水泥窑协同处置污染土壤修复项目环境监理实践研究
——以苏州市某化工厂为例

许 伟　沈 桢　陈晓雪　张建荣

(苏州市环境科学研究所， 江苏　苏州　215007)



水泥窑协同处置污染土壤修复项目环境监理实践研究
——以苏州市某化工厂为例

许 伟沈 桢陈晓雪张建荣

(苏州市环境科学研究所， 江苏苏州215007)

摘要：以苏州市某化工厂污染土壤水泥窑协同处置项目为研究对象，结合实际案例阐述了环境监理工作不同阶段的控制要点；对环境监理过程中水泥厂的选择、长距离运输风险、开挖场地异味气体的影响控制等难点和问题进行思考，并提出了相应的建议。

关键词：水泥窑；协同处置；环境监理；污染场地

水泥窑协同处置技术已在我国危险废物处置、污水厂污泥和生活垃圾无害化领域得到了较广泛的认可和应用[1-3]。随着我国工业遗留污染场地环境问题的日趋严峻，这项技术也开始应用于修复污染土壤，由于该技术是一种彻底的土壤污染源清除技术，对修复后的场地没有开发限制，同时也不存在解决修复土方去向的问题，因此，受到人们越来越多的关注。环境保护部为此陆续出台了相关的技术规范和标准[4-5]。但是，目前的水泥窑协同处置污染土壤的研究多局限于实验室或中试试验，鲜有报道大规模的水泥窑协同处置污染土壤的示范工程[6-7]，关于水泥窑协同处置技术修复污染土壤过程中的环境监理的研究和应用实例非常匮乏。

本研究以苏州市某化工厂遗留场地污染土壤水泥窑协同处置修复工程为研究对象，结合工程技术特点，探索修复过程中环境监理的控制要点，对运用该技术修复工程中环境监理工作存在的难点及问题进行了思考，并提出了相应的建议，为我国污染场地水泥窑协同处置修复工程环境监理工作的方法研究及相关政策的制定提供实践经验和参考。

1　项目概况

1.1污染场地概况

苏州市某化工厂遗留场地占地面积约70 666 m2，西侧紧靠京杭运河。该化工企业于上世纪50年代末在此建厂生产，生产历史超过40年，主要以合成甲基丙烯酸甲酯为主，用于生产有机玻璃板材，同时也生产以氧化铅为原料的珠光粉。在场地开发过程中，发现存在大量黑色油脂状土壤，并伴有明显的刺激性气味。经过对场地内的土壤和地下水调查，确定该场地内土壤中的主要污染物为挥发性有机物(VOCs)甲基丙烯酸甲酯和重金属铅，甲基丙烯酸甲酯和铅的最高浓度分别为5.97、851mg/kg，地下水未发现异常情况。场地土壤污染面积约5 350 m2，需要修复的土方量：①甲基丙烯酸甲酯污染范围在地表以下7.2 m范围内，污染土方量约为3.65万m3；②铅污染范围在地表以下4.0 m范围内，污染土方量约为0.61万m3。修复项目采用水泥窑协同处置技术，场地修复后拟用于居民住宅建设。施工场地平面布置情况见图1。

图1　污染场地修复工程施工平面布置

1.2水泥窑协同处置工艺

1.3运输方式

场地内清挖的污染土壤通过场地内车辆集中堆放至紧靠京杭运河的土壤装卸区(见图1)，污染土壤装船后运往湖北，沿途经过京杭运河和长江，在江阴入江口附近需要将污染土壤从小型货船(吨位约为800 t)短驳至大型货船(吨位约为5 000 t)。

2　水泥窑协同处置环境监理要点

2.1施工前设计阶段和准备阶段环境监理要点

在修复工程的设计和准备阶段，环境监理应重点关注以下几个方面：

(1)具备相关环保手续。环境监理首先应根据污染场地修复方案以及招标文件的相关要求，审核污染土壤跨区域处置的环保手续是否齐备，避免由于环保手续不全，导致污染土壤无法跨区域运输处置，延误工期。

(2)拟选合适的水泥厂。参照HJ 662—2013《水泥窑协同处置固体废物环境保护技术规范》中的相关要求，环境监理审核拟选水泥厂生产工艺能否具备处置土壤中挥发性有机物(甲基丙烯酸甲酯)和重金属(铅)的能力。实地考察拟选水泥厂的生产运行情况：①水泥厂污染土壤预处理场所(用于去除污染土壤中残留的砖石块以及其它异物)，是否建有防渗以及封闭性良好的均化污染土堆棚；②污染土壤的储存条件。储存仓库容量能否满足所有污染土壤的堆放，仓库封闭性如何，是否配备去除刺激性气味以及粉尘的尾气处理装置；③水泥窑协同处置过程中，在粉磨系统、烘干系统以及回转窑等重点工段是否安装可以去除甲基丙烯酸甲酯和铅尘的尾气处理设施；④污染土壤传输系统密闭性。从码头、预处理、储存、粉磨、烘干至回转窑处置过程中所有污染土壤传送系统是否全封闭，避免粉尘、甲基丙烯酸甲酯对大气的影响；⑤评估水泥厂能否在规定工期内处置完毕所有污染土壤的能力。如果水泥厂不具备上述条件，环境监理应及时向拟选水泥厂提出整改要求，整改不到位的，应更换水泥厂。

(3)审核运输线路。污染土壤从苏州运往湖北，长距离运输，沿途经过京杭运河和长江，在江阴入江口附近需要将污染土壤从小型货船短驳至大型货船(京杭运河水位浅只能用小吨位货船)。因此，环境监理应在开工前要求施工单位拟定的水运路线尽可能避免涉及环境敏感区(自然保护区、风景名胜区、集中式饮用水源保护区、居民住宅区等)，如果无法避免，则要求施工单位制定专门的运输事故风险应急预案，在上述环境敏感区应有针对性的应急救援措施。

(4)污染土壤运输码头的选址。码头应尽可能就近设置，减少陆运短驳的距离，避免运输过程中污染土壤对沿途环境的影响，本案例西侧紧靠京杭运河，可就近在场地西侧设置码头(见图1)。

2.2施工过程中的环境监理要点

施工过程主要包括污染场地开挖、污染土壤运输及水泥厂处置三个环节，环境监理的要点主要有：

(1)污染场地开挖环节

①污染土壤开挖范围的核定。审核开挖基坑各节点的坐标与修复方案及施工设计方案是否一致，开挖完毕后，基坑四壁及坑底应进行土壤样品采集，检验污染土壤是否清理彻底。

②挥发性气体的防治及监控措施。甲基丙烯酸甲酯具有刺激性气味，应采用边开挖边覆盖的施工方式，避免直接暴露开挖面，导致甲基丙烯酸甲酯大量散逸入大气环境，同时采取喷洒恶臭抑制剂减轻刺激性气体对周边居民的影响，环境监理还应在开挖期间，在下风向或距离居民区较近的场界附近用便携式PID检测仪实时监测，检测值出现异常时，环境监理应要求施工单位采取必要的整改措施，减轻挥发性有机污染物的无组织排放。

③施工废水处置。长江中下游地区地下水均较浅，潜水层大概在地表以下1～1.5m左右，开挖过程中，应将基坑井点降水以及离场机械或车辆清洗废水收集，经现场设置的临时污水处理设施预处理，尾水达到接管要求后，接入市政管网排入污水处理厂，不得就近排入地表水体。定期对临时污水处理设施尾水进行抽样检测，确定尾水质量达到污水处理厂接管标准。

④开挖过程周边环境质量监控。开挖阶段，环境监理应定期对施工场地周边环境质量现状进行监测，特别是大气环境和声环境监测，大气监测的因子主要为甲基丙烯酸甲酯、铅尘和PM10；声环境监测因子为Ld(夜间严禁施工作业)。

⑤环境管理措施。在污染土壤开挖处、堆放处及与设备直接接触的地方(底部和表面)均及时覆盖防雨布，避免污染二次扩散。监督施工过程中产生的各类固废特别是危险废物是否按照相应的规范要求处置。监督临时便道洒落的污染土壤清理情况。

(2)运输环节

运输车辆和水运货船应进行底部防渗处理和上部铺盖帆布防遗撒处理。刺激性气味特别强烈的污染土壤应采用吨袋包装。污染土壤装船码头地表应进行硬化及防渗处理，原则上码头不堆放污染土壤，如需堆放则表面必须覆盖帆布防止二次污染。

环境监理全程监督每批次污染土壤的运输船只：监督每批次运送土方量是否严格控制，确保船的吃水深度，避免在行船过程中水花飞溅造成二次污染；监督是否对污染土壤堆放场所进行标识，提醒操作人员行驶过程中与其他船只保持安全距离；船只是否安装性能良好的GPS定位系统并且每船派专人押运，以便进行全程跟踪；污染土壤每转移一船，填写一份转移联单，到达目的地后，接受负责人验收后签字盖章。

(3)水泥厂处置环节

在水泥厂处置污染土壤的过程中，环境监理应监督污染土壤在传输过程、预处理、储存、粉磨、烘干、回转窑等工段密闭性情况，并对预处理场所、堆放仓库、粉磨、烘干及回转窑等的尾气排放口进行监测，监测因子主要有甲基丙烯酸甲酯、铅尘以及PM10。对于处置污染土壤生产的每批次水泥产品，环境监理应审核相应的水泥产品质量检测报告。

2.3场地施工结束后的环境监理

施工单位将污染土壤全部清挖完成后，需要对基坑进行回填。环境监理应对外运回填的土壤进行检测，回填土检测分2部分：①取土场所(土源地)的土壤采样检测；②每批次回填土的抽样检测，回填土检测指标为pH、挥发性和半挥发性有机物全分析。

此外，如果水泥厂尚未将污染土壤全部处置完成，环境监理还应持续对水泥厂进行跟踪监理，确认污染土壤水泥窑全部处置完成，并取得水泥厂消纳全部污染土壤证明后，环境监理工作才能结束。

3　存在的难点与建议

3.1存在的难点

水泥窑协同处置污染土壤是典型的异位修复项目，土方开挖量较大，运输距离远，污染物中含有挥发性有机物，使环境监理工作面临一些困难：

(1)具备处理挥发性或半挥发性有机物污染土壤的水泥厂极少。根据HJ 662—2013技术规范的要求，水泥窑协同处置挥发性和半挥发性有机物污染土壤时，预处理、破碎、研磨、窑内处理阶段均需要配备专门的装置和污染防治设备，避免处理过程中挥发性或半挥发性有机物的二次污染，处理的尾气应达到GB 30485—2013《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》中的各项标准。但是，目前绝大多数水泥厂不具备这样的新型干法熟料生产工艺，很难找到满足处理甲基丙烯酸甲酯等挥发性有机物污染土壤的水泥厂。

(2)长距离运输环境风险加剧。污染场地与处置场所距离较远，运输过程中涉及陆运短驳、小型运输船转移到大型运输船等环节，增加了污染土壤运输的环境风险和环境监理难度。

(3)大面积开挖造成局部区域的甲基丙烯酸甲酯气味影响严重。在实际开挖过程中，即使采取了边开挖边覆盖的方式，但由于场地土壤污染开挖面积较大，甲基丙烯酸甲酯的刺激性气味在下风向(京杭运河附近)仍很明显，便携式PID监测的场界浓度较大，大面积开挖容易引起当地居民纠纷，影响工程进度。

3.2建议

笔者承担了多个水泥窑协同处置污染土壤修复工程项目的环境监理，结合自身工作实践经验，针对上述问题提出如下建议：

(1)对于利用水泥窑处置挥发性和半挥发性有机污染土壤，需要对原有的水泥窑进行技术改造，使其满足HJ 662—2013技术规范的要求。结合目前水泥行业产能过剩契机，建议政府相关部门出台鼓励现有水泥厂进行水泥窑技术改造的扶持政策，转变传统水泥厂的生产功能，增加具备处理挥发性和半挥发性有机污染土壤的水泥厂，降低水泥窑协同处置污染土壤的成本，减少长距离运输的环境风险。在开工前对拟选水泥厂实地考察，对从事水泥窑协同处置技术修复污染场地的环境监理来讲，显得尤为重要。

(2)重视污染土壤运输过程中的环境监理。采用水泥窑协同处置技术，往往需要长距离运输污染土壤，环境监理必须委派专人全程押运，运输车船全部安装GPS定位系统，提前了解沿途涉及的环境敏感区域，与施工单位制定应对各类突发环境事故的应急预案。

(3)对于污染面积较大，开挖污染土方量多，距离周边居民区较近，污染物又具挥发性气味的污染场地，应慎重选择水泥窑协同处置等异位修复方案，大面积开挖施工极有可能引起周边居民的群体性事件，给环境监理工作带来极大困难，建议面对这类污染场地可以选择较为成熟的原位修复技术(原位化学氧化、热脱附、SVE等技术)，尽可能减轻或者避免施工过程对周边居民的影响，确保工程顺利实施。

参考文献

[1]孙嘉如，梁三定.用水泥窑处理城市废弃物及垃圾的技术现状[J].广东建材，2003(11):7-9.

[2]王晰，刘晨，颜碧兰，等.国内外水泥窑协同处置城市固体废弃物现状与应用[J].硅酸盐通报，2014,33(08):1989-1995.

[3]邓皓，王蓉沙，唐跃辉，等.水泥窑协同处置含油污泥[J].环境工程学报，2014,8(11):4949-4954.

[4]国家环境保护部.HJ662-2013 水泥窑协同处置固体废物环境保护技术规范[S].北京：中国环境科学出版社，2013.

[5]国家环境保护部.GB30485-2013 水泥窑协同处置固体废物污染控制标准[S]. 北京：中国环境科学出版社，2013.

[6]苏达根，童爱花，林少敏.锻烧水泥熟料过程中重金属逸放的几个问题 [J]. 水泥, 2006(12):19-20.

[7]李璐，黄启飞，张增强，等.水泥窑共处置污染土壤的污染排放研究[J].环境工程学报，2009，3(5):892-896.

[8]周玲莉，薛南冬，韩宝禄，等.水泥窑协同处置POPs污染土壤对环境的影响研究[J].中国环境科学，2011(S1)：24-29.

基金项目：苏州市科技计划项目(SS201523)资助

收稿日期：2016-03-09；2016-04-17修回

作者简介：许伟，男，1982年生，硕士，工程师，研究方向：场地污染调查、场地修复及环境监理等。E-mail:xw82514@163.com

中图分类号：X328

文献标志码：A

Environmental supervision for field remediation by co-processing polluted soil in cement kiln: a case study of a chemical plant in Suzhou city

Xu Wei, Shen Zhen, Chen Xiaoxue, Zhang Jianrong

(Suzhou Environmental Science Research Institute, Suzhou, Jiangsu 215007, China)

Abstract:the technology of co-processing polluted soil in cement kiln is maturing but the environmental supervision for such application in China is still rare. In this paper, we presented an example of environmental supervision: polluted soil from a former chemical factory in Suzhou was excavated and shipped to a cement kiln in Wuhan for decontamination. By this case, we elaborated the key points of environmental supervision at different stages of the co-processing, and gave some suggestions in selection of cement plants, risk control for long-distance transportation, and prevention and control for odors induced by excavation, so as to offer some references for future environmental supervision in field remediation by co-processing of cement kiln.

Keywords:cement kiln; co-processing; environmental supervision; contaminated site