污染地块环境风险的工程控制技术及其应用

污染地块环境风险的工程控制技术及其应用

王华

湖南瀚洋环保科技有限公司

《科学与技术》7月

摘要: 随着我国经济技术不断发展,人民群众对生活质量和环境质量要求越来越高,国家采取了一系列措施来加强环境污染预防和治理,不断推出各种新理念、新技术。目前,国内的污染地块治理仍以直接清除污染物为主流,而投入更少、速度更快的工程控制技术仍未得到广泛应用。基于此背景,为推动工程控制技术在污染地块治理中得到更广泛的应用,本文对污染地块的产生原因进行了简要分析,然后概述了工程控制技术概念,对污染地块环境风险工程控制技术类型和应用进行分析,为相关工作者提供参考。

关键词：污染地块；环境风险; 工程控制技术; 技术应用

0 引言

污染地块环境风险工程控制，简单地说，就是采用阻隔、 截堵、覆盖等工程措施，控制污染物迁移或阻断污染物暴露途径，以降低和消除地块污染物对人体健康和环境的风险。其范围涵盖地块内部土壤、地下水、车间墙体和设备，地块四周土壤、地表水、空气及居民居住地等。工程控制通过人为建设封存阻隔系统，对污染物风险进行有效控制，近年来发展不断趋于成熟。基于其成本低、周期短，且对各种类型的污染物都能起到较好的风险控制效果，极有必要对其进行推广。

1 污染地块的产生

污染地块主要为生产活动过程中，人们使用有毒危险化学品，并在未采取处理措施的情况下，对其进行存储、堆放、倾倒后，废弃物和有害物质导致的。污染地块根据产生因素主 要可分为四类型（见图 1）。

图 1 污染地块产生原因与风险控制技术

1.1 城市工业活动

随着城市化进程加快、产业机构调整，以及第三产业发展推进，许多城市不断推进“退二进三”“退城进园”措施，使得城市建成区内及周边的重污染企业逐步面临关闭和搬迁状况。这些企业在关闭和搬迁后，其留下来的生产地块，通常存在土壤、地下水以及遗留废物等污染问题，对生态环境和人体健康等造成危害。

1.2 矿区开采冶炼

采矿业是我国重要的基础产业，但在矿产，特别是有色金 属矿采选和冶炼的过程中，将会产生许多污染物。生产过程中 产生的多数废气、废水和固体废物中均包含重金属等有害成 分，经过挥发、沉降、淋溶等方式，会直接污染矿区、冶炼厂周围的空气、水体及土壤。

1.3 废弃物堆放存储

固体废物主要包括工业固体废物、生活垃圾、建筑垃圾、 农业固体废物和危险废物，随着社会经济不断发展，固体废物 产生量不断增加。以电子废物为例，由于电子工业和信息产业 不断发展，电子产品加速更新，每年产生量达到很多。固体废物的堆存或填埋，其产生的扬尘、渗滤液或挥发气体，将对填埋场所在地块或周边的土壤及地下水造成污染。

1.4 农业生产活动

我国养殖业发展势头良好，是养殖大国，且养殖畜禽的粪便会回田。养殖业施以的饲料一般为配方饲料，其中通便含有铜、锌等微量元素，但因为畜禽对微量元素的吸收使用率较低，所以会伴随粪便泄出，所以，畜禽粪便回田变成了农田重 金属污染的主要来源。另外，化肥、农药的过量使用，导致农作物不能完全吸收，也将造成土壤及地下水的污染。

2 工程控制技术概念

工程控制是通过建设封存阻隔系统，把污染物封存在原地，阻碍其迁移，将其暴露途径切断，从而降低污染风险，确保受体安全的一种阻隔技术。工程控制技术经过近年来的研究， 逐渐趋于成熟，其成本相较于其他技术低，工程建设周期也不长，能对各种类型污染都发挥较优风险控制作用，这些年在污染地块风险控制方面，逐渐得到普及和应用。常用的工程控制技术包括水平阻隔与垂直阻隔，如板桩墙、泥浆墙、灌浆墙等。工程控制技术作为一种通过遏制和消除地块污染物向外 界转移扩散来避免其污染扩大的技术，国外的环境管理机构 已经对其进行了明确定义。美国加州环保局认为，工程控制技 术是限制污染物转移，防范、弱化和缩小污染物排放可能对环 境造成威胁的手段，主要包括封闭、掩盖、遮挡，渗滤液收集与 处理体系、地下水隔离等还包括围栏、覆盖以及景观塑造等工 程。工程控制的实施需要达到以下目的：对地块的环境或健康 风险进行有效缓解或根治，以实现污染的风险管控和满足应 用需求。

3 污染地块环境风险的工程控制技术分类及应用

3.1 水平阻隔

水平阻隔也被称作表层阻隔，其主要的用途和目标是隔开人、动物、植物与污染物，将地面抬高来提供适当的坡度，使地表水成为径流的形式，从而避免地表水体往地下渗漏，抑制有害物质的析离与延伸。经常采用的表层阻隔系统一般由多个基本层组成，从下至上主要有基础层、气体收集层、阻隔层、排水层、保护层与表层。阻隔系统层数和地块特征之间存在直接关联，并非每个地块的都要具备六个分层。例如，在干旱地块，就可以省略排水层。不过，每个地块的覆盖系统都不能省略表层。水平阻隔的效果主要受以下因素的影响：污染物稳定性与下层污染物沉降性，阻隔表面系统坡度稳定性，阻隔系统排水性能与防渗性能，阻隔系统对污染物气体的收集和处理能力。

3.2 垂直阻隔

在水利工程中，垂直阻隔技术常广泛应用于防渗，在污染 地块风险控制时，主要是通过地下阻隔墙体来对污染物进行 封隔，或是调整地下水流向，从而实现污染的有效控制。依照 污染地块水文地质条件、污染物分布特征，垂直阻隔墙应设置 不一样的形状。阻隔墙垂直形状能延伸至地表或嵌入低渗透 性岩层。悬挂型阻隔墙能延伸至地下水位之下，环绕围住污染 物，有需要时，可由内部抽取地下水来减低水力梯度，见图2

（a）。阻隔墙水平形状可为环绕型、上坡型或者下坡型。如果对

地下水流动状况不明或各方向地下水都在流动时可以采取环 绕型，见图 2（b），上坡型是在污染区上游位置设置阻隔墙，以免地下水流经污染物而扩散；下坡型是在污染区下游设置阻 隔墙，让地下水流经污染区域，都污染物形成冲刷之势，当然， 要联合地下水抽提，见图2（c）。

图 2 三种操作

参考垂直阻隔墙施工方式与建筑材料，垂直阻隔方法可以分类为板桩墙、泥浆墙、灌浆墙等。在污染地块环境风险控制时，需要根据地块实际情况，选择最适合的工程控制技术。

（1） 板桩墙适用于土壤密实与岩石坚硬无法开展施工的地块，其采用钢板、预制混凝土、铝等材料，以打桩机垂直打入地基后，在地下形成阻隔墙。连续墙要把多块板连起来，因此， 板桩间的连接不牢固，容易出现污染物渗漏。目前，已经有成熟的专门封口技术应用到板桩链接上。

（2） 泥浆墙是地下常用的一种阻隔技术。早在 1970 年，泥浆墙就被用来控制污染，能有效阻挡污染物和避免其迁移。泥浆墙的操作方法是挖开土壤呈深沟，再使用渗透性低的材料来回填，夯实后，构成渗透性低的连续墙体。主要采用的建筑材料有膨润土、水泥、黏土等。缺点是地下墙体可能受污染物侵蚀，且只用于垂直方向。

（3） 灌浆墙和泥浆墙相似，只存在施工方式上的差异，是将适宜物质灌入岩石、砂土、人造建筑物，以此降低被灌物渗透能力，提升强度。其深度能达到 45~60 m，直接受土壤密度与土壤类型的影响。优点在于不用开挖，工人暴露风险不大， 且适宜多类型土壤，狭小区域也可进行安装，缺点在于比较难确保多个土桩连续性，中间的空隙易渗漏。

4 结束语

总而言之，对于我国来说，工程控制技术并不是最近出现的新型技术，其在水利、地质以及土木等方面都已经得到长时间应用。对于污染地块环境风险的控制，应当充分联系实际， 采取适宜的工程控制技术，包括水平阻隔、垂直阻隔等，从而避免环境生态污染和对人们身体健康的影响。

参考文献：

【1】谢云峰, 曹云者, 张大定,等. 污染场地环境风险的工程控制技术及其应用[J]. 环境工程技术学报, 2012, 2(1):51-59.

【2】左腾.污染场地环境水文地质勘察技术的应用探讨[J].中国金属通报,2019,0(6):217-218.