门以及长沙市铬污染物治理工作协调领导小组办公室的大力支持和协助，在此深表谢意。

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第一章 总论

1.1 项目概况

原长沙铬盐厂位于长沙市岳麓区三汊矶工业区，厂区占地面积170余亩，厂区所在地的原始地貌单元为湘江冲积阶地，距离湘江仅100米左右。经勘查，测得厂区地面绝对高程为37.20~44.00 m。原长沙铬盐厂始建于1967年，是全国铬盐行业生产规模排名第二的国有企业，也是湖南省唯一的铬盐生产厂，主要生产重铬酸钠、铬酸酐、氧化铬绿、盐基性硫酸铬、金属铬及洋茉莉醛等，并广泛用于造瓷、造漆、冶金、电镀、染料、军工、制革、防腐、试剂、医卫等重要行业。然而据统计，该厂生产工艺每年排放铬渣近3万吨，产生工业废气超过25万m3、排放废水超过10万吨。这些“三废”对湘江及周边环境构成了严重污染，同时也直接危害了周边人群的身体健康。因此，2003年10月，长沙市政府关闭了长沙铬盐厂。企业关闭后遗留的42万吨铬渣也已于2011年2月全部解毒处理完毕，解毒后的渣堆安全填埋在厂区西侧，并通过国家环保部和国家发改委的项目环保验收，样品监测达标率为100%。然而，由于生产期间铬渣的随意露天堆放且无任何防护措施，在雨水的侵蚀和淋溶下，废渣中的六价铬随地表水不断溶解浸出，渗入地下，使得原长沙铬盐厂区内的地下水和土壤均受到了不同程度的污染，如不进行及时治理，将继续严重污染周边环境，破坏湘江水质，并严重影响长沙市民的用水安全。 1.2 编制依据

1) 《长沙市城市总体规划（2003—2020）》（2010年修订）； 2) 《中华人民共和国环境保护法》（1989.12.26）；

3) 《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》（2005年）； 4) 《危险废物污染防治技术政策》（环发[2001]199号）；

5) 《危险化学品安全管理条例》（国务院令第344号，2002.1.26）； 6) 《中华人民共和国土地管理法》（2004.8.28）； 7) 《重金属污染综合防治“十二五”规划》；

8) 《铬渣污染治理环境保护技术规范》（HJ/T301-2007暂行）； 9) 《中华人民共和国水污染防治法》； 10) 《污水综合排放标准》（GB8978-1996）； 11) 《地下水质量标准》（GB/T14848-1993）；

12) 《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》（GB18599-2001）； 13) 《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》（GB5085.3-2007）； 14) 《危险废物鉴别标准通则》（GB5085.7-2007）； 15) 《全国土壤污染状况评价技术规定》；

16) 《场地环境调查技术导则》（发布稿）（HJ25.1-2014）； 17) 《污染场地风险评估技术导则》（发布稿）（HJ25.3-2014）； 18) 《污染场地土壤修复技术导则》（发布稿）（HJ25.4-2014）；

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19) 《场地环境监测技术导则》（发布稿）（HJ25.2-2014）； 20) 其他相关现行法律、法规和标准。 1.3 修复范围和内容

由于铬渣长时间露天堆放，经过雨水的淋溶和浸泡后，铬渣中的部分六价铬随地表水不断溶解浸出，渗入地下，已经不同程度污染了厂区内及其周边的土壤和地下水。经过初步勘察测定，原长沙铬盐厂铬污染场地土壤修复范围约为74,000 m2，根据3D污染分布模拟分析，初步查明目前铬盐厂内受铬污染的土壤总量约27.7万m3，合44.32万吨。

根据《长沙市总体规划》要求和土地利用规划，本方案将以建设绿色、环保宜居的生态新城为基本宗旨，结合本项目土壤污染特点和污染程度，对不同污染程度的土壤进行分类治理，并采用异位淋洗、异位稳定化/固化以及原位化学还原的综合处理技术。其中，采用异位修复工艺治理的污染土壤约3.9万m3，约合6.24万吨，采用原位治理技术污染土壤约23.8万m3，约合38.08万吨。另外，拟处理的建筑垃圾约13540吨，混凝土块及砖石28000吨。彩钢挡板、防尘网、废弃门窗等约5吨。 1.4 初步修复方案综述

根据《长沙市总体规划》要求和土地利用规划，本方案以建设绿色、环保宜居的生态新城为基本宗旨，提出“根据场地污染程度和规划用地性质分区治理”的总体思路，并根据《长沙原铬盐厂污染场地土壤风险评估报告》（以下简称《风评报告》）中清理值的要求，综合考虑技术可靠性、工程操控性、成本经济性的最优匹配，提出原位化学还原、异位淋洗、异位稳定化/固化治理相结合的技术路线。

根据项目《风评报告》，建议以场地地面到地面下2 m的土层作为土壤一级控制层；场地地下2 m至5 m间土层中铬引发暴露风险的可能性相对较低，故建议以场地地下2 m至5 m间的土层作为土壤二级控制层。由于场地污染土方量大，综合考虑修复技术应用、兼顾效率与成本，本方案《风险评估》中的修复要求。对场地进行分层治理，因此筛选出适合本场地的土壤修复技术为：

一级控制层（0~2m）修复技术

? 总铬高于9000mg/kg的砂质土壤采用异位淋洗工艺；

? 总铬高于9000mg/kg的非砂质土壤采用异位稳定化/固化工艺；

? 总铬低于9000mg/kg且六价铬超标（敏感性用地方式下六价铬含量高于7.5mg/kg、非敏感用地

方式下六价铬含量高于20.4mg/kg）的污染土壤采用原位化学还原的修复技术。 二级控制层（3~5m）修复技术 ? 原位化学还原

根据污染程度，一级控制层（0~2m））污染土壤，其中总铬低于9000mg/kg且六价铬超标的污染土壤采用原位化学还原修复技术，总铬含量高于9000mg/kg的污染土壤根据土壤的特性分别选择异位淋洗或者异位稳定化/固化技术；

各区域的二级控制层（2~5m）污染土壤则采用原位化学还原修复技术，将六价铬还原为三价铬。 1.4.1 主要修复目标建议

根据《风评报告》综合分析设定土壤中铬清理值的初步结果如下：敏感用地下一级控制层土壤中六价

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铬为7.5 mg/kg，非敏感用地下一级控制层土壤中六价铬为20.4 mg/kg，敏感/非敏感用地下一级控制层土壤中总铬为9000 mg/kg；敏感/非敏感用地下二级控制层土壤中六价铬为30 mg/kg。

相关标准 土地利用方式 一级控敏感 用地 场地 清理值 非敏感 用地

1.4.2 修复治理土方量

目前，由于场地铬污染与水文地质资料搜集还在进行中，本方案修复治理土方量是根据现有的勘察资料、原长沙铬盐厂历史生产和废渣排放情况，以及场地内的地面标高和地下水流向等情况，并配合《风险评估》建议的铬污染土壤修复的标准，进行初步估算。

根据《长沙铬盐厂污染场地土壤治理项目前期工作场地污染调查数据分析报告》中的污染分布3D模拟结果，可知铬盐厂内一级控制层（0~2m）受铬污染的土壤总量为13万m3，约20.8万吨。二级控制层（2~5m）受铬污染的土壤（六价铬高于30mg/kg）总量为14.7万m3，约23.52万吨。依据修复计划，采用异位稳定化/固化技术治理的土壤总量为3.5万m3，约5.6万吨，采用原位化学还原技术治理的土壤总量为23.8万m3，约38.08万吨，采用异位化学淋洗的技术治理的土壤总量为0.4万m3，约0.64万吨。

异位稳定化/固化处理后的土方量会因添加水泥等药剂而增加体积，处理后总增加土方量约5.25万m3，在场地内回填不外运。故可以考虑建筑垃圾和渣坑混凝土块破碎后场内填埋。 1.4.3 修复方案与技术路线

根据原长沙铬盐厂的土壤调查结果与场地的特定背景条件，结合项目风险评价报告，将场地按照一级控制层（0~2m）和二级控制层（2~5m）划分，一级控制层的土壤根据污染程度的不同，分别采用异位淋洗、异位稳定化/固化工艺和原位化学还原工艺。二级控制层（2~5m）采用原位化学还原工艺修复。修复工程主要步骤简要说明如下：

1）在场地现有建筑物拆除后，立即开挖一级控制层（0~2m）高浓度污染（总铬高于9000mg/kg）土壤，然后在根据土质的情况进行分类，砂质土壤采用异位化学淋洗的技术方法，非砂质土壤采用异位稳定化/固化的修复技术，处理达标后的淋洗土壤原位回填，稳定化/固化土壤进入厂区内的填埋场；

2）一级控制层内（0~2m）总铬不超标、六价铬超标的区域采用原位化学还原技术进行修复，使六价铬还原为无害三价铬。

3）一级控制层清理完毕后进入二级控制层（2~5m）治理，根据选定技术方法，二级控制层六价铬超标的区域均采用原位化学还原的技术进行修复，使六价铬还原为无害三价铬。

制层 二级控制层 一级控制层 二级控制层 土壤中六价铬清理值 7.5 30 20.4 30 9000 土壤中总铬清理值 9000 备注 摘自项目风险评价报告 -4-

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4）长期监测：在修复完成后设置地下水监测井，每季一次，监测水质项目为总铬、六价铬、pH、地下水位、氧化还原电位及溶解氧。

5）根据上述土壤修复方案，现场修复施工顺序如下：

一级控制层土壤开挖顺序，按照污染的严重程度，先开挖总铬超标的砂质土壤（A区?D区?C区?B区），再开挖总铬超标的非砂质土壤（A区?D区?C区?B区）。

6）开挖完成后，根据场地周边区域的道路规划，首先完成在场地东部临近湘江区域的修复施工，以便业主或政府提早进行沿江道路与风光带的建设；然后再进行场地其他区域的后续修复施工，并将按照地下水流方向由西向东进行。

1.4.4湘江长沙综合枢纽工程对修复实施的影响

本修复方案内容是依据现有资料撰写，由相关资料显示，本场地下游即将进行湘江长沙综合枢纽工程，届时长沙铬盐厂段湘江水位将抬高蓄水，对本场地现有地下水流造成影响，特别针对这个问题，目前已经采取了止水帷幕的方式对地下水进行隔离。

项目止水帷幕工程已经获得长发改［2013］744号（“长沙市发展和改革委员会关于《原长沙铬盐厂铬污染土壤修复项目前期工程地下水污染防治加固工程（止水帷幕一期）可行性研究报告(代项目建议书)》”）批复。止水帷幕一期建设内容如下：靠湘江西岸侧(南端向西转折延长42 m，北端向西转折延长56 m) 设防渗幕墙，防渗幕墙中心线长525.35 m。其中在基岩以上的覆盖层内直至基岩面以下1.0 m左右采用砼连续墙，防渗墙厚80 cm；在基岩内直到微透水层（1Lu）采用帷幕灌浆，与基岩面以上的砼连续墙形成完整的防渗体系。二期工程也已经进入设计阶段。

为了节约投资以及避免可能存在的问题，场地修复建议一二期止水帷幕完工后再进行场地修复工作。 1.4.5 修复施工期限

原长沙铬盐厂修复工程的项目实施进度安排如下： 1) 2) 3) 4) 5) 6)

2015 年10月完成铬污染土壤修复工程的可研报告及立项批复； 2016 年6月完成铬污染土壤修复工程的初步设计、施工图设计及审查； 2016 年8月完成铬污染土壤修复工程的招投标工作；

2016 年10月完成铬污染土壤修复工程的土建和设备安置就位工作； 2016年11月-2017年12月完成土壤修复工作； 2018 年3月完成场地复原、覆土绿化并移交给业主；

1.4.6 修复总投资

本工程估算总投资为17662.6万元，其中工程费用15234.2万元，工程其他费用1120.0万元，预备费1308.3万元。 1.5 结论和建议

本治理项目位于原长沙铬盐厂内及附近地区受铬污染的土壤，该区域污染情况已严重影响长沙市生态建设、威胁湘江生态安全和周围群众的身体健康，多年来受到社会的极大关注，以及国家、省、市各级领导和部门的高度重视。因此，原长沙铬盐厂铬污染修复工作非常紧迫且十分必要，建议尽快审批立项。

根据本修复方案建议的土壤铬污染物修复目标，本工程项目的实施将治理原长沙铬盐厂约74,000 m2

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范围内受重金属污染的土壤约27.7万m3。本项目的实施不仅可以解决铬污染造成的环境问题，改善长沙市的生态环境，促进长沙市环境污染治理产业和循环经济的发展，而且可以推动我国环境和资源的可持续发展，为全国治理铬污染项目起到示范作用。

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第二章 项目背景和必要性分析

2.1 项目背景

2.1.1 项目场址及其铬渣污染状况

项目场址位于原长沙铬盐厂，地处长沙市岳麓区三汊矶工业区，东经112°56’39”，北纬28°15’47”，占地面积170余亩，原始地貌单元为湘江冲积阶地，距离湘江仅100米左右。三汊矶工业区除铬盐厂外，还有原长沙锌厂、原湘岳化工厂、原岳麓化工厂、原长沙造纸厂、原岳麓矿石粉厂等，现均已停产或搬迁。原长沙铬盐厂北邻原湘岳化工厂和原长沙造纸厂，南接原长沙锌厂，西北为原岳麓矿石粉厂，东临湘江，西有农田山丘。西边农田属长沙市郊区岳麓山乡岳华村，有农民600多户，约2500人。农民菜地5.8平方公里，山地6.0平方公里。

原长沙铬盐厂始建于1967年，是全国铬盐行业生产规模排名第二的国有企业，主要生产重铬酸钠、铬酸酐、氧化铬绿、盐基性硫酸铬、金属铬等系列产品，广泛用于造瓷、造漆、冶金、电镀、染料、军工、制革、防腐、试剂、医卫等重要行业，曾为国家工业经济发展做出了贡献。但是，该厂生产中排放的铬渣主要是含有重金属六价铬的危险废物，其最大危害是长期或短期接触或吸入时有致癌危险，被世界卫生组织列为强致癌物。而这些铬渣一直没有得到有效治理，致使原长沙铬盐厂总排放口六价铬严重超标，且大量污染物直接排放入湘江，下游25公里的望城自来水原水中检出六价铬，对湘江水域和周边环境带来严重危害，是长沙市“两型社会”建设最突出、最紧迫、最严峻的环境问题。

原长沙铬盐厂的铬渣污染问题早在1987年就引起了长沙市的高度重视。1989年该厂筹集2000万元进行“三废”治理，建成了当时全国铬盐行业规模最大的处理设施。但铬渣排放量大，治理成本高，致使“三废”治理设施难以长期维持正常运转，所以铬渣污染问题没有得到根治。2003年10月，在全国人大环资委、国家环保总局及省市人大的督办下，市政府下决心关闭了长沙铬盐厂，妥善安置了企业1000多名职工并依法实施破产。

企业关闭后遗留的42万吨铬渣露天堆放在距湘江不足50米的厂区，形成了一座地上高8米、地下深15米、延绵400米的“铬渣山”。废渣中的六价铬随地表水不断溶解浸出，渗入地下，流入湘江，对湘江以及周围环境构成严重污染和危害，被群众成为“湘江河畔的一大毒瘤”。 2.1.2 原长沙铬盐厂遗留铬渣污染治理历程

原长沙铬盐厂遗留铬渣污染治理历程如下： 1）2003年12月，原长沙铬盐厂正式关闭。

2）2004年5月，市政府责成市经委、市环保局等部门组成铬渣治理工作小组，启动铬渣治理项目。 3）经过国际招投标，2006年5月长沙市铬渣治理有限公司（项目业主）与广州铬德工程有限公司（中标人）签订项目协议，授权中标人按BOT融资模式进行该项目的建设和运行。

4）2006年9月，国家发改委复函批准采用广州铬德工程有限公司“铬渣水溶解毒法”专利技术，建设6条解毒生产线，先投资建设第一条生产线，待环保检测合格后再建另外5条生产线。

5）2009年2月，铬渣解毒6条生产线全部建成投产。日设计处理能力600吨、年设计处理能力19万吨。

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6）2011年2月，项目正式通过了湖南省环保厅组织的项目环保验收。 2.2 项目必要性

2.2.1 铬污染的危害性

铬作为环境中的一种主要重金属污染物，主要以三价和六价形态存在。铬的毒性与其存在的价态有关，六价铬比三价铬毒性高100倍，并易被人体吸收且在体内蓄积，可通过消化、呼吸道、批复及粘膜侵入人体。三价铬和六价铬可以互相转化。天然水不含铬，海水中铬的平均浓度为0.05 μg/L，饮用水中更低。

铬渣是铬盐及铁合金等生产行业在生产过程中排放的有毒废渣，外观有黄、黑等颜色，大多成粉末状。铬渣的危害性主要来自六价铬，其在国际上被列为对人体危害最大的8种化学物质之一，是国际公认的3种致癌金属化合物之一，同时也是美国环保署（USEPA）公认的129中重点污染物之一。在我国，被列入《国家危险废物名录》（编号HW21）。

铬渣中因含有1-2%的酸溶性六价铬（致癌物）和0.5-1%的水溶性六价铬（剧毒物）而成为危险废物。如果铬渣不经过处理，而长期露天堆放，那么经过酸雨的淋溶后，铬渣中的水溶性和酸溶性铬就会随着酸雨而流出来，尤其是毒性最大的六价铬更易流出，进入地表水或渗入地下水，容易对周围水体、土壤及地下水造成污染。 1.铬对环境的危害 1）铬对土壤的污染

在土壤中铬主要以三价铬离子形态存在，此外还有亚铬酸根离子和两种六价铬酸根离子形态存在。研究表明，三价铬离子进入土壤后，90%以上迅速被土壤吸附固定，以铬和铁的氢氧化物的混合物存在，是十分稳定和不溶的。六价铬离子进入土壤后大部分游离于土壤溶液中，仅有8.5-36.2%被土壤吸附固定。在土壤中三价铬和六价铬也是可以互相转化，这种转化也受土壤的酸碱性和氧化条件存在的影响。土壤吸附六价铬离子的能力受土壤和粘土矿物类型的影响。

2）铬对水体的污染

水体中的铬污染，主要来自有关铬生产所排放的废水，有三价和六价态。铬的毒性与其存在的价态有关，一般六价铬的毒性大于三价铬。三价态的铬，在水体中能水解为氢氧化铬沉淀而进入水滴，也能被吸附在固体物质上面存在于成绩物种，还能与六价态铬互相转化。六价态铬在水体中能稳定存在，但在缺氧或还原剂存在时，可被还原为三价态，在水体中三价态转化为六价态是主要的机制。水中含铬在1 ppm可刺激作物生长，1~10 ppm时会使生长减缓，到100 ppm则几乎完全使作物停止生长，濒于死亡。铬会杀死水中的浮游生物，从而影响水的自净能力，使水质恶化。

3）铬对植物的污染

铬对植物的生长起到明显的抑制作用。土壤环境中铬的含量过高，会抑制土壤内有机物质的硝化作用，并使铬在植物体内蓄积，对植物及其他生物造成危害。铬会使植物生长时对营养元素的吸收和蓄积产生不良作用，造成植物顶部严重枯萎。铬还会影响根尖细胞的有丝分裂，根系对铬的富集作用极强，导致根腐朽、脱落而最终植株萎焉枯死。 2 铬对生物的危害 1）铬对动物体的危害

铬在动物体内可影响氧化、还原和水解过程，并可使蛋白质变性，沉淀核酸和核蛋白，干扰酶系统。

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铬进入血液后使红细胞携带氧的功能发生障碍，导致细胞内窒息。六价铬离子可被碳酸盐、硫酸盐和磷酸盐载体系统转入动物细胞，在酶作用下迅速还原为具有活性的中间物质，这些中间物质具有较强的DNA破坏能力和细胞毒性。 2）铬对人体的危害

铬渣的有害成分主要是六价铬，对人体健康的毒害很大。人体接触六价铬污染过的水、空气和土壤易引起皮肤和粘膜溃疡（铬性湿疹、铬疮）、糜烂性鼻炎、鼻中隔穿孔、肠胃疾患及肺部病变。原长沙铬盐厂患有铬性皮炎、铬湿疹和铬疮、鼻中隔糜烂、穿孔者约占职工总数的47%，已有6人死于呼吸系统癌症。

同时，自然界中铬含量超标将严重破坏生物链中物种的物质、能量循环，导致严重的环境污染。高于一定浓度的铬污染会在生物体中的生积累，并会沿着食物链进行迁移，最终危害到人类。 2.2.2项目场址所在地周边敏感受体影响

本项目场址位于岳麓区三汊矶，地处长沙市二环线以内，处于长沙市重点文物保护区——北津城遗址保护范围之内，处于湘江西岸河床上的环境特殊敏感地区。湘江长沙综合枢纽工程距离本项目场址仅约20 km，按计划2014年9月全面蓄水至29.7米。如果铬污染得不到有效治理，那么从原长沙铬盐厂外流的铬污染水不但会继续造成下游和附近区域的污染，还将加重对长沙市区水源的污染，破坏湘江水质，严重威胁长沙市区人民的健康乃至生命安全，影响北津城遗址公园等基础设施的建设。

此外，场址周围有三汊矶小学一所，幼儿园一所，还有岳麓山乡岳华村村民600多户，约2500人，农田菜地5.8平方公里，山地6.0平方公里。铬污染也将直接危害周边人群的身体健康。因此，当地人民群众对铬污染的反应强烈，要求彻底根治的呼声很高，各级政府和环保部门极其关注。 2.2.3铬污染治理与规划相容性

1）符合国家《重金属污染综合防治“十二五”规划》的目标

2011年2月，国务院正式批复了《重金属污染综合防治“十二五”规划》（以下简称《规划》），提出了“十二五”期间重金属污染防治的具体目标，到2015年，重点区域重点重金属污染物排放量比2007年减少15%，非重点区域重点重金属污染物排放量不超过2007年水平，重金属污染得到有效控制。环境保护部部长周生贤在视频工作会上表示，这次《规划》遵循源头预防、过程阻断、清洁生产、末端治理的全过程综合防控理念。

《规划》重点防控的5大重点行业为：有色金属矿（含伴生矿）采选业、有色金属冶炼业、含铅蓄电池业、皮革及其制品业、化学原料及化学制品制造业。重点防控企业有4452家。同时，内蒙古、江苏、浙江、江西、河南、湖北、湖南、广东、广西、四川、云南、陕西、甘肃、青海14个省区被列为重点治理省区。按照规划，对上述地区将突出重点，从严惩治。治理的重点区域主要是涉重金属产业密集地区和环境质量严重恶化地区，比如湖南湘江流域、安徽怀宁等地方，将得到重点治理。

2）《湘江流域重金属污染治理实施方案》的主要任务之一

2011年3月，国务院批准《湘江流域重金属污染治理实施方案》（以下简称《方案》），这是迄今为止全国首个获国务院批准的重金属污染治理试点方案。《方案》涉及湘江流域长沙、株洲、湘潭、衡阳、郴州、娄底、岳阳、永州8个市，明确了株洲清水塘、湘潭竹埠港、衡阳水口山、郴州三十六湾、娄底锡矿山、长沙七宝山、岳阳原桃林铅锌矿七大重点区域，提出了民生应急保障、工业污染源控制、历史遗留污染治理三大重点任务。本项目原长沙铬盐厂的铬污染正是历史遗留下来的重点污染难题。

据了解，《方案》规划项目927个，总投资595亿元，规划期限为2011年~2020年。经过治理，铅、汞、镉、铬、砷等重金属排放总量要在2008年的基础上消减70%左右。将湘江作为重金属污染防治试点

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河流，其意义在《湘江流域重金属污染治理实施方案》中有非常明确的表述：湖南应“通过5年至10年时间，基本解决湘江流域重金属污染重大问题，成为全国重金属污染治理的典范”。

3）符合《湖南省国民经济和社会发展第十二个五年计划纲要》的要求

《湖南省国民经济和社会发展第十二个五年计划纲要》第六章（总第52条）为促进生态修复和综合治理，具体内容为：加强湘江流域综合治理，统筹沿岸产业布局、旅游开发、城镇发展、水利建设、生态修复和污染治理，实行全流域、全方位、多功能综合整治，近期重点突出重金属污染防止，引导重污染企业集中发展或搬迁退出，加强长株潭绿心保护和沿线景观建设，加强中上游水源涵养和沿江生态林建设。通过10至20年的努力，将湘江打造成为“东方莱茵河”。

4）符合《长沙市国民经济和社会发展第十二个五年计划纲要》的要求

《长沙市国民经济和社会发展第十二个五年计划纲要》第七章：加快两型社会建设增强可持续发展能力。其中第三节为建设生态环境：以创建全国生态文明示范市为目标，继续制定实施环境保护行动计划，统筹推进城乡环保一体化，加大生态建设和环境整治力度，实现生态环境质量在中部地区全面领先，并达到国内先进水平。其中重点述及加快湘江流域长沙段环境整治：全面推进湘江流域长沙段环境综合整治，加快推进流域截污治污、重点污染源退出、垃圾收集处理、面源污染治理、河道整治与生态修复五大工程。要求大力推进重金属污染治理，全面建成“一江两岸”和湘江一级支流生态经济走廊。 2.2.5铬污染控制和根治的重要意义

1）铬污染是湘江流域重金属污染治理的国家级试点、示范重大工程和世界性难题。本项目为全国铬污染治理首开先河。

2）铬污染是长沙市生态环境建设和城市发展中人民群众反映最强烈、关注最突出、治理最严峻的环境问题，该问题的解决，可大大改善长沙市尤其是湘江及两岸的生态环境，改善当地人们的生活质量，提高居民健康水平。

3）铬污染的成功治理是实现长株潭经济一体化，建设“资源节约性、环境友好型”两型社会的重要举措。长沙市作为长株潭城市群的核心城市，在推进两型城市建设综合配套改革中对全国具有重要的示范意义。

4）铬污染的成功治理是湘江长沙综合枢纽工程的安全蓄水和长沙市民安全用水的关键和先决条件。 5）铬污染的成功治理不仅解决了长沙市铬污染治理问题，也为全国甚至全球解决了长期困扰环境治理的一大难题。同时为我国其他铬盐生产企业治理铬渣起到示范作用，有利于落实国家对铬盐行业宏观调控和有关环境保护政策的制定。

6）通过铬污染治理，改善环境，使当地的房地产业充分发展，开发利用沿江的宝贵资源，有效提升城市品质，真正实现建设“两型”城区的目标。

7）本项目有利于国内外的文化和技术交流，增强长沙的文化、教育和技术水平。同时可进一步促进区域经济发展，加快长沙城市化进程。

8）本项目符合国家环保政策，有利于实现城市的无害化、减量化、清洁化，有利于长沙市对外招商引资、经济发展和社会稳定。

9）本项目解决了长沙重大环境污染问题，对湖南省和长沙市的发展，对我国可持续发展和循环经济战略的实施起着非常重要的促进作用。 2.2.6小结

综上所述，本治理项目位于原长沙铬盐厂内及附近地区受铬污染的土壤及地下水，该区域污染情况已

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严重影响长沙市生态建设、威胁湘江生态安全和周围群众的身体健康，多年来受到社会的极大关注，以及国家、省、市各级领导和部门的高度重视。因此，原长沙铬盐厂铬污染修复工作非常紧迫且十分必要，建议尽快审批立项。由于目前国内尚未制定统一的铬污染土壤治理标准，同时建议在项目开始前对污染场地进行人体健康和生态风险评估，尽快确认本项目场地的铬污染土壤修复标准，并确定针对本场地污染特性的治理技术方案，以达到彻底根治铬污染的目的。

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第三章 场地污染调查和结果分析

3.1调查方案

历史资料显示，本项目场地的主要污染区域为原铬盐厂生产与物料堆存区域。2003年该工厂关停清算后，场地内先后经历了地面构筑物拆除与历史遗留铬渣解毒治理两次规模较大的工程施工，两次工程施工均对场地内的地形地貌造成较大的改变。本次场地污染调查对地内1,847个点的坐标及高程进行了测量，测量点分布如图3.1-1所示。测量结果显示，场地最高点的高程（黄海高程）为45m，最低点的高程为25.729m，场地平均高程为40.525m。场地西北侧的土堆高程稍高，场地北侧以及位于东北侧和东南侧渣坑的高程较低。本场地三维地形模拟图如图3.1-2所示。

图3.1-1 长沙铬盐厂场地高程量测点位

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图3.1-2 长沙铬盐厂场地地形模拟(3D)

根据前期对场地内铬渣和土壤污染的初步调查，厂区内受污染区域主要集中在铬渣堆场周围及厂区东部，其面积约为72,000 m2，其中铬渣堆场及紧靠铬渣堆场部位属严重污染区。根据初步调查后所绘制的《铬盐污染范围与勘探平面位置图》（图3.1-1）进行大致位置的判断，靠近厂区南北边界以内的区域为土壤重污染区。以此调查结果为依据，此次详堪将在第一阶段采样时便对相应区域进行热点加密。

图3.1-3铬盐污染范围与勘探平面位置图

根据之前采样孔取得的岩土性状来看，污染区域内表层至10 m左右的深度主要是人工填土、粉质粘土、沙土、圆砾等渗透性较好的土壤结构，渗透性较低的风化板岩出现在11 m至13 m左右的深度。根据

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之前的采样分析数据来看，部分污染区域内透水性较弱的强风化板岩层同样出现了较强的六价铬污染。常规采样策略将需要采样深度至无污染层为止，但考虑到采样过程中若将不透水层打通，则会导致污染物在更深层次的大面积扩散。因此本次采样过程中，采样井不得将潜水层与承压水层之间的隔水层打通，本次详堪采样的预定深度为采样至风化岩层为止。根据之前的采样资料，预计本次采样的平均采样深度将超过10 m，达到12 m左右。

由于本场地在进行此次详堪之前已经进行过一次针对铬渣解毒的修复工程，并进行了前期的土壤采样分析。因此本次详堪第一阶段布点规划将以网格法进行均匀布点，同时结合前期调查采样的结果进行热点加密采样。再依据现场情形搭配专家主观场址评估方式弹性调整，以达到详勘调查的目的。

第一阶段布点采样原则为：采用40m×40 m的网格对调查区域进行划分，在网格内部选取合适的点进行直达风化岩层的土壤样品采集。其中对每一米深度的样品作为一个混合样品进行收集。由于采样深度较深，需要根据采样深度安排专业地质钻探设备进行采样。

针对确定的调查区域，需根据收集到的信息对场地的污染潜势进行分析和预判断，视需要再分割成不同采样原则的采样分区。针对厂内用地不同，可依据土地的历史使用状况与污染潜势划分为高污染潜势区、中污染潜势区、低无污染区以及无污染去分别进行综合评析规划。以每一个网格内至少应于该网格中心位置布设一个调查点为原则，并且布点位置应尽量靠近高污染潜势区，网格内布点位置的选择和调整，可针对下列具高污染潜势特点区域再进行：

1) 储罐 2) 管线

3) 废弃物储存、处理区 4) 污水处理区 5) 生产设备或设施区 6) 毒性化学物质运作场所等

原则上布点采样位置即为各网格的中心点。但当网格内有前述具高污染潜势设施或区域时，原布点即应调整至上述设施或设备附近，以进行后续采样点筛选或土壤采样工作。

采样布点图详见图3.1-4，图纸上共计标出42个采样点，采样区域的不同使用不同颜色进行了标注其中：

红色采样点为常规采样点，位于采样方格的中部，用以了解场地内污染的整体分布。蓝色采样点为边界采样点，位于方格边界，蓝色采样点共计21个。部分采样点的位置根据现场情况进行相应的位置调整。

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图3.1-4 采样布点平面图

3.2 现场采样

3.2.1采样现场

本次详勘采样的预定深度为采样至风化岩层为止。根据之前的采样资料，预计本次采样的平均采样深度将超过10米，达到12米左右。每100 cm取一个土壤混合样。采样时，由专人填写样品标签、采样记录；标签一式两份，一份放入袋中，一份贴在袋口，标签上标注采样时间、地点、样品编号、监测项目、采样深度和经纬度和高度。

勘探钻孔钻机 GEOPROBE

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图3.2-1现场勘探采样图

3.2.2样品保存、质量控制与劳动安全

本次采样严格按照样品质量控制流程进行。因受限于现场环境状况，且分析以重金属为主，采集后用可密封的聚乙烯夹链袋保存样品，采样后所有样品均进行现场预处理，之后部分样品进行现场XRF检测筛选，部分样品送到标准实验室进行分析测试。

该场地的潜在污染物为重金属污染，详勘施工对现场工作人员具有潜在危害，需要配备个人防护用品。安全防护的基本配置为：硬底防砸安全鞋、乳胶/塑料手套、护目镜、安全帽以及合格有效的防尘口罩。现场工作人员的衣着要求尽量少的让皮肤曝露于作业环境中。

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图3.2-2样品晾晒与保存现场图

本次详堪采样的预定深度为采样至风化岩层为止。根据之前的采样资料，预计本次采样的平均采样深度将超过10米，达到12米左右。每100 cm取一个土壤混合样。

每个层次的混合样品重量不小于1.0 kg（不含大颗粒砾石）。 3.3 现场检测及实验室分析

现场取得样品后，需要在送样前进行样品预处理和分样。样品进行破碎、筛分和预混合后，送至实验室进行样品总量浓度和浸出毒性分析，部分样品于现场以XRF进行检测筛选，部分样品送至标准分析实验室进行检测。样品中重金属的分析标准方法，可依据土壤环境质量标准中选配的分析方法执行。

图3.3-1现场样品分析

3.4调查数据分析

3.4.1 土壤pH检测分析

本工程对铬盐厂现有场地共设置42个采样点，采样深度为1 m到16 m不等，共收集347样品。由于土壤的pH环境对土壤中重金属的形态及迁移性影响很大，因此本次勘察采样的全部土壤样品均进行了pH分析。

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表3.4-1 长沙铬盐厂场土壤pH值统计汇整

pH值范围 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 11-12 12~13 总计

根据以上数据计算，所有样品pH的平均值为9.15，标准差为1.85，据此绘制pH值的概率密度分布（正态分布）和积累分布曲线，分别如图3.4-1所示。

数量(样) 2 20 30 43 61 57 74 41 20 348 比例(%) 0.6 5.7 8.6 12.4 17.5 16.5 21.4 11.9 5.4 100%

图3.4-1 样品pH正态分布与概率分布曲线

3.4.2 场地重金属总量检测分析

根据对场地重金属检测数据，参照《全国土壤污染状况评价技术规定》中《重点区域土壤污染评价参考值》，场地内Cr、As、Cd、Pb、Zn、Hg有不同程度的超标现象。其中，超标最严重的为Cr。经检测，场地内的Cr的浓度范围为10.50 mg/kg—36700 mg/kg，最大超标倍数为96.58倍，平均浓度为4257.03 mg/kg。Cr超标的样品数达到232个，超标率为66.86%。

场地重金属总量检测分析统计情况见下表。

表3.4-2 现场检测及实验室检测场地重金属总量检测分析统计表 污染物质 采样点数 样品数 标准值（mg/kg） 最大值（mg/kg） 最小值（mg/kg） 平均值（mg/kg） 样品超标数量 超标率(%) Cr 42 347 380 36700 10.5 4257.03 232 66.86 As 42 26 55 83.9 2.3 16.38 1 3.85 Cd 42 26 12 97.4 0.52 9.68 2 7.69 Cu 42 26 500 89.4 7.2 27.23 0 0.00 Pb 42 26 530 742 7.0 72.48 1 3.85 Zn 42 26 720 2120 22.3 336.87 2 7.69 Hg 42 26 10 13 0.07 2.44 1 3.85 -18-

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3.4.3 场地表层土壤重金属总量检测分析

在对场地土壤重金属污染总体进行统计分析后，本工程对场地表层土壤进行统计分析。场地表层土壤仅Cr超出了《重点区域土壤污染评价参考值》。Cr在表层土壤中的浓度范围为103 mg/kg—25600 mg/kg，最大超标倍数为67.37倍，平均浓度为10765.90 mg/kg。Cr超标的样品数达到40个，超标率达95.23%。

表3.4-3场地表层土壤重金属总量检测分析统计表

污染物质 样品数 标准值（mg/kg） 最大值（mg/kg） 最小值（mg/kg） 平均值（mg/kg） 样品超标数量 超标率(%) Cr 42 380 25600 103 10765.9 40 95.23 As 8 55 4.2 4.2 4.2 0 0.00 Cd 8 12 5.36 0.56 2.2 0 0.00 Cu 8 500 34.5 15.4 23.96 0 0.00 Pb 8 530 93.90 7 32.36 0 0.00 Zn 8 720 719 108 335 0 0.00 Hg 8 10 8.73 0.17 3.04 0 0.00 3.4.4 铬的浓度比值分析

本项目场地特征污染物为重金属铬。铬在自然环境中主要以三价及六价的氧化型态存在，铬元素的其他价态形式极不稳定，难以在自然环境中稳定存在。因此根据总铬及六价铬的分析结果，可以了解土壤中三价铬的浓度。根据场地调查数据，绘制总铬、三价铬和六价铬的浓度分布曲线，如图3.4-2、3.4-3、3.4-4所示。总铬、六价铬及计算得到的三价铬浓度统计数据汇总如表3.4-4所示。

图3.4-2 总铬总量浓度正态分布曲线与概率曲线

图3.4-3三价铬总量浓度正态分布曲线与概率曲线

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图3.4-4 六价铬总量浓度正态分布曲线与概率曲线

为了直观表达场地内Cr浓度在不同深度的浓度分布情况，我们选取了2I-3这一典型采样点进行分析，从下表中该采样点不同采样深度的Cr浓度可以看出，随着土壤深度不断增加，Cr浓度不断减小，最深层12 m处Cr浓度为表层（0-1 m）Cr浓度的1.6%，且最深层Cr浓度满足《重点区域土壤污染评价参考值》。

表3.4-4典型采样点不同深度的Cr浓度分析表

采样点 样品编号 2I-3-1 2I-3-2 2I-3-3 2I-3-4 2I-3-5 2I-3 2I-3-6 2I-3-7 2I-3-8 2I-3-9 2I-3-10 2I-3-11 2I-3-12

另外，为了全面了解场地内的表层与深层土壤中Cr的分布情况，本工程对场地内Cr浓度超标，且采样深度达到10 m以上的26个采样点的表层与深层的Cr浓度比值进行分析，计算结果见下表。从数据可以看出，深层/表层的Cr比值最大为108.10%，为3G-1采样点，表明该采样点的深层土壤中Cr浓度比表层土壤中的Cr浓度略高，其余25个采样点的深层土壤Cr含量均低于表层土壤。这26个采样点的Cr浓度比值平均值为11.4%，说明从总体来看，场地内的Cr浓度呈现表层高，深层较低的现象，且深层土壤中的Cr浓度降至了表层土壤中Cr浓度的十分之一左右。

表3.4-5场地内深层土壤与表层土壤中Cr浓度比值分析表 序号 1 采样点 2H-2 样品编号 2H-2-1 2H-2-12 Cr（mg/kg） 12,900 1,200 深层/表层的浓度比值（%） 9.30 采样深度(m) 0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 11-12 Cr（mg/kg） 22,700 20,400 27,000 17,000 15,000 16,000 16,400 15,000 13,500 1,600 400 358 -20-

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序号 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 采样点 2I-2 2I-3 3F-1 3G-1 3J-2 4B-1 4C-1 4C-2 4D-1 4F-1 4H-2 4I-2 4K-1 5A-1 5B-1 5E-1 5F-2 5G-1 5G-2 5H-1 样品编号 2I-2-1 2I-2-12 2I-3-1 2I-3-12 3F-1-1 3F-1-16 3G-1-1 3G-1-10 3J-2-1 3J-2-13 4B-1-1 4B-1-12 4C-1-1 4C-1-14 4C-2-1 4C-2-13 4D-1-1 4D-1-12 4F-1-1 4F-1-15 4H-2-1 4H-2-13 4I-2-1 4I-2-13 4K-1-1 4K-1-13 5A-1-1 5A-1-13 5B-1-1 5B-1-11.5 5E-1-1 5E-1-15 5F-2-1 5F-2-13(2) 5G-1-1 5G-1-13 5G-2-1 5G-2-12 5H-1-1 Cr（mg/kg） 5,480 33.7 22,700 358 25,600 359 3,950 4,270 1,580 811 22,100 59.3 6,640 356 2,430 136 8,670 167 24,200 589 11,200 802 19,300 272 7,310 485 4,280 162 7,820 957 20,200 260 9,540 882 9,660 640 12,000 1,340 2,770 深层/表层的浓度比值（%） 0.61 1.58 1.40 108.10 51.33 0.27 5.36 5.60 1.93 2.43 7.16 1.41 6.63 3.79 12.24 1.29 9.25 6.63 11.17 3.72 -21-

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序号 采样点 样品编号 5H-1-11 Cr（mg/kg） 103 4,910 1,390 5,780 122 5,480 33.7 8,580 110 16,300 2,110 深层/表层的浓度比值（%） 22 23 24 25 26 6F-1 6H-1 7C-1 7D-1 4J-2 6F-1-1 6F-1-10 6H-1-1 6H-1-11 7C-1-1 7C-1-12 7D-1-1 7D-1-13 4J-2-1 4J-2-13 28.31 2.11 0.61 1.28 12.94 3.4.5 总铬和六价铬的比值分析

根据对三价铬和六价铬的毒性机理分析，Cr6+的毒性强，更易为人体吸收，而且可在体内蓄积，对人体的伤害更大。因此本工程对所有样品中的六价铬进行了检测分析，土壤中Cr6+的浓度范围为0.43-11,600 mg/kg，平均浓度为659.49 mg/kg。

在此基础上，我们对每个样品的Cr6+与总铬的含量比值进行了分析，Cr6+/Cr比值最大为92.41%，为3J-2采样点的表层土壤样品。这347个样品中Cr6+/Cr比值平均值为14.57%，即土壤中Cr6+含量约为Cr含量的14.57%，这说明土壤中的Cr6+占总铬的比重较小，这与三价铬难溶，且易于被土壤吸附有关。

表3.4-6场地内土壤中Cr6+浓度与Cr浓度比值分析表 序号 1 2 3 4 项目 样品数 最大值 最小值 平均值 Cr6+/Cr比值（%） 347 92.41 0.009 14.57 3.5场地调查总铬污染分布模拟及说明

根据场地目前的高程分布，对土壤进行地形模拟和污染分布模拟，以土壤总铬浓度610 mg/kg作为标准进行污染面积及污染程度分析。在污染场地的垂直方向进行以1m为单位的水平切片，并在该切片层进行总铬污染分布的模拟。将所有切片垂直叠加，对场地总铬污染的垂直分布形成对比。场地总铬及六价铬的污染切片对比见图3.5-1和图3.5-2，总铬及六价铬的污染分布模拟及补充说明见附件1和附件2。 3.6 调查结论和建议

根据对场地重金属检测数据，场地内Cr、As、Cd、Pb、Zn、Hg有不同程度的超标现象。其中，超标

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最严重的为Cr。

（1）场地内的Cr的浓度范围为10.50 mg/kg-36700 mg/kg，最大超标倍数为96.58倍，平均浓度为4257.03 mg/kg。Cr超标的样品数达到232个，超标率为66.86%。

（2）根据对场地内表层及深层土壤中Cr浓度的对比分析，结果表明，场地内的Cr浓度呈现表层高，深层较低的现象，且深层土壤中的Cr浓度降至了表层土壤中Cr浓度的十分之一左右。

（3）根据对土壤中Cr浓度与Cr6+浓度的关系进行分析，结果表明土壤中Cr6+含量约为Cr含量的14.57%，这说明土壤中的Cr6+占总铬的比重较小，这与三价铬难溶，且易于被土壤吸附有关。

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说明：场地总铬污染切片对比。 ≥EL41 m, CrEL40~41 m, Cr描述: 在污染场地的垂直方向进行以1m为单位的水平切片，并在该切片层进行总铬污染分布的模拟。将所有切片垂直叠加，对场地总铬污染的垂直分布形成对比。 EL39~40 m, CrEL38~39 m, CrEL37~38 m, CrEL36~37 m, CrEL35~36 m, CrEL34~35 m, CrEL33~34 m, CrEL32~33 m, CrEL31~32 m, CrEL30~31 m, CrEL29~30 m, CrEL28~29 m, CrEL27~28 m, Cr 图3.5-1 场地总铬污染切片图 -24-

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图片说明： 场地六价铬污染切片对比。 ≥EL41 m, Cr6+EL40~41 m, Cr6+EL39~40 m, Cr6+EL38~39 m, Cr6+EL37~38 m, Cr6+EL36~37 m, Cr6+EL35~36 m, Cr6+EL34~35 m, Cr6+描述: 在污染场地的垂直方向进行以1m为单位的水平切片，并在该切片层进行六价铬污染分布的模拟。将所有切片垂直叠加，对场地六价铬污染的垂直分布形成对比。 EL33~34 m, Cr6+EL32~33 m, Cr6+EL31~32 m, Cr6+EL30~31 m, Cr6+EL29~30 m, Cr6+EL28~29 m, Cr6+EL27~28 m, Cr6+ 图3.5-2场地六价铬污染切片图 -25-

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第四章 场地污染风险分析及修复目标

4.1 场地污染风险分析

4.1.1 土壤铬污染的人体健康和生态环境风险

铬作为环境中的一种主要重金属污染物，主要以三价和六价形态存在。铬的毒性与其存在的价态有关，六价铬比三价铬毒性高100倍，并易被人体吸收且在体内蓄积。六价铬在国际上被列为对人体危害最大的8种化学物质之一，是国际公认的3种致癌金属化合物之一，同时也是美国环保署（USEPA）公认的129种重点污染物之一。

1. 铬污染的生态环境风险

因铬在土壤中相对稳定且难以迁出土体，对土壤理化性质及土壤生物学特性（尤其是土壤微生物）和微生物群落结构产生明显不良影响，从而影响土壤生态结构和功能的稳定性。土壤环境中铬的含量过高，就会对植物及其他生物造成危害。高含量的铬会抑制土壤内有机物质的硝化作用，并使植物生长时对营养元素的吸收和蓄积产生不良作用，造成植物顶部严重枯萎。铬还会影响根尖细胞的有丝分裂，根系对铬的富集作用极强，导致根腐朽、脱落而最终植株萎焉枯死。

铬的强碱性会危害到周边水体和地下水。由于本项目场地的铬渣长期露天堆放，经雨水冲淋后大量的铬随雨水溶渗、流失、渗入地表，从而污染地下水。由于原长沙铬盐厂区距离湘江不足50米，超标的六价铬极有可能随地表径流和地下水渗入湘江，破坏湘江水质。此外，湘江长沙综合枢纽工程距离本项目场址仅约20 km，该工程是保证长株潭城市群的生产生活用水。如果本场址的铬污染得不到有效治理，将严重影响湘江长沙综合枢纽工程的安全蓄水和长沙市民的用水安全。

2. 铬污染的人体健康风险

铬渣的有害成分主要是六价铬，对人体健康的毒害很大。它的化合物具有很强的氧化作用，可以通过人体的消化道、呼吸道、皮肤和粘膜侵入人体，在体内主要积聚在肝、肾、肺和内分泌腺中。六价铬有致癌作用，已被国际公认为致癌物质。铬对人体的主要毒性效应如表4.1-1所示。

表4.1-1铬对人体健康的主要毒性效应和致癌效应 污染物 毒性效应 急性中毒 胃腐蚀、痉挛、惊厥、铬（Cr） 癫痫、肝功能异常、急性化学性呼吸道炎、眼结膜炎、哮喘。 慢性中毒 器官 致癌效应 动物实验表明具有致畸、致突慢性结膜炎、哮喘、皮疹、变形性接触性皮炎、黄疸、肝功能异常 肺、皮肤 变、致癌效应；IARC将三价铬列为3类致癌物，对人体不具致癌性，六价铬列为1类致癌物，对人体具有致癌性。 4.1.2 人体健康风险评估结论

本场地修复后，未来可能规划开发为：1）居住用地；2）公园；3）公共活动广场用地；4）商服金融用地；5）市政道路。根据《污染场地风险评估技术导则》（发布稿）（HJ25.3-2014），本场地未来规划的土

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地利用方式包括：1）敏感用地（居住用地）；2）非敏感用地（商业服务业设施用地和公用设施用地）。

敏感用地方式下，致癌风险评估根据儿童期和成人期的暴露评估污染物的终身致癌风险，非致癌风险评估的敏感受体是儿童。非敏感用地方式下，致癌风险评估和非致癌风险评估的敏感受体均是成人。

由于本场地关注的主要污染物是重金属铬，不存在污染物蒸汽问题，因此上述两种用地方式下的暴露途径为：1）口腔摄入土壤；2）皮肤接触土壤；3）呼吸吸入土壤颗粒物。

人体健康风险评估应该综合考虑场地现场勘察和采样监测的所有资料和数据，结合土地利用规划，明确土壤污染风险区域的范围和分布；在可接受的风险水平下，推算土壤中主要关注污染物的安全含量水平，确定风险控制值，为进一步确定场地土壤污染修复目标值提供科学依据。 4.2 国内外修复标准

4.2.1 国外以风险为基础的修复标准

目前，欧美绝大多数发达国家都制定了土壤污染防治法律法规，针对可能存在的土壤污染场地，采用三步走的模式，即初步调查，详细调查和基于调查结果的修复治理。修复标准的设立是判断场地是否需要实施修复的重要依据。然而，各国的修复标准存在较大差异，主要是因为各国使用不同的修复标准计算模型、特定的边界条件、人体和生态保护标准。此外，不同的地理位置、土地使用类型（农业用地，居住用地，商业用地和工业用地）以及敏感受体的暴露风险也是修复标准存在差异的主要原因。 1.欧洲

欧州各国家的土壤及地下水中重金属铬（三价铬Cr(III)和总铬）的修复标准如表4.2-1。住宅用地土壤的修复标准均高于工业/商业用地的土壤修复标准，其主要原因是敏感受体暴露于污染物的频率、周期、暴露途径和暴露量的差别。

表4.2-1 欧洲各国家土壤及地下水中重金属铬的修复标准

国家 比利时 荷兰 德国 法国 瑞典 挪威 英国 住宅用地土壤 （mg/kg） Cr(III)：300 Cr(III): 380 Cr(III)：400 总铬：130 Cr(III)：120 Cr(III)：25 Cr(III)：130A / 200NA 工业/商业用地土壤（mg/kg） Cr(III)：800 - Cr(III)：1000 Cr(III)：7000 Cr(III)：250 - Cr(III)：5000 地下水 （μg/L） Cr(III)：50 Cr(III)：30R 总铬：50 Cr(III)：50R /250NR Cr(III)：50DW - - 备注：R-住宅用地；NR-工业/商业用地；DW-饮用水；A-含种植区域；NA-无种植区域。

2.美国及加拿大

美国及加拿大的土壤及地下水中重金属铬（三价铬Cr(III)、六价铬Cr(VI)和总铬）的修复标准如表4.2-2。美国各州对土壤及地下水中重金属铬的修复标准也存在差异，并且针对同个污染物，不同暴露途径和不同

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土壤深度的修复标准也不同。

表4.2-2 美国及加拿大土壤及地下水中重金属铬的修复标准

国家/ 地区 美国EPA RSL 美国康涅狄格州 美国宾夕法尼亚州 美国新泽西州 美国佛罗里达州 住宅用地土壤 （mg/kg） Cr(VI)：109 Cr(III)：120000 Cr(III)：3900 Cr(VI)：100 Cr(III)：190000 Cr(VI)：190 Cr(III)：120000G Cr(VI)： 270H；240G 总铬：2104 六价铬：210 三价铬：110000 工业/商业用地土壤 （mg/kg） - Cr(III)：51000 Cr(VI)：100 Cr(III)：190000 Cr(VI)：190 Cr(VI)：20 H；3000G 总铬：470 六价铬：470 - 地下水 （μg/L） - 总铬：50 总铬： 100；100002； 1000003 1- - 备注：G-口腔摄入；H-呼吸吸入；RSL-Regional Screening Levels，区域筛选值；1-总悬浮颗粒物TDS≤2500；2- TDS≥2500；

3-不使用地下水；4-除非Cr(III)和Cr(VI)浓度均已知，否则总铬浓度采用Cr(VI)标准。

4.2.2国内相关标准

由于目前国内尚未制定统一的铬污染土壤治理标准，可供参考的相关现行标准如下，各标准中规定的土壤中金属铬的标准值如表4.2-3。

1) 《土壤环境质量标准》（GB 15618-1995）；

2) 《土壤环境质量标准（修订）》（GB 15618-2009）征求意见稿； 3) 《展览会用地土壤环境质量评价标准（暂行）》（HJ350-2007）； 4) 《铬渣污染治理环境保护技术规范（暂行）》（HJ/T301-2007）。

表4.2-3国内相关标准土壤中重金属铬的标准值

标准名称 土壤环境质量三级标准 GB15618-1995 土壤环境质量二级标准(修订) GB 15618-2009 展览会用地土壤环境质量评价标准HJ350-2007 铬渣污染治理环境保护技术规范HJ/T301-2007 旱地 水田 居住用地 商业用地 I类住宅用地 II类商业绿化用地 铬渣综合利用污染控制指标限值 六价铬 （mg/kg） / / 6 30 / / 0.5mg/L (浸出液) 总铬 （mg/kg） 300 400 400 700 190 610 1.5mg/L (浸出液) 4.3 本场地修复目标

由于欧美国家的修复标准存在较大差异，而且国内尚未制定统一的铬污染土壤治理标准，故在2014

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年，针对本场地编制了《原长沙铬盐厂污染场地土壤风险评估报告》，并在2015年3月通过主管部门的批准。文本中针对场地修复目标描述如下：

将土地利用方式划分为2种： (1)全场地均为敏感用地； (2)全场地均为非敏感用地状况；

再与不同之修复目标，不同深度两个条件进行考虑与评估。场地污染土壤清理值如下。

表4.2-4 风评报告推荐的场地土壤清理值

土地利用方式 敏感 用地 非敏感用地 二级控制层 注：1.限值单位 mg/kg = ppm。

2.一级控制层：地面到地面下2 m的土层；二级控制层：地下2 m至5 m间的土层。

六价铬 7.5 30 20.4 30 总铬 9,000 -- 9,000 -- 一级控制层 二级控制层 一级控制层 4.4 场地修复工程量

4.4.1敏感用地的修复范围

(1) 表层0~2m深(一级控制层)之铬浓度与清理值(总铬为9,000 mg/kg、六价铬为7.5 mg/kg)比对。评估成果如图4.4-1所示。

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106950106950106900106900106850106850106800106800106750106750106700106700463004635046400464504650046550466004665046700 463004635046400464504650046550466004665046700 （1）总铬浓度梯度图（0~1m） （2）六价铬浓度梯度图（0~1m） 106950106950106900106900106850106850106800106800106750106750106700106700463004635046400464504650046550466004665046700 463004635046400464504650046550466004665046700 （3）总铬浓度梯度图（1~2m） （4）六价铬浓度梯度图（1~2m） 80001800060004000900020000 7.5 总铬浓度图例 六价铬浓度图例

图4.4-1 敏感用地方式下0~2m污染范围图

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(2) 2~5m深(二级控制层)之铬浓度与清理值(总铬为9,000 mg/kg、六价铬为30 mg/kg)比对。评估成果如图4.4-2所示。

106950106950106900106900106850106850106800106800106750106750106700106700463004635046400464504650046550466004665046700 463004635046400464504650046550466004665046700 （1）总铬浓度梯度图（2~3m） （2）六价铬浓度梯度图（2~3m） 106950106950106900106900106850106850106800106800106750106750106700106700463004635046400464504650046550466004665046700 463004635046400464504650046550466004665046700 （3）总铬浓度梯度图（3~4m） （4）六价铬浓度梯度图（3~4m） 106950106950106900106900106850106850106800106800106750106750106700106700463004635046400464504650046550466004665046700 463004635046400464504650046550466004665046700 （5）总铬浓度梯度图（3~4m） （6）六价铬浓度梯度图（3~4m） 80001800060004000900020000 30 总铬浓度图例 六价铬浓度图例 图4.4-2 敏感用地方式下2~5m污染范围图 -31-

原长沙铬盐厂铬污染场地土壤修复试验技术方案

4.4.2非敏感用地的修复范围

(1) 表层0~2m深(一级控制层)之铬浓度与清理值(总铬为9,000 mg/kg、六价铬为20.4 mg/kg)比对。评估成果如图4.4-3所示。

106950106950106900106900106850106850106800106800106750106750106700106700463004635046400464504650046550466004665046700 463004635046400464504650046550466004665046700 （1）总铬浓度梯度图（0~1m） 106950（2）六价铬浓度梯度图（0~1m） 106950106900106900106850106850106800106800106750106750106700106700463004635046400464504650046550466004665046700 463004635046400464504650046550466004665046700 （3）总铬浓度梯度图（1~2m） （4）六价铬浓度梯度图（1~2m） 8000180006000400090002000 总铬浓度图例 0 六价铬浓度图例 20.4图4.4-3 非敏感用地方式下0~2m污染范围图 (2) 2~5m深(二级控制层)之铬浓度与清理值(总铬为9,000 mg/kg、六价铬为30 mg/kg)比对。评估成果与图4.4-2所示之成果相同。 4.4.3修复工程量确定

依据场地未来规划用途以及《风险评估》推荐的土壤清理值，分层计算本场地的污染土壤量。

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原长沙铬盐厂铬污染场地土壤修复试验技术方案

表4.2-5 场地污染土壤量

分层 敏感用地 0~1m 1-2m 2~3m 3~4m 4~5m 合计 44340 38660 54800 45900 46600 277400 污染土方量m3 非敏感用地 25160 21940 小计 69500 60600 54800 45900 46600

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原长沙铬盐厂铬污染场地土壤

修复试验技术方案

第五章 场地污染修复工程的技术比选

5.1 场地技术条件分析

三汉矶地区常住人口近8000人，除原长沙铬盐厂外，还有原长沙湘岳化工厂（待迁）、原长沙锌厂（已迁）、原岳麓化工厂（已迁）、原长沙造纸厂（已迁）、原长沙岳麓矿石粉厂（已迁）等。周围农田为长沙市郊区岳麓山乡岳华村，有农民600多户，约2500人。农田菜地5.8平方公里，山地6.0平方公里。该厂东临湘江，西有农田山丘，南接原长沙锌厂，北邻原长沙湘岳化工厂和原长沙造纸厂。

原长沙铬盐厂区占地面积170余亩，其中20亩为生活用地．解毒格渣临时堆场建在厂区西北侧，因原长沙铬盐厂内干净的空地有限，临时堆场建设时就近征用原岳麓矿石粉厂与原长沙湘岳化工厂28亩土地。

由于原长沙铬盐厂对铬渣管理的不规范，部分铬渣零星散落到厂区外，特别是北面的原长沙湘岳化工厂和东面的湘江河床上。加上可溶性六价铬随地下水扩散到厂区外，流入湘江，造成了厂区外部土地和水的污染。

厂区及其周边的土地地面基本平整，土地原有用途为工业用地。以下针对场地土壤污染特征、水文地质条件、未来土地用途分别说明。 5.1.1 铬盐厂土地使用变化

由于未能取得历年铬盐厂场区布置图，透过历年卫星图了解场区变化情况，如图5.1-1所示。由2002年航照图显示铬盐场内厂房车间林立，2003年起北侧建筑物已开始部分拆除，2005年以后场地建筑物大致已拆除，目前仅存南侧留有办公室。

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原长沙铬盐厂铬污染场地土壤

修复试验技术方案

图5.1-1 原长沙铬盐厂2002-2013年卫星航照图

从上图可以看出，原铬盐厂西部的渣坑一直存在，但2008年前与目前的混凝土结构渣坑型式不同。厂区东北侧渣坑区域，在2002年以前仍有建筑物，之后建筑物被拆除做为铬渣堆置使用。厂区南侧目前有一积水的大坑，依据卫星图显示该区一直作为铬渣堆处置，场地铬渣清理后形成目前的水坑。

经由历年卫星图发现铬盐厂厂区布置的变化，除可知道铬渣堆置范围的变化，也可以初步判断土壤受污染的时间长短与可能影响轻重。由不同年代铬盐场场地使用变化，可作为后续补充调查的布点依据。 5.1.2 土壤污染特征

原长沙铬盐厂场地污染物为以往生产活动以及铬渣堆积造成的严重铬污染，依据以往调查污染物包括三价铬与六价铬。

根据2006 年的勘察资料，从西边大铬渣坑以西约70 米开始，往东方向的厂区范围基本上均遭受了不同程度的铬污染，渣坑周围铬污染最重。依据历史资料，厂区北侧临原湘岳化工厂处，由于原铬渣堆积较高，压垮了厂区的围墙，部分铬渣己散落到原湘岳化工厂的厂区内，并随雨水在该厂区地面扩散。另外，在厂区东北角围墙外，原勘探该处的土壤和地下水受到了六价铬的污染，并且该处原为厂区的一个排水口。按照以往报告，该处原有大面积

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原长沙铬盐厂铬污染场地土壤

修复试验技术方案

的铬污染土壤，其江边有一大块土壤仍呈黄色，水体仍呈黄色，而且该处位于地下水流向的下方向。因此，重度污染区包括原长沙铬盐厂及其北侧的原湘岳化工厂大部分用地，以及厂区东北角部分用地。

在自然环境中，铬是人和动物所必需的一种微量元素，而且对植物生长有刺激作用，但若含铬过多，对人和动植物都是有害的。依据动物实验数据显示，铬可经空气、水和食物进入人体，人体胃肠道对三价铬的吸收率很低(约0.5％)，反而六价铬则要高些。一般而言，六价铬的毒性比三价铬约高100倍，并且六价铬较具生物活性，容易被人体吸收。因此常有许多研究有关六价铬对人体急慢毒性效应，急毒性效应方面，会造成心血管休克、肾、肝、神经系统以及造血器官等毒性；慢毒性效应方面，将导致气管、支气管炎的症状。在胃内酸性条件下，六价铬易还原为三价铬，长期经消化道摄入大量的铬，可在体内蓄积。

动物实验表明，铬先以六价铬的形式渗入细胞，然后在细胞内还原为三价铬而构成“终致癌物质”，引起遗传密码的改变，进而引起细胞的突变和癌变。铬在生产环境中会引起癌症已被证实，因此于美国环保署USEPA将六价铬归为Group A代表有充足证据对人类具致癌性。

根据自行执行详勘结果及以往勘察资料，可归纳以下场地土壤污染特征的几点结论（详细污染分布及范围说明请参阅详勘报告）：

1) 长沙铬盐厂土壤样品约有85%的土壤呈现碱性(pH>7)，仅约15%呈现酸性(pH<7)，

其中以pH值介于10-11的样品占比最大（21.4%），其次为pH值8-9的样品占比17.5%。

2) 以总量而言，长沙铬盐厂土壤总铬中有85.4%为三价铬，有14.6%为毒性较强的六

价铬。此外，总铬与三价铬存在高度正相关性，其R2为0.9565，而总铬与六价铬则较无明显相关线性。

3) 比对pH值与土壤六价铬浓度关系，亦发现在pH值大于9的情况下，相较pH值

小于9时，土壤中六价铬浓度有明显上升情况。

4) 土壤总铬调查结果：控制层总铬最高检出值为36,700 mg/kg，若以一级控制层

（0-2m）总铬浓度9000 mg/kg为标准，一级控制层土壤总铬超标率为29.8%。 5) 土壤六价铬调查结果：控制层六价铬最高检出值为11,600 mg/kg，以敏感用地方式

的土壤清理值，一级控制层土壤六价铬超标率为100%（清理值7.5mg/kg），二级控制层土壤六价铬超标率为63%（清理值30mg/kg）。

6) 污染范围分析结果：总铬及六价铬污染浓度及面积随高程有逐渐下降情况，而高

程越高表示相对越接近地表，受铬渣污染相对越益严重；整体而言，绝对高程38米以上的土壤几乎皆有污染情况，高程越低相对污染范围越小。

7) 以《风险评估》中土壤清理目标值作为依据，经估算后规划用地情景下控制层

（0~5m）的污染土方量总计为277400立方米。

5.1.3 水文地质条件

依据以往场地调查报告，原长沙铬盐厂场地内埋藏的地层主要有素填土层、第四系新近冲积层、第四系冲积层和元古界强风化板岩。各地层的野外特征自上而下依次描述如下：

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原长沙铬盐厂铬污染场地土壤

修复试验技术方案

1）素填土：褐红色，由粘性土混杂20-30%的碎石、砖块、砼块等建筑垃圾组成，底部夹少量植物根茎，密实度不均匀，结抅松散。分布于大部分场地。

2）粉质粘土：褐红色或褐黄夹灰白色，可塑-硬塑状态，摇震无反应，光泽反应稍有光滑，干强度中等，初性中等。

3）淤泥质粉质粘土：褐灰-深灰色，含少量有机质，略具腥臭味，很湿-饱和，软塑-流塑状态，摇震无反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。

4）圆砾：褐黄、浅黄等色，石英质为主，呈椭圆形，夹少量中粗砂和少量粘性土，粒径5-20 mm，最大粒径达到50 mm, 湿-饱和，稍密-中密状态。层厚1.40-13. 20 m，层底标高在22. 75-29. 71 m 之间。

5）元古界强风化板岩：浅黄、灰黄等色，大部分矿物风化变质，泥质结构，板状构造，风化裂隙极发育，岩体极破碎，岩体基本质量等级为V 级，岩芯呈碎块，岩块用手易折断或捏碎，冲击钻进困难。各钻孔均钻入该层，揭露厚度0.20-1.50。

场地未发现泥石流、滑坡、断裂、地面塌陷等不良地质现象，场地不良地质现象不发育。本区域位于长沙市岳麓区三汉矶，根据《中国地震动参数区划图》：(GB18306-2001) 和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001), 地震动峰值加速度值为0.05 g，地震动反应谱特征周期为0.35 s，设计地震分组为第一组，抗震设防基本烈度为VI度区，区域地质环境稳定。

根据以往地质勘探资料，原长沙铬盐厂的场地内地下水，分别赋存于人工填土及铬渣中的上层滞水，及赋存于第四系冲积中砂和圆砾中的潜水两种类型。其中上层滞水仅局部分布，主要受大气降水及地表生活用水补给，水量小，且未形成连续的稳定水面。地下水的稳定水面埋深介于1.80-11.10 m，相当于标高33.17-41. 40 m，此潜水受大气降水、湘江或区域地下水补给，水位因季节而异。

根据中国有色金属工业长沙勘察设计研究院提供的长沙铬盐厂铬污染监测拫告书》可知，原长沙铬盐厂的场地内第四系冲积中砂、圆砾层为强透水地层，圆砾层的渗透系数介于8. 82×10-3-1 85×10-2 cm/s, 平均值为1.44×10-2 cm/s。其余各地层均为弱透水地层。厂区内地下水的流向为由西往东，近垂直于湘江走向。 5.1.4 未来土地用途

图5.1-2为原长沙铬盐厂场地及周围地区未来的规划，用地类型包括：

G11：公园(综合性公园、纪念性公园、儿童公园、动物园、植物园、古典园林、风景名胜公园和居住区小公园等用地)；

S2：广场用地(公共活动广场用地，不包括单位内的广场用地)； C2：商业金融业用地(商业、金融业、服务业、旅馆业和市场等用地)； 市政道路。

其中市政道路潇湘北路将贯穿铬盐厂东侧。未来长沙铬盐厂土壤修复工程内容将配合场地及周围地区未来的规划，以节省修复经费并加速后续土地开发利用。

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原长沙铬盐厂铬污染场地土壤

修复试验技术方案

图5.1-2 原长沙铬盐厂场地及周围地区未来规划

5.2 污染修复技术比选

5.2.1 比选依据

根据现场调查，原长沙铬盐厂场地的土壤和地下水均被大面积污染，污染物比较复杂，污染深，且毗邻湘江，在场地污染修复技术比选方面必须做科学的，有系统的评估。我公司透过铬盐厂污染场地详勘结果及了解铬污染物的适用修复技术之后，进行修复技术可行性评估与选择，以作为后续修复方案规划设计与施工的基础。以下说明本场地修复技术比选的步骤。

1. 修复技术选择的目标与筛选评估准则

长沙铬盐厂污染场地制定修复技术选择的目标时除参考国内相关规范外，亦可参考美国环保署（USEPA）在超级基金计划的架构下，对于修复技术的选取，美国环保署制定制订了以下基本的目标宣言：“修复技术选取过程的目标是要选择可以保护人类健康与环境，可长期维持该项保护，并将未处理之废弃物质能降至最低的修复方案。”

本场地要达成此目标，我公司亦考量以下所选取修复方案将能够符合下列条件： ? ? ?

结合修复技术、工程控制及未来土地利用以达成目标； 在实际可行的前提下，首先处理场地所造成的主要威胁；

当污染物难处理或技术不可行时，或需超出合理的处理期限经费时，能够隔绝主

要的威胁(隔绝有时比处理更实际)；

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原长沙铬盐厂铬污染场地土壤

修复试验技术方案

? ? ? ?

对于次要低程度的威胁，首先考虑采取隔绝再用处理方案进行；

当有创新技术得以提供对等或更好的处理效能、产生更低的负面冲击或更低的建减少对周边环境影响。因此治理工程实施过程中要严格控制污染物对周围环境的在修复完成时，须对该场地进行复原工作，并配合未来场地开发建设(如道路、建

设成本时，应该考虑采用该类技术，另外特别考虑绿色可持续性技术； 影响，做好工程实施过程中的各项环境保护措施，对周围居民的影响降到最低。 筑物等)。

归纳以上对于修复技术选取的目标与原则的描述，我公司对长沙铬盐厂场地污染修复技术选取考量因素要点分析如下：

? 长沙铬盐厂场地现况、水文地质及污染物特性，认定主要及次要威胁的程度。 ? 场地铬污染修复合理目标值，特别考虑总铬中三价铬无毒性，按照健康风险评估结

果确定。

? 选择技术应实际可行及具备合理性的经费成本。 ? 修复方案以多种技术的整合或分阶段式的进行。 ? 采用绿色修复技术的精神。 2. 修复技术选择的步骤

我公司在修复调查与初步可行性评估之后，进行修复技术的选择步骤，经过系列讨论与评估之后进行修复工程概念设计。其中处理可行性试验采用小试（实验室规模试验），收集到评估技术可行性所需的信息，进行中试（模场规模试验）取得必要的效能资料与较佳的成本分析信息，进而在详细分析过程中得以选择适合的修复技术。

未来在开展修复工程设计及修复工程进行期间均可对修复技术重新评估选择，但筛选评估的过程均不违背上述原则。

3. 修复技术组合的可行性

铬盐厂场地修复技术经过筛选，我公司建议场地污染修复方案需要使用多项技术结合的形式，并分阶段执行修复工作。我公司对原位及异位修复技术进行筛选，并针对不同污染物质特性，将可能使用的修复技术进行评价区分等级，主要评价指标包括可利用性、系统操作维护的可靠性、修复所需时间及整体费用。不包括依发展应用的情况、残余物产生的可能性、硬件经费或操作维护费较着重的情况。因此各项修复技术如何有效结合，需考量的因素如下所列：

? 修复技术的独立性。

? 修复技术结合时连结接口的可靠性。

? 各项修复技术的互补性，用以处理不同污染物。 ? 是否减少残余物质与未处理废弃物质数量。 ? 修复技术结合时是否更容易操作与维护。 ? 修复技术结合时是否更容易达成修复目标。 ? 结合后是否可节省经费与时程。 4. 绿色修复

修复技术是修复行业普遍关注的重点，然而一个全面、系统、切合实际的修复方案其实

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原长沙铬盐厂铬污染场地土壤

修复试验技术方案

更为重要。我国涉足土壤修复领域的时间还非常短，目前国内运用最多的是填埋、焚烧、稳定化/固化等技术。目前国外土壤修复的最新进展，倡导“绿色可持续修复”概念，并将这个理念贯穿整个修复设计和施工的过程。所谓绿色可持续修复，美国EPA给出的定义是：一种考虑到修复行为造成的所有环境影响而能够使环境效益最大化的修复行为。秉持绿色的理念，从环境保护和人体健康的角度出发，选择最佳的修复技术和方案。绿色修复技术并不只是几种特定技术，凡是对环境的影响可以降低到最小程度，将节能减碳及扩大回收植入修复技术的设计及执行。

由于我国场地修复处于起步的阶段，绿色可持续修复还停留在理念的推动阶段，我公司在评选长沙铬盐厂的污染土地可行修复技术时，除了一般考虑因素外，也将融入绿色可持续修复理念。

5.2.2 常见修复技术比较分析

根据上述修复技术比选依据，对主流修复技术的优缺点对比分析，并由此判断出该技术是否适用于本场地，比选表如下所示。

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原长沙铬盐厂铬污染场地土壤修复试验技术方案

表5.2-1 各种场地修复技术的优缺点对比表

场地修复技术方案 1. 土壤微生物修复 优点 缺点 是否适用本场地 单一技术不适用本场地 适用本场地，但操作成本高 2. 3. 铬电子-离子土壤异位固化稳定技术、可渗透反应墙、地下水抽提处理 原位稳定化/固化 1) 国内自行研发，掌握技术 1) 仅针对土壤进行修复 2) 中试结果显示技术有效 2) 属研究型，尚未大规模商业实施 3) 场地土壤全面开挖，异地修复，工程量大，经费高 4) 应用大规模修复时，场地条件及优化不易控制，生物修复时间长 1) 技术多样组合较完整 1) 采用国外进口药剂，成本高 2) 考虑地下水污染防治 2) 地下水抽提处理操作成本高，成效有限 1) 稳定化/固化技术成熟，可达到修复目标 4. 异位淋洗、原位土壤淋1) 将三价铬、六价铬污染都洗、地下水抽提处理、减量 可渗透反应墙 2) 考虑地下水污染防治 5. 原位土壤淋洗、地下水抽提处理 1) 将三价铬、六价铬污染都减量 2) 考虑地下水污染防治 1) 深层土壤原位稳定化/固化，药剂能传送的预订深度与完全搅拌有一定难度 2) 原位稳定化/固化对场地未来土地利用产生限制 1) 土壤淋洗效果受地质影响大，场地部分地质含有黏土，不适土壤淋洗。 2) 原位土壤淋洗技术难度高，不易掌握成效 3) 污染物淋洗至地下水，若无有效抽提，将扩大污染范围 4) 大量抽提地下水，操作成本高 1) 土壤淋洗效果受地质影响大，场地部分地质含有黏土，不适土壤淋洗。 2) 原位土壤淋洗技术难度高，不易掌握成效 3) 污染物淋洗至地下水，若无有效抽提，将扩大污染范围 4) 大量抽提地下水，操作成本高 对本场地有一定限制 适用本场地，但操作成本高 不适用本场地

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原长沙铬盐厂铬污染场地土壤修复试验技术方案

6. 原位土壤淋洗、地下水抽提处理 1) 将三价铬、六价铬污染都减量 2) 考虑地下水污染防治 7. 我公司建议技术方案 1) 1) 一级控制层（0~2m）的土壤根据污染程度的不同，分别采用异位淋洗、异位2) 稳定化/固化工艺和原位化学还原工艺。 2) 二级控制层（2~5m）采用原位化学还原工艺修复。 针对场地污染与地质不同特性，采用不同技术，提供充分完整解决方案 根据场地概念模型，以暴露途径和人体健康风险水平为基础，选择合适的修复目标，避免过度修复。 1) 技术风险大 2) 土壤淋洗效果受地质影响大，场地部分地质含有黏土，不适土壤淋洗。 3) 原位土壤淋洗技术难度高，不易掌握成效 4) 污染物淋洗至地下水，若无有效抽提，将扩大污染范围 5) 大量抽提地下水，操作成本高 1) 技术组合复杂，需成熟技术团队执行 不适用本场地 适用本场地

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原长沙铬盐厂铬污染场地土壤修复试验技术方案

5.3土壤污染修复技术比选

原长沙铬盐厂场地修复思路：一是改变铬在土壤中的存在形态，将六价铬还原为无毒的三价铬，降低其在环境中的迀移能力和生物可利用性；二是将所有的铬从被铬污染的土壤中清除。

若将三价铬与六价铬自铬盐厂7.4万平方米的场地土壤中完全移除，将是一个浩大的修复工程，花费不菲。综合《风险评估》的清理值，本项目分为针对不同控制层，以及不同的污染物超标情况选择修复方法。以减轻政府财力负担与加速土地再开发利用，当表层土壤中总铬含量超出清理值时，将超出清理值的铬从被铬污染的土壤中去除，直至总量降到清理值以下。当表层土壤以及下层土壤中的六价铬超出清理值时，改变铬在土壤中的存在形态，将六价铬还原为无毒的三价铬作为铬盐厂修复的技术目标。

将六价铬还原为三价铬的铬污染土壤修复方法常用的修复技术进行初步的筛选评估，参考国外技术矩阵筛选，如表5.3-1。铬盐属无机物质，我公司将属于良好、适中等级的方法筛选出，区分为原位与异位两种方式，评估技术可行性。

属于优良者在原位修复部分包含原位稳定化/固化法、原位化学还原法；异位部分包含土壤化学淋洗(酸洗)、稳定化/固化。

以下各节为所选取技术的原理概述。 5.3.1 技术说明

依据5.2节所筛选出适合原长沙铬盐厂场地污染修复技术为： ? 异位稳定化/固化； ? 原位化学还原； ? 异位淋洗。

表5.3-1 修复技术矩阵筛选表

权值符号说明： ●良好 适中 ○ 不佳 ◇对于特定污染物与应用设计有效 N/A 不适用 I/D 信息不足 一、原位生物性处理 Bioventing Enhanced Bioremediation Phytoremediation 二、原位物理/化学性处理 Chemical Reduction/Oxidation Electrokinetic Separation Fracturing Soil Flushing Soil Vapor or Extraction Solidification/Stabilization ● ● ● ● ● ● ● ○ ● ○ ● ○ ○ ○ ○ ○ ○ ● ● ○ ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ○ ● ● ● ● ○ ● ● ● ○ ● ● 发展修复组合 相关整体费用与成果 操作及资本密系统可相对费时间 维护 度 靠性和维护性 用 可利用性 状态 技术43

原长沙铬盐厂铬污染场地土壤修复试验技术方案

权值符号说明： ●良好 适中 ○ 不佳 ◇对于特定污染物与应用设计有效 N/A 不适用 I/D 信息不足 三、原位加热性处理 Thermal Treatment 发展修复组合 相关整体费用与成果 操作及资本密系统可相对费时间 维护 度 靠性和维护性 用 可利用性 状态 技术● ○ ○ ○ ● ● ● 四、现场或离场之生物性处理，假设开挖情况 Biopiles Composting Landfaming Slurry Phase Biological Treatment ● ● ● ● ● ● ● ○ ● ● ● ○ ● ● ● ○ ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 五、现场或离场之物理/化学性处理，假设开挖情况 Chemical Extraction Chemical Reduction/Oxidation Dehalogenation Separation Soil Washing Solidification/Stabilization ● ● ● ● ● ● ○ ○ ● ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ● ○ ● ● ● ○ ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 六、现场或离场之加热性处理，假设开挖情况 Hot Gas Decontamination Incineration Open Bum/Open Detonation Pyrolysis Thermal Desorption 七、围堵（Containment） Landfill Cap Landfill Cap Enhancements/Alternatives 八、其他处理方式（Other Treatment） Excavation, Retrieval, and Off-Site Disposal

根据技术筛选表，对修复技术机理、适用类型、修复周期以及成本等方面进行综合考量，筛选出适用于本场地的原位修复技术包含原位土壤淋洗法、原位稳定化/固化法、原位化学还原法；异位修复技术包含土壤化学淋洗(酸洗)、稳定化/固化。属于适中的修复技术为原位植物修复法。

下面对筛选出的优良技术进行介绍和对比。

● ● ● ● ○ ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ● ○ ○ ○ ○ ○ ● ● ◇ ● ● ○ ● ● ● ● ○ ● ○ ○ ○ ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 44

原长沙铬盐厂铬污染场地土壤修复试验技术方案

5.3.2 异位土壤稳定化/固化技术

1. 稳定化/固化技术机理

稳定化/固化是指防止或者降低污染土壤释放有害化学物质过程的一种修复技术，常用于重金属物质污染土壤的无害化处理，是目前国内较为成熟的土壤修复技术。

实际上，稳定化/固化技术包含了两个概念。其中，稳定化是指将污染物转化为不易溶解、迁移能力或毒性变小的状态和形式，即通过降低污染物的生物有效性，实现其无害化或者降低其对生态系统危害性的风险。稳定化不一定改变污染物及其污染土壤的物理、化学性质。通常，磷酸盐、硫化物和碳酸盐等都可以作为污染物稳定化处理的反应剂。许多情况下，稳定化过程与固化过程不同，稳定化结果使污染土壤中的污染物具有较低的泄漏、淋失风险。

固化是指将污染物包裹起来，使之呈颗粒状或大块状存在，进而使污染物处于相对稳定的状态。在通常情况下，它主要是将污染土壤转化成固态形式，也就是将污染物封装在结构完整的固态物质中的过程。封装可以是对污染土壤进行压缩，也可以是由容器来进行封装。固化不涉及固化物或者固化的污染物之间的化学反应，只是机械地将污染物固定约束在结构完整的固态物质中。通过密封隔离含有污染物的土壤，或者大幅降低污染物暴露的易泄漏、释放的表面积，从而达到控制污染物迁移的目的。

在实践上，固化是将污染土壤与水泥一类物质相混合，使土壤变硬、变干。混合物形成稳定的固体，可以留在原处或者运至别处。化学污染物经历固化过程后，无法溶入雨水或随地表径流或其他水流进入周围环境。固化过程并未除去有害化学物质，只是简单地将它们封闭在特定的小环境中。稳定化则将有害化学物质转化成毒性较低或迁移性较低的物质，如采用石灰或者水泥与金属污染土壤混合，这些修复物质与金属反应形成低溶解性的金属化合物后，金属污染物的迁移性大大降低。

稳定化/固化技术具有以下一些特点：

1）需要污染土壤与固化剂/稳定剂等进行原位或异位混合，与其他固定技术相比，无需破坏无机物质，但可能改变有机物质的性质；

2）稳定化可能需要与封装等其他固定技术联合应用，并可能增加污染物的总体积； 3）稳定化/固化处理后的污染土壤有利于后续处理；

4）工程实施过程中需要安装下面全部或部分设施：①原位修复所需的螺旋钻井和混合设备；②集尘系统；③挥发性污染物控制系统；④大型储存池。

2. 异位稳定化/固化修复技术

异位稳定化/固化土壤修复技术通过将污染土壤与黏结剂混合形成物理封闭(如降低孔隙率等)或者发生化学反应(如形成氢氧化物或硫化物沉淀等)，从而达到降低污染土壤中污染物活性的目的。

因此，这一技术的主要特征是将污染土壤或污泥挖出后，在地面上利用大型混合搅拌装置对污染土壤与修复物质(如石灰或水泥等)进行完全混合，处理后的土壤或污泥再被送回原处或者进行填埋处理。异位稳定化/固化用于处理挖掘出来的土壤，操作时间决定于处理单元的处理速度和处理量等。

3. 影响因素

影响稳定化/固化法的因素包括：土壤特性、土壤颗粒大小、含水量、重金属浓度、硫酸盐浓度、有机物浓度、密度、渗透性等：①最终处理时的环境条件可能会影响污染物的长期稳定性；②一些工艺可能会导致污染土壤或固废体积显着增大(甚至为原始体积的两倍)；③有机物质的存在可能会影响黏结剂作用的发挥。通常，用水泥和石灰作为固化剂，会引起固化后的凝结物或沉积物的pH升髙，这有利于防止污染物质淋失或泄漏进人地下水，因为在碱性环境下，重金属通常会形成氢氧化物，从而降低其溶解性。有研

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原长沙铬盐厂铬污染场地土壤修复试验技术方案

究表明，经石灰固化处理后的沉积物中80%的金属离子都呈现稳定状态。不过，沉积物的化学成分变得很复杂。

4. 与其他方案的对比

稳定化/固化处理之前，针对污染物类型和存在形态，有些需要进行预处理，特别要注意金属的氧化-还原状态和溶解度等。长沙铬盐厂场地受铬污染，六价铬溶解度大，在环境中的迁移能力高于三价铬，毒性也较强，因此在采用该技术修复铬污染土壤时，首先要改变铬的价态，将铬从六价还原为三价。

与其他技术相比，稳定化/固化处理技术对污染土壤进行修复，具有以下几个方面的优点： 1）可以处理多种复杂金属废物； 2）费用低廉； 3）加工设备容易转移；

4）所形成的固体毒性降低，稳定性增强；

5）凝结在固体中的微生物很难生长，不致破坏结块结构。 5.3.3 原位化学还原法

原位化学还原法不仅可以修复铬污染土壤外，也可以有效修复严重污染的地下水。根据对场地的调查结果，场地中的六价铬为主要的污染物质，因此，本工程将采用原位化学还原法。

原位土壤化学还原法也可称为地质化学固定法（Geochemical Fixation），是将化学还原药剂，借由注入井或土壤淋洗管路进入污染区域。其化学还原的原理是将地下水中较高毒性的六价铬经还原剂的作用而转化成低毒性的三价的氢氧化铬（Cr(OH)3）。氢氧化铬的水溶解度极低（0.05mg/L ，pH=6），很容易被含水层中的铁或锰氧化物吸附固定，因而达到地下水修复的效果。这种将六价铬转换成三价铬的修复观念已经是国外目前的主要铬修复方法。方程式（1）是亚硫酸根（还原剂）与铬酸根反应的方程式，所生成的三价铬进一步形成Cr(OH)3沉淀物，而亚硫酸根最终会被氧化成硫酸根。

2HCrO4- + 3HSO3- +5H+→ 2Cr3+ + 3SO42-+ 5H2O (1)

上述方法是为地表下土壤创造还原条件，常用的还原剂包括：硫酸亚铁、硫化亚铁、石灰硫黄、硫代硫酸钠、二亚硫酸钠、亚硫酸钠、零价铁或专利化学药剂等。

原位土壤化学还原法对于重金属铬的总量并未大量减少，但采用该方法可将易溶于水且具高毒性的六价铬转变为低毒性的三价铬，同时将三价铬与二价铁离子（Fe2+）共同沉淀于地下水层的固体颗粒表面。这样可将重金属铬通过共同沉淀隔绝于地下水系统之外。此法在工程实施时需注意提供足够的地下水层中的铁与锰氧化物表面，这是与三价铬共沉淀不可或缺的重要条件之一。

与其他技术相比，原位化学还原法具有效果好，见效快，二次污染小，方法适应性强，成本低等优点。 美国曾有工程实例，先前已经以地下水抽出-处理的方法进行7年的修复工作，共抽除3.5万m3的地下水，处理了约1.36t的铬，若继续以抽出-处理的方式修复，估计至少还需要10年的时间，才能达到修复标准。因此该场地于1998年改以注入还原剂（Na2S2O5）的方式进行修复，结果显示在不到2年的时间，污染羽已经显着的大幅缩小。 5.3.4 异位土壤化学淋洗

一般地说，化学淋洗技术(soil leaching and flushing/washing) 是指借助能促进土壤环境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，将其注人到被污染土层中，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。清洗液可以是清水，也可以是包含冲洗助剂的溶液，清洗

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原长沙铬盐厂铬污染场地土壤修复试验技术方案

液可以循环再生或多次注入地下水来活化剩余的污染物。如果收集来的地下水不能循环再利用，需要对废水进行处理，处理费用也要相应提高。

由于化学淋洗过程的主要技术手段在于向污染土壤注射溶剂或“化学助剂”，因此，提高污染土壤中污染物的溶解性和它在液相中的可迁移性是实施该技术的关键。这种溶剂或“化学助剂”应该是具有增溶或能改变污染物化学性质的物质。化学淋洗技术适用范围较广，可用来处理包括铬盐的重金属无机污染物。

化学淋洗技术既可以在原位进行修复，也可进行异位修复。在原位修复时，该技术主要用于处理地下水位线以上、饱和区的吸附态污染物。

一般而言，受重金属污染的土壤可采用酸淋洗法处理。酸淋洗法是以稀酸溶液(如稀盐酸、柠檬酸、磷酸、醋酸等)作为受重金属污染土壤的萃取剂，当酸性萃取剂淋洗受污染土壤时，将与土壤中的重金属发生作用，并将重金属于酸液中溶出。酸洗法为一种使用酸性萃取剂来达到分离土壤中重金属的化学处理技术。

酸淋洗法技术的处理流程，一般可分为前处理、萃取、淋洗分离、淋洗废酸再生或处理、后处理等5个步骤，各步骤说明如下：

1）前处理：土壤经自然风干后，先去除其中所含的植物残体及筛除砾石；

2）萃取：针对欲萃取的重金属，选择适当的酸液(如稀盐酸、柠檬酸、醋酸、磷酸等)及调配成为适当浓度的酸性萃取剂。受污染土壤经与酸性萃取剂作用后，使土壤中的重金属于酸液中溶出； 3）淋洗分离：土壤与酸性萃取剂作用完成后，以水淋洗土壤，使土壤与萃取剂分离；

4）淋洗废酸再生或处理：土壤与酸性萃取剂作用完成后产生的淋洗废酸，可经再生处理回收酸液供循环再利用，并回收重金属；或将淋洗废酸进行处理，不回收酸液及重金属，其处理后产生的重金属污泥，则使用固化的方法做最终处置；

5）后处理：受重金属污染的土壤经过酸淋洗处理后，需加入碱剂(如碳酸钙)以中和处理后土壤的酸性，使得进行后续回填处理。

决定化学淋洗技术是否可行、是否有效，以及处理费用的关键因素在于土壤性质，包括团粒大小分布、团粒形状及质地、土壤矿物组成、孔隙度、饱和度、土壤结构等，对特定土壤类型，前三个因素是没有变化的，而土壤矿物组成以及饱和度依赖于土壤所在地区。

土壤团粒大小分布在很大程度上影响着土壤的渗透性。随着土壤团粒体积的降低，土壤渗透性也相应随着降低，因为水的流动被小的颗粒所阻隔。不仅土壤团粒大小影响渗透性，土壤颗粒形状及质地也能影响渗透性，延伸状或不规则形状的土壤团粒形成非流线型的孔径，影响水的流动。而质地粗糙的土壤，对水的流动增加了摩擦力，也降低土壤的渗透性。

土壤淋洗技术最适用于沙地或砂砾土壤、冲积土和滨海土等，因为砂质土不能强烈吸附污染物，因而只要经过初步的淋洗就能达到预期目标。而质地较细的土壤如红壤、黄壤等与污染物之间的吸附作用较强，通常要经过多次淋洗才能奏效。一般土壤淋洗流程及设备如图5.3-1及5.3-2所示。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ncdr.html