重金属污染土壤修复示范工程实施方案.docx
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重金属污染土壤修复示范工程实施方案
**重金属污染土壤修复示范工程
实施方案
**环保科技工程有限公司
二○一一年五月
第一章项目实施指导思想及原则1
指导思想1
实施原则1
第二章项目实施的目标3
修复目标3
示范目标3
生态目标3
第三章工程内容和实施方案4
工程内容4
工程具体实施方案调查5
土壤现状调查监测5
土壤分析测定15
土壤环境质量评价19
土壤环境质量分类和标准分级19
各类土壤环境质量执行标准的级别20
污染指数、超标率（倍数）评价21
区块划分21
特重污染区22
重污染区22
一般污染区22
轻度污染区22
工程设计方案22
淋洗法方案22
螯合剂研制方案23
植物修复的栽植方案23
水利等基础设施建设方案31
植物的管护方案32
治理方案优选及推广34
后评估35
第四章项目施工与管理36
项目实施组织机构36
项目管理36
第五章项目实施进度38
第一章项目实施指导思想及原则
指导思想
重金属污染防治内容是国家环境保护“十二五”规划的重点内容之一，是“十二五”削减总量-改善质量-防范风险的规划主线的主要体现，是改善民生、保障安全的集中所在。
以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导，深入贯彻落实科学发展观，依靠科技进步，完善政策措施，进行污染评估，分区、分类有针对性地采用经济高效的修复技术，组织开展受污染土壤治理与修复试点示范工程。
扎实做好区域汞提金遗留土壤污染治理工作，维护好、保护好、实现好人民群众的根本利益。
实施原则
（1）可持续发展原则
环境可持续、经济可持续、社会可持续，三者是一个有机整体，不可分割，三者的和谐统一发展才能最终满足人类的需求，也才能最好地满足人类的需要。
（2）循环经济原则
在最有效利用资源和保护环境的基础上，追求最实用有效的科学技术、更大经济效益、更少资源消耗、更低环境污染和更多劳动就业。
（3）统筹规划、因地制宜、突出重点、分步实施原则
从**的实际出发，根据区域及示范区重金属污染的实际现状，合理采用不同的生态治理方式及物种，突出重点、循序渐进，分步实施，在科学可行的前提下最终实现目标。
（4）简单、有效、易操作、节约原则
对各类保障措施尽量提出简单、有效、易操作的方式方法，最大程度的节约人力、物力和财力。
第二章项目实施的目标
修复目标
通过实施**重金属污染土壤修复示范工程，到2012年12月，示范区土壤重金属污染程度明显下降，重金属含量满足《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）三级标准，区域土壤重金属污染治理修复技术日臻成熟，土壤重金属污染环境监测和监控体系建立健全，本目标的实现通过土壤监测检验。
示范目标
通过在示范区内不同片区栽种不同重金属富集植物种类，并相应观察试验对比不同种植栽培等条件下植种的重金属土壤修复治理效果；采用不同淋洗剂和淋洗条件进土壤淋洗法治理修复研究试验，从而得出区域行之有效且具有成本和时效优势的重金属土壤富集植种及土壤淋洗法重金属污染治理修饭最佳条件，为日后在**整个县域全面开展重金属突然污染治理修复工作起到带头示范作用，提供有力的技术支撑。
生态目标
示范区内植被覆盖率95%以上，蜈蚣草种植2亩、黑麦草种植2亩、向日葵种植3亩、本土植物3亩。
第三章工程内容和实施方案
工程内容
根据示范区内重金属污染区的地形地貌因子（地面坡度、覆土厚度、土层物质组成、灌溉条件）、土壤物理性质（容重、分散系数、初始入渗速度、孔隙度）、土壤化学性质（酸碱度、水溶性钙含量、氮磷钾含量）、生物因子（酶活性、微生物总量、呼吸强度）等指标，判定影响区域土壤修复与植被恢复的主要限制性因子。
结合当地的气候条件及国内外相关重金属污染土壤治理修复研究技术等相关资料确定本次示范工程工程内容及总体思路：
将东岭锌业股份有限公司北侧兴隆场村涂家崖组10亩区域土壤污染严重的农田作为土壤重金属污染修复示范基地。
对选取的示范基地首先进行土壤污染现状调查监测，在调查监测成果的基础上进行土地平整，一方面选取不同重金属富集植物种类及方法开展土壤重金属污染修复治理示范工作，另一方面选取不同淋洗剂采用土壤淋洗法治理修复受重金属污染土壤。
对于植物修复技术，在示范区不同片区分别种植对重金属铅、镉、锌、砷等具有较强富集能的蜈蚣草、黑麦草、向日葵等绿色植物进行治理修复研究，其中，对种植向日葵片区开展在向日葵根部土壤混和添加不同人工合成的鳌合剂对比土壤重金属治理修复效果研究工作；对于物理化学修复技术中的淋洗法修复技术，在示范区内选取亩土壤分别采用HCl、柠檬酸和Na2-EDTA三种常用淋洗剂和不同的淋洗次数等条件进行土壤淋洗法重金属污染修复治理试验，利用一年时间初步取得示范治理成效，为区域土壤重金属污染治理修复工作全面开展打好坚实基础。
工程具体实施方案调查
3.2.1土壤现状调查监测
①现状作采样工作图和标注采样点位图。
收集包括监测区域土类、成土母质等土壤信息资料。
收集工程建设或生产过程对土壤造成影响的环境研究资料。
收集造成土壤污染事故的主要污染物的毒性、稳定性以及如何消除等资料。
收集土壤历史资料和相应的法律（法规）。
收集监测区域工农业生产及排污、污灌、化肥农药施用情况资料。
收集监测区域气候资料（温度、降水量和蒸发量）、水文资料。
收集监测区域遥感与土壤利用及其演变过程方面的资料等。
现场踏勘，将调查得到的信息进行整理和利用，丰富采样工作图的内容。
针对示范区现状进行实地调查测量，确实示范区地形、地貌、面积、形状、地面坡度、覆土厚度、土层物质组成、灌溉条件、土壤物理性质、土壤化学性质、生物因子等指标。
绘制示范区草图。
②现状监测
根据初步调查结果，将示范区划分为近乎等面积的四个区块，在每个区块中心布设土壤环境质量现状监测采样点1个，共布设4个监测点位进行土壤环境质量现状监测。
采样器具准备
工具类：
铁锹、铁铲、圆状取土钻、螺旋取土钻、竹片以及适合特殊采样要求的工具等。
器材类：
GPS、罗盘、照相机、卷尺、铝盒、样品袋、样品箱等。
文具类：
样品标签、采样记录表、铅笔、资料夹等。
安全防护用品：
工作服、工作鞋、安全帽、药品箱等。
监测项目：
镉、砷、铅、锌
采样：
采样点可采表层样或土壤剖面。
一般监测采集表层土，采样深度0～20cm，特殊要求的监测（土壤背景、环评、污染事故等）必要时选择部分采样点采集剖面样品。
剖面的规格一般为长1.5m，宽0.8m，深1.2m。
挖掘土壤剖面要使观察面向阳，表土和底土分两侧放置。
一般每个剖面采集A、B、C三层土样。
地下水位较高时，剖面挖至地下水出露时为止；山地丘陵土层较薄时，剖面挖至风化层。
对B层发育不完整（不发育）的山地土壤，只采A、C两层；
干旱地区剖面发育不完善的土壤，在表层5～20cm、心土层50cm、底土层100cm左右采样。
对A层特别深厚，沉积层不甚发育，一米内见不到母质的土类剖面，按A层5～20cm、A/B层60～90cm、B层100～200cm采集土壤。
草甸土和潮土一般在A层5～20cm、C1层（或B层）50cm、C2层100～120cm处采样。
采样次序自下而上，先采剖面的底层样品，再采中层样品，最后采上层样品。
测量重金属的样品尽量用竹片或竹刀去除与金属采样器接触的部分土壤，再用其取样。
剖面每层样品采集1kg左右，装入样品袋，样品袋一般由棉布缝制而成，如潮湿样品可内衬塑料袋（供无机化合物测定）或将样品置于玻璃瓶内（供有机化合物测定）。
采样的同时，由专人填写样品标签、采样记录；标签一式两份，一份放入袋中，一份系在袋口，标签上标注采样时间、地点、样品编号、监测项目、采样深度和经纬度。
采样结束，需逐项检查采样记录、样袋标签和土壤样品，如有缺项和错误，及时补齐更正。
将底土和表土按原层回填到采样坑中，方可离开现场,并在采样示意图上标出采样地点,避免下次在相同处采集剖面样。
标签和采样记录格式见表1、表2和图1。
表1土壤样品标签样式
土壤样品标签
样品编号：
采用地点：
东经北纬
采样层次：
特征描述：
采样深度：
监测项目：
采样日期：
采样人员：
表2土壤现场记录表
采用地点
东经
北纬
样品编号
采样日期
样品类别
采样人员
采样层次
采样深度（cm）
样品描述
土壤颜色
植物根系
土壤质地
砂砾含量
土壤湿度
其它异物
采样点示意图
自下而上植被描述
注1：
土壤颜色可采用门塞尔比色卡比色，也可按土壤颜色三角表进行描述。
颜色描述可采用双名法，主色在后，副色在前，如黄棕、灰棕等。
颜色深浅还可以冠以暗、淡等形容词，如浅棕、暗灰等。
黑
暗栗暗棕暗灰
栗棕灰
红棕黄棕浅棕
红橙黄浅黄白
图1土壤颜色三角表
注2：
土壤质地分为砂土、壤土（砂壤土、轻壤土、中壤土、重壤土）和粘土，野外估测方法为取小块土壤，加水潮润，然后揉搓，搓成细条并弯成直径为～3cm的土环，据土环表现的性状确定质地。
砂土：
不能搓成条；
砂壤土：
只能搓成短条；
轻壤土：
能搓直径为3mm直径的条，但易断裂；
中壤土：
能搓成完整的细条，弯曲时容易断裂；
重壤土：
能搓成完整的细条，弯曲成圆圈时容易断裂；
粘土：
能搓成完整的细条，能弯曲成圆圈。
注3：
土壤湿度的野外估测，一般可分为五级：
干：
土块放在手中，无潮润感觉；
潮：
土块放在手中，有潮润感觉；
湿：
手捏土块，在土团上塑有手印；
重潮：
手捏土块时，在手指上留有湿印；
极潮：
手捏土块时，有水流出。
注4：
植物根系含量的估计可分为五级：
无根系：
在该土层中无任何根系；
少量：
在该土层每50cm2内少于5根；
中量：
在该土层每50cm2内有5～15根；
多量：
该土层每50cm2内多于15根；
根密集：
在该土层中根系密集交织。
注5：
石砾含量以石砾量占该土层的体积百分数估计。
土壤采样样品流转
装运前核对：
在采样现场样品必须逐件与样品登记表、样品标签和采样记录进行核对，核对无误后分类装箱。
运输中防损：
运输过程中严防样品的损失、混淆和沾污。
对光敏感的样品应有避光外包装。
样品交接：
由专人将土壤样品送到实验室，送样者和接样者双方同时清点核实样品，并在样品交接单上签字确认,样品交接单由双方各存一份备查。
样品制备：
制样工作室要求：
分设风干室和磨样室。
风干室朝南（严防阳光直射土样），通风良好，整洁，无尘，无易挥发性化学物质。
制样工具及容器：
风干用白色搪瓷盘及木盘；
粗粉碎用木锤、木滚、木棒、有机玻璃棒、有机玻璃板、硬质木板、无色聚乙烯薄膜；
磨样用玛瑙研磨机（球磨机）或玛瑙研钵、白色瓷研钵；
过筛用尼龙筛，规格为2～100目；
样品分装：
装样用具塞磨口玻璃瓶，具塞无色聚乙烯塑料瓶或特制牛皮纸袋，规格视量而定。
制样程序
制样者与样品管理员同时核实清点，交接样品，在样品交接单上双方签字确认。
风干：
在风干室将土样放置于风干盘中，摊成2～3cm的薄层，适时地压碎、翻动，拣出碎石、砂砾、植物残体。
样品粗磨：
在磨样室将风干的样品倒在有机玻璃板上，用木锤敲打，用木滚、木棒、有机玻璃棒再次压碎，拣出杂质，混匀，并用四分法取压碎样，过孔径0.25mm（20目）尼龙筛。
过筛后的样品全部置无色聚乙烯薄膜上，并充分搅拌混匀，再采用四分法取其两份，一份交样品库存放，另一份作样品的细磨用。
粗磨样可直接用于土壤pH、阳离子交换量、元素有效态含量等项目的分析。
细磨样品：
用于细磨的样品再用四分法分成两份，一份研磨到全部过孔径0.25mm（60目）筛，用于农药或土壤有机质、土壤全氮量等项目分析；另一份研磨到全部过孔径0.15mm（100目）筛，用于土壤元素全量分析。
制样过程见图8-1。
样品分装
研磨混匀后的样品，分别装于样品袋或样品瓶，填写土壤标签一式两份，瓶内或袋内一份，瓶外或袋外贴一份。
注意事项
制样过程中采样时的土壤标签与土壤始终放在一起，严禁混错，样品名称和编码始终不变；
制样工具每处理一份样后擦抹（洗）干净，严防交叉污染；
分析挥发性、半挥发性有机物或可萃取有机物无需上述制样，用新鲜样按特定的方法进行样品前处理。
样品保存
按样品名称、编号和粒径分类保存。
新鲜样品的保存：
对于易分解或易挥发等不稳定组分的样品要采取低温保存的运输方法，并尽快送到实验室分析测试。
测试项目需要新鲜样品的土样，采集后用可密封的聚乙烯或玻璃容器在4℃以下避光保存，样品要充满容器。
避免用含有待测组分或对测试有干扰的材料制成的容器盛装保存样品，测定有机污染物用的土壤样品要选用玻璃容器保存。
具体保存条件见表3。
预留样品：
预留样品在样品库造册保存。
分析取用后的剩余样品：
分析取用后的剩余样品，待测定全部完成数据报出后，也移交样品库保存。
保存时间：
分析取用后的剩余样品一般保留半年,预留样品一般保留2年。
特殊、珍稀、仲裁、有争议样品一般要永久保存。
样品库要求：
保持干燥、通风、无阳光直射、无污染；要定期清理样品，防止霉变、鼠害及标签脱落。
样品入库、领用和清理均需记录。
表3新鲜样品的保存条件和保存时间
测试项目
容器材质
温度（℃）
可保存时间（d）
备注
金属（汞和六价铬除外）
聚乙烯、玻璃
＜4
180
砷
聚乙烯、玻璃
＜4
180
3.2.2土壤分析测定
3.2.2.1测定项目
镉、铅、砷、锌
3.2.2.2样品处理
全分解方法
普通酸分解法：
准确称取0.5g（准确到mg，以下都与此相同）风干土样于聚四氟乙烯坩埚中，用几滴水润湿后，加入10mLHCl（ρ1.19g/mL），于电热板上低温加热，蒸发至约剩5mL时加入15mLHNO3（ρ1.42g/mL），继续加热蒸至近粘稠状，加入10mlHF（ρ1.15g/mL）并继续加热，为了达到良好的除硅效果应经常摇动坩埚。
最后加入5mlHClO4（ρ1.67g/Ml），并加热至白烟冒尽。
对于含有机质较多的土样应在加入HClO4之后加盖消解，土壤分解物应呈白色或淡黄色（含铁较高的土壤），倾斜坩埚时呈不流动的粘稠状。
用稀酸溶液冲洗内壁及坩埚盖，温热溶解残渣，冷却后，定容至100mL或50mL，最终体积依待测成分的含量而定。
3.2.2.3分析方法
标准方法（即仲裁方法），按土壤环境质量标准中选配的分析方法（表4）。
表4土壤监测项目及分析方法
监测项目
监测仪器
监测方法
方法来源
镉
原子吸收光谱仪
石墨炉原子吸收分光光度法
GB/T17141-1997
原子吸收光谱仪
KI-MIBK萃取原子吸收分光光度法
GB/T17140-1997
砷
分光光度计
二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法
GB/T17134-1997
分光光度计
硼氢化钾-硝酸银分光光度法
GB/T17135-1997
铅
原子吸收光谱仪
石墨炉原子吸收分光光度法
GB/T17141-1997
原子吸收光谱仪
KI-MIBK萃取原子吸收分光光度法
GB/T17140-1997
锌
原子吸收光谱仪
火焰原子吸收分光光度法
GB/T17138-1997
注：
①《土壤理化分析》，1978，中国科学院南京土壤研究所编，上海科技出版社。
3.2.2.4分析记录与监测报告
分析记录
分析记录一般要设计成记录本格式，页码、内容齐全，用碳素墨水笔填写详实，字迹要清楚，需要更正时，应在错误数据（文字）上划一横线，在其上方写上正确内容，并在所划横线上加盖修改者名章或者签字以示负责。
分析记录也可以设计成活页，随分析报告流转和保存，便于复核审查。
分析记录也可以是电子版本式的输出物（打印件）或存有其信息的磁盘、光盘等。
记录测量数据，要采用法定计量单位，只保留一位可疑数字，有效数字的位数应根据计量器具的精度及分析仪器的示值确定，不得随意增添或删除。
数据运算
有效数字的计算修约规则按GB8170执行。
采样、运输、储存、分析失误造成的离群数据应剔除。
结果表示
平行样的测定结果用平均数表示,一组测定数据用Dixon法、Grubbs法检验剔除离群值后以平均值报出；低于分析方法检出限的测定结果以“未检出”报出，参加统计时按二分之一最低检出限计算。
土壤样品测定一般保留三位有效数字，含量较低的镉和汞保留两位有效数字,并注明检出限数值。
分析结果的精密度数据，一般只取一位有效数字，当测定数据很多时，可取两位有效数字。
表示分析结果的有效数字的位数不可超过方法检出限的最低位数。
土壤环境质量评价
土壤环境质量评价涉及评价因子、评价标准和评价模式。
评价因子数量与项目类型取决于监测的目的和现实的经济和技术条件。
评价标准常采用国家土壤环境质量标准、区域土壤背景值或部门（专业）土壤质量标准。
评价模式常用污染指数法或者与其有关的评价方法。
3.3.1土壤环境质量分类和标准分级
3.3.1.1土壤环境质量分类
根据土壤应用功能和保护目标，划分为三类：
I类为主要适用于国家规定的自然保护区（原有背景重金属含量高的除外）、集中式生活饮用水源地、茶园、牧场和其他保护地区的土壤，土壤质量基本上保持自然背景水平。
Ⅱ类主要适用于一般农田、蔬菜地、茶园果园、牧场等到土壤，土壤质量基本上对植物和环境不造成危害和污染。
Ⅲ类主要适用于林地土壤及污染物容量较大的高背景值土壤和矿产附近等地的农田土壤（蔬菜地除外）。
土壤质量基本上对植物和环境不造成危害和污染。
3.3.1.2标准分级
一级标准为保护区域自然生态、维持自然背景的土壤质量的限制值。
二级标准为保障农业生产，维护人体健康的土壤限制值。
三级标准为保障农林生产和植物正常生长的土壤临界值。
3.3.2各类土壤环境质量执行标准的级别
各类土壤环境质量执行标准的级别规定如下：
Ⅰ类土壤环境质量执行一级标准；
Ⅱ类土壤环境质量执行二级标准；
Ⅲ类土壤环境质量执行三级标准。
3.3.3标准值
本标准规定的三级标准值，见表5
表5土壤环境质量标准值
级别
一级
二级
三级
土壤pH值项目
自然背景
<
～
>
>
镉≤
汞≤
砷水田≤
15
30
25
20
30
旱地≤
15
40
30
25
40
铜农田等
35
50
100
100
400
果园≤
—
150
200
200
400
铅≤
35
250
300
350
500
铬水田≤
90
250
300
350
400
旱地≤
90
150
200
250
300
锌≤
100
200
250
300
500
镍≤
40
40
50
60
200
六六六≤
滴滴娣≤
污染指数、超标率（倍数）评价
土壤环境质量评价一般以单项污染指数为主，指数小污染轻，指数大污染则重。
当区域内土壤环境质量作为一个整体与外区域进行比较或与历史资料进行比较时除用单项污染指数外，还常用综合污染指数。
土壤由于地区背景差异较大，用土壤污染累积指数更能反映土壤的人为污染程度。
土壤污染物分担率可评价确定土壤的主要污染项目，污染物分担率由大到小排序，污染物主次也同此序。
除此之外，土壤污染超标倍数、样本超标率等统计量也能反映土壤的环境状况。
污染指数和超标率等计算公式如下：
土壤单项污染指数=土壤污染物实测值/土壤污染物质量标准
土壤污染累积指数=土壤污染物实测值/污染物背景值
土壤污染物分担率（%）=（土壤某项污染指数/各项污染指数之和）×100%
土壤污染超标倍数=（土壤某污染物实测值－某污染物质量标准）/某污染物质量标准
土壤污染样本超标率（%）=（土壤样本超标总数/监测样本总数）×100%
区块划分
根据土壤环境质量评价，将示范区分4个区块分别进行不同方法重金属土壤污染治理修复试验。
3.5.1特重污染区
采用淋洗法进行修复试验。
3.5.2重污染区
采用螯合剂植物修复
3.5.3一般污染区
采用富集性能好的植物
3.5.4轻度污染区
采用本土现有植物修复
工程设计方案
方案以植物修复为主，根据示范区土壤调查结果和土壤环境质量评价，针对不同区域污染物成分和浓度，有针对性选择栽植富集性能好的植物，不同区域选择不同的螯合剂增加植物的富集能力。
示范区内选取针对不同区域污染物成分和浓度，有针对性选择相应的淋洗剂和淋洗条件。
3.6.1淋洗法方案
在示范区内选取亩土壤分别采用HCl、柠檬酸和Na2-EDTA三种常用淋洗剂和不同的淋洗次数等条件进行土壤淋洗法重金属污染修复治理试验。
3.6.1.1材料
试验所供试的材料根据需要从市场采购，田间试验小区的建设标准要求建设。
3.6.1.2试验设计
试验设对照和常规2个处理，3次重复，单排式排列。
共6个小区（每小区14株）。
3.6.1.3田间管理
植物全生育灌水4次，施肥3次打药10次，对照管理，不施任何肥料和毒性高、易降解的农药；但可以施用低毒、易降解的农药。
3.6.2螯合剂研制方案
根据植物不同性质和重金属污染因子，研制不同组分、不同浓度的螯合剂，分片使用，通过植物生长观察、植物和土壤中浓度变化情况，筛选促进吸附能力能力强、成本低的螯合剂及其用量。
3.6.3植物修复的栽植方案
根据技术方案分别选用对重金属吸附能力强、生物量大且已在国内外开展试点修复工作的植物，初步筛选为蜈蚣草、印度芥菜、黑麦草、向日葵等绿色植物，根据监测的污染浓度等值线，采用间作方式分片区开展种植。
3.6.3.1土地整理
深耕翻土与污土混合，可以降低土壤中重金属的含量，减少重金属对土壤-植物系统产生的毒害。
根据示范区内现有土壤情况，土地平整只能在现场内进行土方调配，保证余土不外运，缺土也不外拉，尽量做到平衡和本标段利用。
（1）土地平整前组织测量队，按照项目区工程布置图，复测道路、沟渠、田块现状图，根据测量成果，按照土地平整、填平坑塘、道路土方，沟渠土方统筹安排，确定土方调配方安案。
（2）将表土用推土机或铲运机推运至低洼地填平。
（3）施工人员将土方调配方案向施工班组作技术交底。
（4）土地平整要根据推（运）土距离选择施工机械，距离100m以内用推土机推土，距离100～200m用铲运机铲运土。
（5）平整结束后，施工人员测量是否达到设计要求，确认过程可行后再将表层剥离土回填到各田块。
3.6.3.2施肥
施用有机肥改善土壤结构，减少化肥特别是磷肥的施用量，减少向土壤中重金属的施入量。
3.6.3.3螯合剂使用方案
根据种植方式，分别在土壤中拌合、根部浸沾或根部点施的方法实施。
3.6.3.4种植方式
多年生植物采用种苗，一年生植物采用种子种植
栽前的准备工作：
①、施工前施工单位应请示设计人员进行技术交底、落实花木计划、劳力、材料、机具、运输车辆等的准备工作；
②、整地：
清除施工场地内的建渣、砖石、更换种植土，整平欠细，做好地貌；
③、定点放线：
对图纸进行核对无误后，将各树种位置以及造
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