株洲市天元区重金属污染土壤综合治理栗雨片区工程环境影响评价简本
株洲市天元区重金属污染土壤综合治理栗雨片区工程
一、项目概况
1、项目名称
株洲市天元区重金属污染土壤综合治理栗雨片区工程
2、责任单位
株洲高科集团有限公司。
3、治理范围
株洲市天元区栗雨片区位于天元区北端栗雨工业园内，其中受重金属污染的区域范围周围道路包括黑龙江路、规划二路、湘芸路、沿江北路、西环线、珠江北路，总面积313.2万平方米。该区域目前土地利用现状主要是工业用地、商业住宅综合用地和未利用地，根据株洲市规划，该区域主要规划为居住、办公、公共绿地、工业、市政设施、综合等用地。
4、治理思路
区域内土壤主要是镉超标和铅超标，其中镉超标5倍以上的土壤面积为100%。
（1）对栗雨片区重金属重度污染土壤进行稳定化处理，稳定化处理采用不溶出性土质覆盖固化施工法。
（2）对于栗雨片区部分重金属污染严重的土壤（超过HJ350-2007中B级标准）和作为教育用地的含重金属土壤，送至土壤修复中心采用淋洗法进行处理，处理后的土壤可以根据栗雨片区规划在重要区域进行回填。
经上述处理后的土壤质量符合或经治理后符合功能转换相关要求，可进行功能转换，按株洲市规划，将转换为居住、办公、公共绿地、工业、市政设施、综合等用地。
5、治理规模
栗雨片区重度污染土壤约占总污染土壤的100%。根据现状调查和分析（具体见7.5节），得出栗雨片区土壤污染的概况如表3-1：
表3-1 栗雨片土壤污染现状明细表
污染土壤治理工程规模用面积乘以平均深度得出土方量，土方量乘以容重的出土壤总质量。经计算得出：
治理以Cd为主的复合重金属污染土壤313.2万平方米，平均深度0.25米，约合78.3万立方米，其中75.95万立方米受重金属污染的土壤进行固化处理，对污染严重（超过HJ350-2007中B级标准要求的）、土地规划用途为教育用地范围内的2.24万立方米受重金属污染土壤进行清洗处理。
6、治理目标
根据国家相关部门对重金属污染防治的法律、法规及技术要求，以及湘江流域重金属污染治理政策的要求，结合栗雨片区区域重金属污染现状，采取技术、经济可行的工程措施，使区域土壤重金属含量或溶出量低于相关标准，其中稳定固化法处理土壤其浸出毒性应小于《污水综合排放标准》（GB8978-1996）的要求，化学淋洗土壤则必须达到HJ350-2007中A级标准。
7、项目总投资与资金来源
本项目总投资18710万元，其中建设投资3050万元（含土壤修复中心），项目治理费用15660万元。
项目资金来源主要是建设单位自筹。
二、环境质量现状、保护目标
（一）环境质量现状
1、区域地表水为湘江霞湾段，监测结果表明，湘江霞湾断面和马家河断面各重金属污染因子均未出现超标情况，但湘江霞湾断面氨氮出现超标，水质不能完全达到GB3838-2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准。水质不能达标主要是受沿岸生活污水排放的影响，沿岸农业面源污染也是重要影响因素。随着城市污水处理厂的建设以及环境综合整治工作的不断深入，湘江水质将逐步好转，有望全面达Ⅲ类标准的要求；
地下水：栗雨片区易美平家水井和罗意株家水井地下水的各项评价因子均符合《地下水环境质量标准》（GB/T14848-93）中Ⅲ类水质标准，说明项目区地下水还没有受到重金属的污染。
2、栗雨村监测点数据统计结果看：监测空气质量SO2、PM10、TSP达到GB3095-1996《环境空气质量标准》中二级标准，环境空气质量良好。
3、本项目东、西、南、北四面声环境质量昼间为51.4～53.5dB(A)，夜间为42.4～47.5dB(A)，满足《声环境质量标准》中2类标准，区域内声环境质量良好。
4、土壤：
本项目监测点选择为2007年12月株洲市区土壤污染状况调查过程中，株洲市环境监测站在栗雨片区的布点，编号为4、5、6、7、9、
10、11、12、14，共9个点位。由监测结果可知：
①、9个取样点中表层土壤（0-20cm）对比《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）中二级标准，超标重金属污染物为镉、锌、砷，平均超标倍数分别为21.47、0.39、0.15倍。
②、9个取样点中表层土壤（0-20cm）基本符合HJ350-2007中B 级标准要求，但参照HJ350-2007中A级标准要求，超标重金属污染物为镉、锌、铅和砷，平均超标倍数分别为5.74、0.74、1.04和0.44倍，不难看出栗雨片区土壤主要污染为镉和铅。
4、天元区重金属污染现状
①、降尘中重金属含量超标
根据株洲市环境监测中心站2000-2005年的监测结果，项目区内因降尘而进入农业生态系统的镉量每月为0.53-1.66kg/km2，平均
0.96kg/km2；铅量每月为1.48-10.1kg/km2，平均4.31kg/km2。
②、农田土壤重金属污染严重
2006年按照国家环保部和湖南省委、省政府的部署，省政府组织工作组和专家组对天元区土壤状况进行了调查。调查共采集了60个农田土壤（稻田和旱地）样品、34个坡地土壤（林地和荒芜坡耕地）样品，32个稻谷样品和30个蔬菜样品，以及52个地下水样。检测结果表明：耕作土壤中镉的含量均值为2.11±0.96mg/kg、铅的为740.4±386.9mg/kg，已超过国家土壤环境质量II级标准；其单项污染指数分别为7.02与3.45，表示镉、铅均已显著超标。虽然土壤中的铬、镍、铜均值均未超过国家土壤环境质量II级标准，单项污染指数均<1.0，但镉、铅、镍、铬、铜5种污染物的综合污染指数（P）高达23.23。按照《农田土壤环境质量监测技术规范》
（NY/T395-2000）的分级方法判定，项目区的农田土壤重金属污染已达重度污染水平。
表1 农田耕层土壤重金属含量
注：土壤样本数为60
34个坡地的土壤样品中，镉、铅含量的平均值分别为1.04±0.32mg/kg与658.2±190.6mg/kg，均超过了国家土壤环境质量III 级标准（表2）。其中：土壤镉含量超标的30个，超标率为88.2％，最高超标23.7倍；铅含量超标的28个，超标率为82.4％，最高超标3.7倍；镉、铅同时超标的有27个，超标率为79.4％。
表2 坡地土壤的重金属含量
注：土壤样本数为34
③、地下水重金属污染状况
本次采集地下水（井水）样品52个，共有9个样品检出镉，镉检出率为17.3％，检出样品中镉的浓度范围为0.0003-0.0039mg/L，检出样品镉的均值为0.0011mg/L。所有检出样品的镉浓度均未超过《地下水质量标准》（GB/T14848-1993）III类水质的标准（0.01mg/L）。镉被检出的井水均为浅层井，井深约8-14m。
表明项目区受污染土壤中重金属尚未向地下水迁移，地下水尚没有受到镉的污染。
④、主要农产品重金属含量超标
根据国家《食品中污染物限量》（GB2762-2005）标准，在项目区所检测的62个农作物样品（其中蔬菜样30个，稻谷样32个）中，蔬菜样品重金属超标率依次为：镉60％、铅40％、铬6.7％、镍6.7％；稻谷样品的镉、铅、镍的超标率均为100％。
从检测结果来看，蔬菜与稻谷中超标倍数最高的重金属均为镉，超标倍数分别为4.7和20.9，其余依次为铅（超标倍数分别为3.3
和13.0）、镍（超标倍数分别为4.3和3.0）。铬仅在蔬菜中超标，最高超标倍数为3.4（表3）。其综合污染指数分别为14.56与28.92，表明该区主要农产品均受到了镉、铅等重金属的重度污染。
表3 稻谷样品重金属含量分析结果统计表
5、栗雨片区土壤污染现状
根据《株洲市区土壤污染等级空间分布图》和《株洲市区土壤镉含量空间分布图》初步分析可知：栗雨片区重度污染土壤约占总污染土壤的100%。主要是镉和铅超标，其中镉含量＞6.3mg/kg的受污染土壤约占总污染土壤的33.33%，镉含量3.3mg/kg～6.3mg/kg的受污染土壤约占总污染土壤的25%，镉含量1.8mg/kg～3.3mg/kg的受污
染土壤约占总污染土壤的16.67%，镉含量0.3mg/kg～1.0mg/kg的受污染土壤约占总污染土壤的25%。
（二）保护目标
根据拟建项目污染特征和片区周边环境情况，环境保护目标列于表4。
表4 环保目标一览表
天元区重金属污染核心区栗雨片区的873户3211名村民，将集中居住在片区内西北角的栗雨安置小区内，栗雨安置小区总占地面积
25170平方米，总建筑面积45300平方米。目前已基本建设完成，政府将尽快有步骤的将村民转移至安置小区。
三、土壤重金属污染治理方案
1、土壤固化处理
固化技术有多种。本技术主要选择成熟的不溶出性土质覆盖固化施工法。
（1）需固化土壤量及处理目标
栗雨片区采用固化法处理的土壤为符合HJ350-2007中B级标准的土壤，同时处理的区域在规划中属于非教育、医药卫生等设施用地。片区需固化处理重金属污染土地3.042km2，处理工程量约75.95万m3；固化处理深度主要为原耕作层，土壤厚度为20cm～40 cm左右。处理后土壤按照《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法》（HJ/T 300-2007）进行测试，根据规划土地用途，并考虑区域内土壤的长期安全性，各类用地的浸出液毒性标准采用《污水综合排放标准》（GB8978-1996）。
表4-1 稳定固化处理土壤修复目标表
（2）不溶出性土质覆盖固化方案
不溶出性固化法处理工艺流程
不溶出固化法是比较经济、快速和实用的技术，是一种较为先进的固化/稳定化技术，并已经拥有16年的施工实际成果，实现了低成本、低负荷、高品质的效果。不溶出固化技术，即在污染土壤或固体废物中加入一定比例的改良剂/固化剂，使其与土壤中的污染物发生一系列物理化学作用，从而将污染物固定在相对密实的固体材料中，达到阻断污染源释放，降低污染物溶出、迁移性能及毒性的作用。本项目采用的不溶出性固化法处理工艺是原地异位处理的修复方式。其异位处理时采用现场施工的方法，对受污染土壤进行稳定固化处理后，处理合格的土壤送至原位进行回填。
（1）工艺流程图
（2）工艺流程说明
①将污染土壤用筛分铲斗车从污染场地挖出，同时将土壤中粒径大于40mm的石块和杂质分拣出来，堆放在场地周边作为地基材料；
②将筛分出小于40mm的待处理土壤，运送至不溶出性固化法施工处理场；
③在不溶出性固化法施工处理场进行各类稳定固化剂的添加和混合；
④混合稳定固化剂的土壤需进行取样分析，分析合格后的土壤才可运送至原位进行回填；
⑤不合格的土壤则再一次进行不溶出性固化法施工处理；
⑥最后稳定固化土壤运至治理场地和原筛分出的石块进行原址回填。
（3）不溶出性固化法处理现场施工流程
不溶出性固化法需要选择一块合适的场地进行现场混合，完成稳定固化过程。一般场地为60m×25m的长方形场地，各施工机械按规定位置进行摆放。
符合标准
1、准备工作（开始作业前的检查）
2、将污染土装进混合槽进行定量测量
3、Ｎ材、Ｋ材料播撒、混合工作
(依据设计值作业)
(設計値による)
5、P/F/F1材料播撒、混合工作
(依据设计值作业)
6、Ｚ－材料播撒、混合工作
(依据设计值作业)
7、装载改良土（放置30~60分钟）
4、向土质改良机中投入待改良土
8、现场简易分析(1次/100ｍ3)及
公定法分析(1次/100m3)
(判断其是否符合溶出量基准)
9．土壤稳定固化完成
不符合标准
用混合型挖掘机挖斗进行一次处理工作
用土质改良机进行二次处理工作
（1）处理现场施工流程图
（2）施工流程说明
①进行施工准备，在现场修建处理槽或硬化平地，准备机械设备进场，一般情况下在现场第一次处理区域需修建3个第一次处理槽（长6m×宽3m×深1.5m)），在第二次处理区域修建1个土壤放置槽（长6m×宽6m×深1.5m)，用来放置处理完的土壤；
②筛分后的污染土壤在第一次处理区域内进行K-材、N-材的撒入及混合，
③使用挖掘机前爪在第一次处理槽内进行混合处理。每个处理槽按规定量进行分批处理来达到土量及材料的管理。
④把K-材、N-材混合后的一次改良土放入土质改良机SR-G2000的原砂计量器中。在土质改良机内，进行P-材及Z-材的撒入、混合
搅拌。混合量的控制是根据污染土壤的投入量、比例及改良材料的混合率，用电脑集中操控。
⑤将经过二次改良检测合格的土（密封土）装进搬运车里，运至原位填埋。
⑥施工品质保障
各种材料的比率均依据土壤污染情况而进行的设计书而定，但为确保施工品质，根据室内试验和施工结果的不同，在和设计人员协商达成一致的基础上，也可以做出若干变更。
混合各材料时，要注意严格按照规定的干燥重量比来进行，保证混合均匀。如果混合不均匀，那应采取减慢处理速度和铺匀混合材料等措施，来确保混合的均匀。
采用不溶出性固化法处理污染土壤，不必搭建临时大量厂房，处理施工现场可以靠近需进行土壤治理大区域，避免长途运送土壤；由于现场大量采用通用施工机械，其基本动力均可由柴油提供，因此施工准备期短，施工场地灵活，随时可进场施工，适合大面积的土壤治理。
（4）主要稳定固化材料
不溶性固化法施工中采用的改良剂是各种天然材料混合成的不溶性化材料，主要原材料为：粘土、沸石、白云石等。
混合后的改良剂
在现场施工前通过对土壤性质和重金属污染物含量、种类进行实验后确定各种添加剂材料的数量。一般情况下改良剂的添加量占处理总量的5-10%（按重量计）；
不溶性固化法施工过程中主要改良材料使用量见下表：表4-2 使用材料数量一览表（污染土壤容重为1.5ｔ/ｍ3）
（5）不溶出固化法处理后的土壤用途
经过不溶性固化处理后的土壤，根据《株洲市栗雨循工业园区规划》，规划用地性质，固化处理后的土壤进行原址回填，在经过两个月的不溶出检验后，可用于工业用地和实训研发用地、住宅开发、道路硬化、植物种植等。
稳定化处理后的土壤一般进行原位回填，但由于施工现场是一个区域，处理后的土壤可以在该区域规划的基础上，优先回填到道路、广场、绿化用地上。
2、土壤修复中心
（1）需淋洗土壤面积、工程量
栗雨片区对于部分污染严重的土壤（超过HJ350-2007中B级标准）中的重金属类，和部分作为教育用地的土壤中的重金属，采用淋洗法进行处理，面积约0.09km2，淋洗工程量约2.24万m3。
栗雨片区的土壤修复中心服务于栗雨、王家坪、凿石三个片区，每天需要洗净的土壤量为100吨（约占总土壤处理量的3%）。
（2）物理分级-化学淋洗处理工艺流程
镉污染土壤的超标污染物为：铅、锌和镉，土壤为砂质粘土，而且所有重金属污染物位外源性的重金属污染，也就是说，重金属污染物是由于区域长期的有色金属冶化企业排放的废气引起的。根据EPA 的报告，外源性的重金属污染物一般集中土壤的细颗粒上，所以一般先采用粒径分离技术，然后进行土壤淋洗，这样既可以获得高浓度的重金属萃取液，又可以大大减少需处理的土壤的量，也节约了修复成本。因此，污染土壤采取物理分离和化学淋洗技术集成技术。物理分离技术是基于简单的粒径分离如使用在水流的作用下采用水力分选
和摩擦分选。化学淋洗则是采用化学淋洗液，如EDTA溶液，盐酸等化学萃取剂对土壤进行循环淋洗。具体的工艺流程见“工艺流程图”。
本项目采用异位物理分级-化学淋洗处理工艺对污染土壤进行处理，污染土壤通过运输车辆运送到土壤修复中心进行物理分级-化学淋洗处理。
（1）工艺流程图
储泥间暂存
含镉土壤
筛分系统
粗颗粒土壤
细颗粒土壤
溶媒淋洗系统
回填
脱水压榨泥饼
淋洗液处理系统
合格土壤
淋洗液收集系统
水回用
（2）工艺流程说明
①在振动机中回收粒子直径超过40—10mm（粒度大小根据土质情况具体分析）的土块。
②直径在40—10mm以下的在高网眼筛选中分级后、在水浆搅拌机中与洗净溶媒混合。
③混合的土壤在高压洗净机中漂洗洗净溶媒。
④筛选机中经两次处理后粒子直径在0.25—5mm作为洗净土回收。
⑤洗净污水进入水处理成套设备中进行适当的处理作为洗净用水再次利用。
⑥污水中的细粒成分在水处理成套设备中的过滤压缩机中脱水，产生的污泥残渣（脱水泥饼）运至储泥间暂存。
（3）处理能力分析
由于土壤修复中心处理范围包括栗雨、凿石和王家坪片区，总处理量约6.5万ｍ3，9.8万吨左右，考虑各片区项目在三年内实施完，可处理工期约1000天左右，日处理污染土壤为100吨。
（4）物理分级-化学淋洗法处理后的土壤用途
经过物理分级-化学淋洗法处理后的土壤，土壤中重金属的去除率可达80--90%，根据《栗雨中央商务区控规调整》的规划用地性质，处理后的土壤可用到教育、医疗卫生等用地中进行回填。
4.2.5 污泥处理
经过物理分级-化学淋洗法处理后，约有占淋洗土壤量20%以下的污泥产生，污泥中重金属含量很高，脱水后，应作为危险固废，送往危险固废处置中心进行处置。
清水塘地区重金属污染水塘、土壤、溪港将要进行治理，其规划进度要快于本项目，届时，本项目淋洗污泥可与清水塘地区重金属危废一并得到无害化处置。
3、受重金属污染土壤片区规划设想
（1）规划原则
1）遵循土地价值与土地功能相适应的原则。区域发展以人流、交通为导向，综合环境、景观等多种因素共同确定空间结构和开发强度。
2）突出可操作性的原则。适应动态滚动的分期、分片开发需求，科学布局，使各片区组团用地开发和市政设施建设便于分期建设。
3）强化弹性规划的原则。规划要考虑分期建设期间市场的变化因素，一些用地性质要有兼容性。
4）倡导生态优先原则。城市生态建设优先，促进生态环境的有效保护利用与城市建设的可持续发展，促进人与自然和谐共荣。
5）应与城市发展定位相协调，充分体现城市的整体定位。
（2）规划方案分析
栗雨片区土壤修复工程位于栗雨中央商务区规划范围内，由于中央商务区部分区域拆迁任务较重，且在土壤重金属污染治理尚未进行的情况下，拆迁任务无法顺利开展，因此根据栗雨中央商务区规划，先对基本无拆迁的区域进行土壤重金属污染治理，以便于土壤修复工程的展开，现就栗雨中央商务区及本次需治理片区的规划方案概述如下：
栗雨工业园是长株潭地区的一个科技新园，是株洲新兴的电子信息和生物药业产业园，栗雨中央商务区作为工业园区的核心地段，是工业园的公共服务中心，和重要研发机构所在地。
栗雨中央商务区作为核心区，其功能定位为：
1) 突显与强化具有株洲特色的城市西大门的标志象征；
2) 强化与拓展株洲市总体城市结构和景观特征；
3) 集中体现未来株洲市高科技产业园区的栗雨园区的主题精神；
4) 未来栗雨高科技产业园区的心脏与绿肺，也是园区连接城市中心区和滨水区，以及园区内部各功能片区的核心节点。
商务区规划居住人口11万人，规划建设用地约为476.98公顷。
栗雨中央商务区的土地利用规划包括：
居住用地241.64公顷，占总规划用地的50.66%。其中二类住宅用地217.17公顷，中小学幼托用地24.46公顷。
公共设施用地16.45公顷，占总规划用地的3.45%。其中行政办公用地9.74公顷，包括天元区行政中心、重要研发设施用地等；其余用地考虑商业金融、文化娱乐、医疗卫生。
工业用地5.38公顷，占总规划用地的1.13%，为一类工业用地。
规划道路广场用地面积为95.23公顷，占总用地面积为19.97%。其中道路用地为88.3公顷，广场用地面积为6.93公顷。
市政公共设施用地面积为3.41公顷，包括供水设施、垃圾中转站、排渍站、公共厕所等。
绿地面积为89.13公顷，包括公共绿地和生产防护绿地。公共绿地主要集中在区内公园和街头绿地上。
综合性用地25.38公顷，主要考虑生产企业的办公、研发设施设置。
本次需治理的污染片区位于栗雨中央商务区的南部，是由黑龙江路、新东路、栗雨西路、珠江北路、栗雨东路和部分规划道路围合的区域，根据区域控制性详细规划，该污染片区内用地主要为居住、办公、公共绿地、工业、市政设施、综合等用地。
（3）受重金属污染土壤片区用地规划主要技术经济指标根据栗雨中央商务区的控制性详细规划，结合本项目治理区域范围，本项目治理完成后土地规划用地指标见表4-3。
从表4-3可以看出，项目区域内用地规划中工业、绿地和道路广场用地占总用地量的48.98%,这为区域内重金属污染治理提供了良好的实施条件。
表4-3 受重金属污染土壤片区规划用地平衡表
四、污染源初步分析
（一）废气