來源:生態修復網 作者:王鐸
隨著社會經濟發展,城市擴張,以及我國產業結構調整的不斷深入推進,大量工業企業被關停、并轉、搬遷或破產,為提升土地利用價值,騰出的工業企業場地有相當一部分被規劃為居民住宅、商業辦公、娛樂休閑等城市建設用地被再次開發利用,如原南京化工廠搬遷后場地,原廠址被規劃用于城市居民保障性住房建設;原北京焦化廠搬遷后場地,根據規劃將建成以工業文明為主題的城市公園,工業博覽館、科技館、大型演藝中心等公共文化設施將在其中建設;原武漢染料廠搬遷后場地,被規劃為辦公用地等等。
大多數工業企業遺留場地場地均存在不同程度的污染,為了保障工業企業場地再開發利用的環境安全,維護人民群眾的切身利益,須經過場地修復后才能進行開發建設。
選擇好的修復工藝,既可以有效消除環境風險,又可以節約工程費用。場地修復雖然是一種新興行業,但其工藝選擇設計的基本原則,也應遵循傳統工程設計的基本原則,即:因地制宜,技術可行,經濟合理。其中,因地制宜又是技術可行、經濟合理的根本。
對于場地修復為而言,所謂因地制宜,即是指從場地污染狀況(包括污染類型、分布等),(水文)地質條件(如土層巖性、物理力學性質等),以及后續的開發建設方式(如建設規劃、建筑物結構類型等)等多方面綜合考慮,從場地的實際情況出發選擇場地修復工藝。
目前,場地修復工藝的選擇多非常注重針對場地污染狀況方面的考量,而往往忽視了場地地質條件、后續開發建設方式等方面與修復工藝選擇之間的相互影響。
場地地質條件對場地修復工藝的影響,主要表現在場地原位修復方面。
場地修復技術大多屬于借鑒技術,尤其是原位修復技術,其中以借鑒巖土工程施工工藝的技術最為常見,如原位注射、原位攪拌、單相或多相抽提、電動修復以及PRB技術等等在巖土工程中均有類似對應技術,且工程實踐經驗豐富。與巖土工程技術一樣,原位修復技術也均存在一定適用局限性,主要受到地質條件的制約,且這些原位修復技術在作用原理及實施目的等方面與原有巖土工程技術又存在相當大的差異。由于目前場地修復的從業技術人員多以環境工程或土壤專業為主,導致對于原位修復技術與其他領域借鑒技術之間的差異缺乏認識,對技術的適用范圍界定不清楚,在選擇場地修復技術工藝的過程中,往往忽視或者缺少能力對以地質條件為主的影響因素所存在的影響進行分析。
例如,某污染場地污染深度為地表以下10米左右,污染物類型為弱揮發性有機物,根據場地相關地質資料顯示,地層分布大致分為三層:第一層,1-3米,為粉質粘土,軟可塑;第二層,3-6米,為粉細砂,粘粒含量高,且局部缺失;第三層,6-10米,為硬可塑粉質粘土。中試過程中,專家建議采用原位修復工藝。參與中試的單位分別選擇了原位注射與原位攪拌兩種原位化學氧化修復工藝。實際中試結果均不理想。分析其原因:
對于原位注射修復工藝,其主要適用于滲透性較好的非飽和帶土層。對于該場地,第一、三層土層均為低滲透性粉質粘土,注射藥劑擴散困難,即使對注射工藝改進后采用高壓劈裂注射工藝,對于可塑或硬可塑的粘性土層藥劑注射亦存在很大困難。另外,對于滲透性較好的第二層粉細砂層,由于場地內地下水埋深僅為1米左右,地下水埋深較淺,該層屬于飽和含水層,藥劑注射過程中易對地下水流產生擾動,對污染物產生驅動擴散影響,亦存在一定的技術風險。
對于原位攪拌修復工藝,由于選擇的實施設備為巖土工程中用作軟基(一般多為軟、流塑性巖土層)處理的攪拌樁機進行施工,對于淺表層第一、二層地層攪拌效果較好,但對于第三層硬可塑粉質粘土層,由于該土層物理力學性質較好,對機械攪拌動力需求較高,超過了攪拌樁機機械攪拌的動力極限,導致實施過程中傳動鏈條頻繁拉斷,無法正常作業。另有中試單位引進了國外某履帶式攪拌處理設備,該設備原為淺層軟基處理設備,由于該設備實施深度僅有6-7米左右,亦無法滿足修復要求。
場地修復的目的是為了以后的開發建設服務,從污染場地開發建設整體周期來看,場地修復只是其中的一個不可或缺的重要環節,并非是脫離場地開發建設而獨立存在的。場地修復工藝的選擇與場地后續開發建設方式相結合,往往可以節省場地開發建設項目的總體成本,有時可能還會降低修復工程的實施難度。目前,很多專業修復技術人員,甚至包括一些國內知名修復專家,都缺乏對這方面的重視。
例如,某污染場地設計采用原地異位修復工藝,修復后土方原地填埋。某技術人員在就該方案接受專家答辯的時候,曾經被某專家提問“方案中是如何考慮修復工藝與未來建筑物結合的?”當時該技術人員答復說,修復工程與未來的建筑工程是兩碼事兒,所以未作考慮。
根據目前的建筑結構模式,很多建筑物都設計有地下室或地下車庫等地下構筑物。對于上述工程,該場地整體建筑規劃已出,并在招標文件中有體現。如果不做考慮,很可能出現修復后對土方進行原地填埋,待到將來建筑基坑開挖的時候,再對其進行二次開挖的現象。如果在填埋過程中考慮了頂部防護措施,很可能在基坑開挖過程中被破壞,需要對其采取修補措施。這些無疑將大大增加該場地開發建設項目的總體成本。
此外,國內的某些修復專家,在給污染場地開發建設項目的業主方提供場地修復顧問建議時,盲目提倡原位修復技術。況且,從目前國內對于修復技術的研究與實踐現狀來看,除自然監測衰減或生物強化等生物相關的修復技術之外的原位修復技術,無論是從技術難度還是實施成本上來看,與異位修復技術之間的優勢并不明顯,甚至表現出劣勢。
從場地整個開發建設項目宏觀角度出發,提出場地修復工藝選擇與后續開發建設方式相結合的整體設計思路。根據場地開發建設的規劃布局及建筑物結構模式,對存在地下構筑物范圍內的污染區域采用異位修復工藝不僅可以降低修復難度,而且還可以節省未來建筑基坑開挖費用,間接為業主節省開發建設項目成本。如果從整個項目成本綜合核算下來也還是能省下錢,即使修復過程中多花了一些錢,業主應該也是可以接受的。
綜上,“因地制宜”選擇場地修復技術工藝,既能保障技術可行,滿足修復要求,又可以實現經濟合理,節約經濟成本。
(原標題:因地制宜 淺談場地修復技術工藝的選擇設計)