某铝厂周边土壤重金属污染及防范措施分析_高殿文.pdf

某铝厂周边土壤重金属污染及防范措施分析高殿文（吕梁市生态环境局柳林分局，山西吕梁033300）摘要：为了进一步解决铝厂周边土壤重金属问题，研究人员以某铝厂的实际情况作为案例进行研究，根据前期调查结果，确定该铝厂周边土壤重金属污染的具体信息。根据调研数据信息，选择原位/异位土壤稳定化修复相结合的方式，对受污染土壤中的重金属化合物进行了有效处理。从处理结果数据来看，本次土壤重金属污染治理措施取得了初步成功，可以为后续的类似工作提供参考借鉴。关键词：铝厂周边土壤；重金属污染；防范措施；治理技术中图分类号：X53文献标识码：A文章编号：1672-1152（2023）05-0105-020引言电解铝是典型的高污染、高能耗和高投入的产业之一，其生产过程极易对周边土壤造成重金属污染问题，对环境造成的负面影响不容忽视。为明确铝厂周边土壤重金属污染情况，并采取针对性的防范和解决措施，就需要进行全方位的调查，并予以针对性的修复治理。一方面，能够进一步丰富土壤重金属污染研究方面的相关理论；另一方面，开展以上工作，有助于进一步探索土壤重金属污染的修复工艺，为今后的类似工作提供有益经验。1研究区域土壤重金属污染情况调查某大型铝厂始建于 20 世纪 60 年代，由于建厂时的客观条件限制，该铝厂周边存在一定面积的耕地。近年来，在对当地农作物质量进行抽检的过程中发现，农作物中的重金属含量明显超标，初步判断为铝厂在生产过程中排放的重金属化合物。针对这一问题，研究人员在铝厂周边的土壤中选取 2 个垂直剖面，分别标记为 BN 和 LY，每个剖面按照深度不同，采集 10 个土壤样品进行分析。在采集到土壤样品后，去除其中的杂质并使用木锤击碎、风干处理后，采用火焰原子吸收分光光度计，对土壤中的 Pb、Cd、Cu 和 Zn 等重金属成分进行测定，测定结果如表 1 所示。表 1 中，标准值参考 土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准（试行）（GB 156182018）中针对“风险筛选值”的相关规定，“背景值”则为当地土壤重金属的参考标准值。从表 1 中的数据可知，该区域土壤样品中，Pb、Cd、Cu 和 Zn 四种重金属成分的含量均偏高，与背景值相比较为突出，特别是 Cd 类污染物的含量，已经超过了标准值的要求。在此基础上，研究人员对以上 4 种重金属成分的垂向分布进行分析，分析结果如图 1 所示。从图 1 中不难看出，随着深度的增加，土壤中的重金属化合物浓度呈现逐步下降趋势，但整体来看，以上几种重金属化合物的危害性仍然较为突出，应当及时采取干预措施以解决污染问题。收稿日期：2023-01-10作者简介：高殿文（1975），男，山西柳林人，本科，毕业于中北大学，工程师，主要从事环境监测工作。总第 208 期2023 年第 5 期山西冶金Shanxi MetallurgyTotal 208No.5，2023DOI:10.16525/14-1167/tf.2023.05.040表 1该区域土壤重金属测定结果分析项目PbCdCuZn各重金属含量（质量分数）平均值/（mg kg-1）49.780.4945.8592.29变异系数/25395238各重金属含量（质量分数）背景值/（mg kg-1）43.200.3043.1084.70各重金属含量（质量分数）标准值/（mg kg-1）1200.301002501-3Cu1-1Pb1-2Cd15253545556575w（Pb）/（mg kg-1）BNLY0-20-40-60-80-100土壤深度/cm50w（Cd）/（mg kg-1）BNLY0-20-40-60-80-100土壤深度/cm1001502000w（Cu）/（mg kg-1）BNLY0-20-40-60-80-100土壤深度/cm251005075行业纵横山西冶金E-mail:第 46 卷1-4Zn图 14 种重金属成分的垂向分布情况分析10w（Zn）/（mg kg-1）BNLY0-20-40-60-80-100土壤深度/cm301305070901102该区域土壤重金属污染的主要防范措施2.1确定修复工艺结合前期的调查分析结果，研究人员针对该区域土壤重金属污染问题采取两种不同的修复措施进行混合应用1。一方面，针对土壤污染极为严重的上层（00.5 m），将上层污染土壤挖掘剥离后进行异位修复，修复达标后进行阻隔回填。另一方面，针对土壤污染情况相对较轻的下层（0.51 m），则采用原位稳定化修复的方式进行。同时，对边坡区域的污染土壤全部开挖，进行异位修复。本次修复工艺的具体路线图如图 2 所示。2.2场地清理综合考虑各方面的影响，基于“就近原则”，研究人员决定将治理范围内的已废弃厂区改造后作为异位修复场地，对本次受污染土壤进行异位修复。因此，在场地清理阶段，研究人员与当地有关部门协商后确定，对已废弃厂区的建筑和硬化地面全部进行拆除，并对废渣进行处理。而后，对目标区域采用 C25 混凝土和素土混合夯实的方式进行防渗作业，以此作为异位修复场地2。2.3受污染土壤的修复一方面，采用如下步骤对浅层土壤进行异位修复。1）对土壤进行挖掘运输，本次挖掘土方量约为5 000 m3，采用分段机械开挖方式进行，开挖的土壤通过运输车运输至异位修复场地。2）对污染土壤进行自然干化处理，待其含水量（质量分数）低于 40后，进行破碎筛分预处理，直至土壤粒径在 25 mm 以下后，进行修复处理。3）按照土壤与药剂的质量配比为 201 进行混合搅拌处理，搅拌完成后进行养护，检测达标后进行回填作业。另一方面，针对深层土壤的原位修复，采用土壤筛分破碎修复一体化设备进行作业，药剂添加比例按照土壤与药剂的质量比为 33：1 进行。土壤修复过程中，所用药剂均采用某环保科技企业的二甲基二硫代氨基酸类化合物，其基本参数如表2 所示。2.4土壤回填作业在土壤修复处理环节完成并检验合格后，工作人员进行土壤回填作业。深层和浅层土壤仍按照既有的深度进行分层回填3-5。在回填完成后，进行封场防渗作业，从上至下依次为 40 cm 厚种植土、5 mm 厚HDPE 复合土工排水网格、2 mm 厚 HDPE 防渗膜和30 cm 厚黏土。同时，针对该区域边坡较陡的情况，采用坡面先铺设加筋麦克垫的方式，以避免覆土滑落。其中，厚黏土的主要作用为阻隔防渗，40 cm 厚种植土的主要作用则是用于后期可能的生态修复环节。3应用效果与讨论在以上土壤污染治理流程完成 180 d 后，检测人员对该区域的土壤重金属污染情况进行重新调研，调研得到的数据结果如表 3 所示。从表 3 中的数据可知，在应用上述土壤污染治理方法后，该区域的重金属污染情况得到有效控制，重金属污染物含量大幅降低，且已经控制在参考值以下，能够基本满足相关要求，可进一步开展后续的生态修复作业。预计，采用当地的草本植物和灌木进行生态修复，或将成为可行之策。4结语在本次研究中，基于某铝厂周边土地重金属污染的实际情况，对该区域重金属的具体含量及垂直分布情况进行分析，并根据分析结果，选择原位/异位土壤稳定化修复相结合的方式，对受污染土壤中的重金属化合物进行了有效处理。从实际图 2修复工艺具体技术路线示意图表 2修复药剂参数内容参数二甲基二硫代氨基酸类化合物有效含量/40游离碱/0.4pH 值9.012.0D20密度/（g cm-3）1.171.19不溶物（机械杂质）无表 3土壤污染治理后的重金属含量重金属类型重金属含量（质量分数）/（mg kg-1）Pb28.62Cd0.19Cu30.27Zn55.03污染土壤下层土壤上层土壤&边坡土壤原位稳定化异位稳定化原位阻隔修复阻隔回填（下转第 119 页）1062023 年第 5 期处理结果来看，本次处理措施的应用，在一定程度上解决了该铝厂的历史遗留污染问题，对于当地生态环境改善起到了一定的作用。本次处理措施的有效实践，可以为后续的类似工作提供参考借鉴。参考文献1蔡雄飞，赵帅，王济，等.贵阳市白云区某铝厂周边耕地土壤重金属垂向分布特征及风险评价J.环境污染与防治，2021，43（9）：1 183-1 188.2袁芳沁.某铝厂氟污染土壤修复中试试验研究J.世界有色金属，2021（1）：126-127.3高庚申，陈婷婷，迟峰，等.贵州某废弃铝厂土壤重金属污染特征及风险评价J.有色金属工程，2020（7）：124-130.4王建波，化伟.兰州某铝厂旧址周围土壤重金属污染及分布特征J.矿产勘查，2019（6）：1 508-1 512.5涂成龙，何令令，孙娅，等.废弃铝厂周边蔬菜及土壤中氟的富集状况C/中国矿物岩石地球化学学会.中国矿物岩石地球化学学会第 17 届学术年会论文集，2019.（编辑：郭萍茹）Analysis of Heavy Metal Pollution and Prevention Measures in the Soil Around an AluminumPlantGao Dianwen（Liulin Branch of Lvliang Ecological Environment Bureau,Lvliang Shanxi 033300）Abstract:In order to further solve the problem of heavy metal pollution in the soil around an aluminum plant,researchers conducted a studyusing the actual situation of a certain aluminum plant as a case.Based on the preliminary investigation results,specific information on heavymetal pollution in the soil around the aluminum plant was determined.Then,based on the research data,a combination of in-situ/in-situ soilstabilization and remediation was selected to effectively treat heavy metal compounds in the contaminated soil.From the processing results,itcan be seen that the soil heavy metal pollution control measures have achieved preliminary success,which can provide reference for similarwork in the future.Key words:soil around the aluminum factory;heavy metal pollution;preventive measures;governance technology图 12叶根及分流叶片根部倒圆刀路5结论1）本文对整体叶轮进行了特征分析，设计了工艺流程，合理选择了五轴联动加工机床及相应的刀具，利用 NX2206 软件对整体叶轮的各个部分生成了加工刀路，并进行 3D 加工模拟。在 NX2206 的叶轮加工模块中，还有叶盘及非旋转叶盘的加工功能，可以高效、便捷地生成各种形式叶轮类零件的加工刀路，提高生产效率和产品质量。2）通过整个加工刀路的生成可以看到，NX2206的叶轮加工模块非常容易上手。在几何体的设置中就明确了各个部分的名称，确定了叶片、分流叶片、包覆面和轮毂等特征。有多种刀轴可选择，可大幅减小编程员的工作量。同时，在粗加工支持平底端铣刀，使叶轮开粗更加高效。参考文献1陈德存.基于 UG NX6.0 的整体叶轮的多轴加工技术J.数据机床市场，2016（3）：60-63.（编辑：郭萍茹）图 13整体刀路及模拟效果图Five Axis Machi