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摘要 ：本文以搬迁后的某电镀企业重金属污染土壤修复为 例，通过对修复场地污染特征、地质结构和用地规划筛选修复技 术， 为解决电镀厂搬迁后遗留场地的土壤重金属污染问题， 经过 多种修复技术比较，确定采用异位固化 / 稳定化修复技术进行 修复， 利用小试试验确定了最优的修复药剂和添加量。修复工程 分别从预处理、工程实施和修复效果评估等多方面研究了影响 固化 / 稳定化修复效果的因素，为今后电镀行业污染场地修复 提供了案例支撑， 具有可参考的实际价值。
关键词 ：电镀企业,重金属污染,土壤修复,固化 /稳定化
基于“退二进三”的国家政策实施、城市布局产业结构的优 化调整，导致众多城区内的电镀等重污染企业搬迁、关闭或停 产，遗留场地重金属污染严重，同时，大量搬迁、关闭的遗留场 地成为城市再开发利用的土地重要来源。根据《土壤污染防治行 动计划》《重点排污单位名录管理规定(试行)》及《山东省土壤 污染防治条例》等相关政策文件，电镀行业认定为土壤污染重点 监管单位， 若拟收回土地使用权的电镀行业， 以及将其用途拟变 更为居住和商业、学校、医疗、养老机构等公共设施，需开展土 壤环境状况调查评估。
目前，电镀企业在我国各地都有分布，主要集中在华东、华 南等沿海地区和少数内地工业发达地区。电镀行业企业规模普 遍较小， 大多数中小企业仍在使用许多过时的技术和设备， 大量 的生产线为半机械化和半自动化控制， 一些甚至为手工操作， 设 备简陋，人员素质较低，环境污染大，安全隐患多，经济效益不 高。电镀企业电镀加工过程中使用了大量的重金属、强酸、强碱 溶液，包括氰化物、铬酐等化学物质，其排放的废水、废气和废 渣中含有大量的重金属、酸性气体和其他各种有毒有害成分， 其 中重金属不易被微生物降解，通过食物链不断在生物体内和环 境富集， 危害人类生命健康及生态环境， 重金属污染土壤过程具 有隐蔽性、潜伏性和后果严重性等特点。因此，探索有效的重金 属污染土壤修复技术模式具有重要意义。
本文以某搬迁电镀厂为例，对其重金属污染土壤修复工程 进行研究，主要阐述分析了该项目土壤污染特征、修复技术筛 选、修复工程实施及效果评估， 为今后开展电镀行业重金属污染 土壤修复工程提供了宝贵的实践和技术经验。
1 修复项目简介
某电镀厂建于上世纪八十年代，占地面积约 1300m2.主营 锁索、五金商品及金属工艺制品等来料电镀加工， 电镀加工涉及 的镀种包括金属 Zn、Cu、Ni、Ag和 Cr。电镀工艺流程主要为金 属镀件预处理(碱液除油、漂洗)、酸洗活化、电镀、低铬钝化、 水洗、蒸汽烘干及成品检验包装。为响应国家政策和行业规范要 求，电镀厂于2014 年停业搬迁，同年 3 月，厂区所有构筑物包括 生产车间、污水处理设施等均已拆除，场地未来规划为居住用 地，根据本场地土壤污染状况调查及风险评估结果， 厂区主要污 染区域为电镀车间和污水处理站，该区域土壤受到多种重金属 污染，镍和铬为关注污染物，其致癌风险 / 非致癌危害超过了人 体可接受水平， 因此， 本地块需开展土壤修复。
1.1 土壤污染情况说明
1.1.1 场地环境概况
本次研究的某电镀厂位于山东省济南市区，厂区所在地区 地势情况为北高南低，厂区构筑物已拆除平整，地势平坦。根据 地勘资料，区域地层分布情况由浅至深依次为杂填土层、粉土 层、粉质黏土层和基岩层，地下水埋深为 4.1~4.5m，地下水流向 为西北向东南。
1.1.2 污染概况
根据土壤污染状况调查结果，厂区内的土壤受到不同程 度的重金属污染，土壤关注污染物为Ni 和 Cr6+，最高检出值分 别达到了 30mg/kg、700mg/kg。由于未来拟规划为居住用地， 属《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》 (GB36600-2018) 中的第一类用地，故采用第一类用地暴露情景 进行风险评估。根据最大暴露浓度， 计算经所有暴露途径的致癌 风险和非致癌风险，风险表征结果表明Ni、Cr6+ 含量超过可接受 风险水平。
本场地地下水关注污染物为NH3-N 和Ni，区域地下水不 作饮用水用途，故暴露途径为吸入室外空气中来自地下水的 气态污染物、吸入室内空气中来自地下水的气态污染物 2 种， NH3-N 最大检出浓度为 11.4mg/L，经风险评估，非致癌危害商 为 3.09×10-4.风险可接受 ;Ni不属于气体污染物，无暴露途径， 对人体健康风险影响较小。综上， 本场地无需对地下水采取修复 措施。
1.2 土壤修复目标值
根据本场地土壤污染风险评估报告，结合土壤污染特征、理 化性质、地质参数和土地利用方式建立暴露模型， 进行暴露评估 及风险表征，鉴于场地中Ni 与 Cr6+ 的风险均不可接受，需对其 进行风险控制值计算，Ni 与 Cr6+ 风险控制值分别为 233mg/kg， 5.41mg/kg， 均大于 GB36600-2018 的第一类用地筛选值，考虑地 块未来规划为居住用地，因此Ni 与 Cr6+ 的修复目标值从严选择 第一类用地筛选值(Ni 为 150mg/kg ;Cr6+ 为 3.0mg/kg)。由于修 复后土壤最终去向为原场回填， 需对其进行浸出毒性评估， 其污 染物浸出毒性应满足本区域相关环境管理要求，Ni 与 Cr6+ 浸出 浓度原则上执行《地下水质量标准》((GB/T14848-2017) IV类标 准， 即Ni与 Cr6+ 浸出后质量浓度需小于等于 0.10mg/L。
综上，本场地内土壤关注污染物Ni 与 Cr6+ 修复目标值需 满足《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》 (GB36600-2018) 第一类用地筛选值，浸出浓度需满足《地下水 质量标准》((GB/T14848-2017) IV类标准。
1.3 土壤修复范围及工程量
根据《建设用地土壤修复技术导则》(HJ 25.4-2019) 中相关 要求，针对土壤中不同的污染物先分别划定单一污染物的修复 范围， 然后进行叠加合并， 得出综合考虑各种污染物后的每一层 需要修复的范围。本场地内镍和六价铬污染土壤修复边界以修 复目标值来划定，共划分为 5 个修复区域(Ⅰ区 ~ Ⅴ区)，总修复 面积为2024m2.总修复土方量为2819m3.
根据地块土壤污染物类型及程度，土壤修复深度分层情况 分数如下 ：
(1) 第 一 层 修 复 范 围 包 括 Ⅰ 区、Ⅴ 区，修 复 深 度 为 0m ~ 1m， 总修复面积为 794m2.总修复方量为 794m3.其中，Ⅰ 区污染物为六价铬，修复面积为 470m2.Ⅴ区污染物为镍和六价 铬，修复面积为 324m2.
(2) 第 二 层 修 复 范 围 包 括 Ⅱ 区、Ⅲ 区，修 复 深 度 为 1m ~ 2.5m， 总修复面积为 510m2.总修复方量为 765m3.其中， Ⅱ区污染物均为镍，修复面积为228m2.Ⅲ区污染物均为镍，修 复面积为282m2.
(3) 第三层修复范围为Ⅳ区，修复深度为2.5m ~ 4m，修复 面积 360m2.修复方量为 540m3.Ⅳ区污染物为镍和六价铬。
(4) 第四层修复范围为Ⅳ区，修复深度为 4m ~ 6m，修复面 积 360m2.修复方量为 720m3.Ⅳ区污染物为镍。
2 修复技术路线
2.1 修复技术确定
目前，电镀企业重金属污染土壤的修复治理技术手段有很 多种，主要为以下两类 ：①利用工程技术(土壤淋洗法、植物修 复、电动修复法)、生物修复(微生物修复法) 等去除污染土壤中重金属绝对存量，以减小生物毒性 ;②利用原位、异位固化 / 稳 定化修复技术，其中 ：固化主要通过使用固定剂将重金属固定 在稳定结构中， 与外界环境隔离， 有效控制污染物迁移流动 ;稳 定化是使用稳定药剂与污染物发生化学反应，降低重金属迁移 性、溶解性、活性或毒性。
本项目土壤关注污染物为Ni 和 Cr6+，综合分析技术要素、 经济投入、处置周期以及环境影响，通过对比主要金属污染土 壤修复技术的可行性和条件制约，异位固化 / 稳定化对多种重 金属复合污染和污染较为严重的场地修复治理中具有明显的优 势， 因此， 此次修复选择异位固化 /稳定化技术。
2.2 修复技术路线
本项目修复技术路线主要为 ：厂区污染土壤清挖转运至临 时堆场，经筛分破碎等预处理后，进行固化 / 稳定化处理(修复 药剂添加、混合搅拌)，修复后土壤经养护、效果评估合格后原 场回填。
2.3 小试试验
本项目小试试验采用柠檬酸、石灰调节土壤pH，选用还原 剂为硫酸亚铁，稳定化药剂为 Ca(H2PO4)，固化药剂为水泥，为 准确控制修复过程中药剂添加比例，对不同修复区域不同污染 程度土壤进行相应的小试试验， 从而决定还原剂、固化剂及稳定 剂的投加量。经实验比较确定本项目重金属还原药剂投加量为 土壤重量的 1%，稳定化药剂投加量为土壤总重量的 1%，固化剂 添加量为土壤重量的2%。
3 工程开展
3.1 施工顺序
本项目污染土壤修复工程计划施工工期短，为保证工程进 度，本项目厂区内所有修复区域同时开展修复施工。
3.1.1 浅层污染土壤清理
本项目重金属污染区域特点为浅层(0m ~ 1m、1m ~ 2.5m) 污染超标的土壤面积较大，而深层(2.5m ~ 6m) 污染的土壤面 积相对较小。其中浅层修复范围与深层无重合部分， 可以独立挖 掘，深度较浅， 无需放坡， 依据修复区域现场实际情况进行清挖。
3.1.2 深层污染土壤清理
Ⅳ区存在深层(2.5m ~ 6m) 土壤污染，浅层无污染，在对 深层污染土壤进行修复时， 应尽量避免对浅层土壤扰动， 浅层只 取土， 无需修复。
深层污染土壤的清挖坡道适宜用双向坡道，坡度为 1 ：6. 坡道两边斜坡比例为 1 ：1.并依据现场状况调节合适的宽度， 坡道需压实。污染区域的开挖操作需按照施工顺序， 开挖至修复 深度， 对基坑侧壁和底部的土壤进行检测分析。修复过程中及时 对已清挖区域进行防尘网覆盖， 防止造成扬尘污染。若土壤中镍 和六价铬浓度满足修复目标值， 则修复工程可结束， 若基坑侧壁及底部的土壤检测样品中的分析数据超过修复目标值，则需经 过监理和业主单位共同商定后，实施下一阶段的扩大清挖工作， 直至土壤检测数据符合修复目标值。
3.2 土壤预处理
依据该电镀厂搬迁后场地现状及土壤理化性质，本项目清 挖后土壤需进行破碎筛分预处理， 利用挖机把建筑垃圾、砖石和 杂物分离， 再通过筛分破碎机械对大块结构土壤进行筛分， 确保 达到目标粒径(小于 2mm)，有助于增大土壤颗粒与修复药剂的 接触面积。经预处理分离出的砖石和建筑垃圾清水加压冲洗， 冲 洗废水收集进入污水处理设施， 处理达标后进入市政污水管网。
3.3 药剂添加
根据小试试验结果结合污染特征，确定本项目修复药剂使 用种类及顺序。修复药剂添加量根据不同修复区域土壤污染程 度差异， 适当调整药剂添加量， 具体如下。
3.3.1 六价铬或六价铬、镍复合污染土壤处置
(1) 还原 ：首先向污染土壤中加入一定量的柠檬酸，混合 搅拌均匀后待土壤pH 稳定在 3 ~ 4.再加入约 1% 土壤质量的 FeSO4 将 Cr6+ 还原， 以稳定性更高、毒性更小的 Cr3+ 存在。
(2) 稳定化 ：向还原后的土壤加入适量的石灰，调节土壤 pH稳定在 7 ~ 9.再加入约 1% 的 Ca(H2PO4) 进行稳定化。
(3) 固化 ：给经稳定化处理的土壤中加入约2% 的水泥，混 合搅拌均匀。通过洒水和搅拌调整土壤含水率在土壤总质量的 25% ~ 30%左右。
3.3.2 镍污染土壤处置
(1) 稳定化 ：向还原后的土壤加入适量的石灰，调节土壤 pH稳定在 7 ~ 9.再加入约 1% 的 Ca(H2PO4) 进行稳定化。
(2) 固化 ：给经稳定化处理的土壤中加入约2% 的水泥，混 合搅拌均匀。通过洒水和搅拌调整土壤含水率在土壤总质量的 25% ~ 30%左右。
3.4 修复后土壤养护
本项目在完成修复药剂投加混合后，为保证药剂与土壤充 分反应， 同时保证稳定化体系的结构和强度， 需对修复后土壤进 行为期 4 周~ 5 周的养护。在养护阶段，利用石灰调节土壤至弱 碱性(pH 为 7 ~ 9)，合理安排施工时间，保证养护温度控制在 常温(15℃~ 25℃)，不定期进行补水及翻动，定期采样检测土 壤含水率、pH 及重金属浓度、浸出浓度，若以上指标明显偏离 控制范围，则立即添加修复药剂、水分、石灰，重新进行混合搅 拌 ;若以上指标均较为稳定， 则不定期进行翻土， 使得土壤颗粒 与药剂充分接触反应， 尽量避免土壤与药剂接触的不均匀性。 3.5 修复后土壤堆放、验收采样经修复后且自检达到修复目标值的土壤暂存至待检区，采
用挖掘机、装载机等机械将土壤修整成规格的堆体，平均堆高 3 ~ 4m，顶部及边坡采用防雨布进行遮盖，报请监理单位及效 果评估单位验收。修复后土壤堆体原则上每个采样单元(每个样 品代表的土方量) 不超过 500m3 ;基坑底部采用系统布点法(网 格大小不超过 40m×40m，每个网格设 1 个土壤采样点) ;基坑 侧壁采用等距离布点法(采样点间隔不超 40m)。
4 修复效果评估
本项目修复区域基坑底部布设 40 个采样点，侧壁布设26 个 采样点，共送检 66 个土壤样品，委托有资质的检测单位进行检 测，检测指标为镍和六价铬，根据检测结果，修复区域清挖后的 基坑底部和侧壁土壤中六价铬最大检出值为 0.9mg/kg，镍最大 检出值为20mg/kg， 均达到修复目标值。
本次修复后土壤堆体布设 6 个采样点，送检24 个土壤样品， 检测指标为镍和六价铬， 根据检测分析结果， 土壤中镍和六价铬 检出浓度均满足修复目标值，修复后土壤浸出液中镍最大检出 值为 0.09mg/L，六价铬均未检出，满足浸出液浓度标准，修复效 果达标。
5 结论
(1) 本文以搬迁后的某电镀企业为研究对象，根据已获知的 场地土壤污染特征、理化性质、地质结构和土地利用规划，通过 多种重金属污染修复技术筛选，确定异位固化 / 稳定化修复技 术是针对本厂区镍、六价铬污染土壤修复的最优选择。
(2) 通过小试试验确定最佳修复药剂(还原剂、固化剂和稳 定剂) 种类及添加量 ：异位修复土壤的还原剂(FeSO4) 最佳投 加比为 1%， 稳定剂(Ca(H2PO4)) 的最佳投加比 1%，固化剂(水 泥) 的最佳投加比为2%，修复过程中可根据不同区域土壤污染 程度的差异性适当调整药剂添加量。
(3) 重金属类污染土壤修复过程中的含水率、pH、药剂添加 比例、混合搅拌，修复后土壤养护过程中的养护温度、周期、含 水率、pH 等均是影响修复工程质量的重要因素。
(4) 固化稳定化工艺做为风险管控措施，需要进行长期跟踪 监测， 评估修复效果。
(5) 针对某电镀厂镍、六价铬等重金属类污染土壤，成功应 用了原场异位 + 固化 /稳定化修复技术相结合的修复模式， 在电 镀行业重金属污染场地具有较好的推广价值，可为其他类似污 染场地的修复工作提供借鉴。
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