某矿山整治
可行性研究报告
目录
第一章总论 ................................................................................................................... 1 1.1 项目概况 ............................................................................................................. 1 1.2 可行性研究报告编制单位 ................................................................................. 2 1.3 研究工作的编制依据和原则 ............................................................................. 2 1.4 主要技术经济指标 ............................................................................................. 5 1.5 结论 ..................................................................................................................... 6 第二章项目背景及建设的必要性 ............................................................................... 9 2.1 项目背景 ............................................................................................................. 9 2.2 污染成因 ........................................................................... 错误！未定义书签。 2.3 环境污染现状 ................................................................... 错误！未定义书签。 2.4 项目治理范围 ................................................................................................... 13 2.5 污染危害 ........................................................................................................... 14 2.6 项目建设必要性 ............................................................................................... 16 第三章工程建设地点及条件 ..................................................................................... 18 3.1 建设地点 ........................................................................................................... 18 3.2 建设条件 ........................................................................... 错误！未定义书签。 第四章建设内容及规模 ............................................................................................. 18 4.1 建设规模 ........................................................................................................... 18 4.2 建设内容 ........................................................................................................... 18 第五章工程建设方案 ................................................................................................. 20 5.1 技术筛选 ........................................................................................................... 20 5.2 技术方案 ........................................................................................................... 32 5.3 工程方案 ........................................................................................................... 45 5.4 设备方案 ........................................................................................................... 49 第六章总图运输及辅助设施 ..................................................................................... 50 6.1 厂区概述 ........................................................................................................... 50 6.2 总图布置 ........................................................................................................... 50 6.3 场内道路与运输 ............................................................................................... 51 6.4 公用辅助工程 ................................................................................................... 51 第七章环境保护及水土保持 ..................................................................................... 53 7.1 环境保护 ........................................................................................................... 53 7.2 水土保持 ........................................................................................................... 57 第八章节能 ................................................................................................................. 59 8.1 节能原则 ........................................................................................................... 59 8.2 编制依据 ........................................................................................................... 59 8.3 能耗概况 ........................................................................................................... 60 8.4 节能措施 ........................................................................................................... 62
第九章劳动安全、卫生防护与消防 ......................................................................... 65 9.1 劳动安全与卫生防护 ....................................................................................... 65 9.2 消防 ................................................................................................................... 66 第十章组织机构与劳动管理 ..................................................................................... 68 10.1 组织机构及工作制度 ..................................................................................... 68 10.2 劳动定员 ......................................................................................................... 68 第十一章项目实施进度及招标计划 ......................................................................... 69 11.1 建设周期规划 .................................................................................................. 69 11.2 项目实施进度规划 .......................................................................................... 69 11.3 项目招标管理 .................................................................................................. 69 第十二章投资估算 ..................................................................................................... 72 12.1 工程概况 ......................................................................................................... 72 12.2 编制依据 ......................................................................................................... 72 12.3 其他建设费用的确定 ..................................................................................... 72 12.4 工程总投资 ..................................................................................................... 73 12.5 资金筹措及投资使用计划 ............................................................................. 73 第十三章经济评价 ..................................................................................................... 77 13.1 编制说明 ......................................................................................................... 77 13.2 成本分析 ......................................................................................................... 77 13.3 财务分析 ......................................................................................................... 77 13.4 国民经济评价 ................................................................................................. 77 第十四章风险分析与社会评价 ................................................................................. 81 14.1 风险分析 ......................................................................................................... 81 14.2 降低风险的主要措施 ..................................................................................... 83 14.3 社会评价 ......................................................................................................... 83 第十五章社会效益和环境效益 ................................................................................. 85 15.1 社会效益 ......................................................................................................... 85 15.2 环境效益 ......................................................................................................... 85 第十六章结论与建议 ................................................................................................. 86 16.1 结论 ................................................................................................................. 86 16.2 建议 ................................................................................................................. 87
第一章 总 论
1.1 项目概况
1.1.1项目名称
矿山地区环境综合整治工程 1.1.2项目建设地点 1.1.3项目建设单位 1.1.4项目建设内容与规模 1.1.4.1建设规模
本项目主要对锡矿山地区382.19万m2重金属污染土壤进行综合治理，综合治理土方总量为152.87万m3，其中：林业用地370.19万m2，治理土方量148.07万m3；工业用地12.00万m2，治理土方量4.80万m3。 1.1.4.2建设内容
针对不同的污染土地用地类型，本项目采用不同的治理技术。林业用地采取植物修复技术，工业用地采取原位稳定化技术。本项目主要建设内容如下：
1、植物修复工程
（1）项目采用植物修复技术对锡矿山地区370.19万m2林业用地进行综合治理，共种植大叶女贞106.56万株、七里香91.58万株、蜈蚣草112.11万株。
（2）污染土壤经植物修复后，重金属砷富集于树枝、落叶等，需对其进行收集处臵。本项目建设1座生物质处理车间，占地6809.6m2，处理规模为250t/d，年处理树枝等生物质1.5万t，运行时间10年。生物质处理车间主要建设4座50m×20m×8m的简易生物质堆棚，1座20m×10m×5m的生物质焚烧车间，1座容积
1
为650m3的灰渣库，配套1台最大出力为11t/h的卧式破碎机，1台处理量为11t/h的焚烧炉，1套收灰量为0.75t/h的小型布袋除尘装臵。
（3）焚烧树枝等生物质产生的1.2万t灰渣运至冷水江危险固废处臵中心进行安全处臵。
2、原位稳定化工程
项目采用原位稳定化技术对锡矿山地区12.00万m2的工业用地进行综合治理。选取生石灰作为土壤重金属稳定剂，用量8160.4t。土壤表面用草袋养护，养护面积12.00万m2。 1.1.5项目工期
本项目总工期12年，其中：建设期2年，2014年1月开始，2015年12月结束；治理期10年，2016年1月开始，2025年12月结束。 1.1.6投资估算与资金筹措
本项目总投资18392.73万元，其中：工程费用15381.62万元，工程建设其他费1339.05万元，基本预备费1672.07万元。项目所需资金全部由建设单位自筹。
1.2报告编制单位 1.3编制依据和原则
1.3.1编制原则
本次可行性研究报告按照下列原则进行编制：
（1）本项目建设以国家环境保护相关法律、法规、规章、政策和规划为根据，通过项目的实施，促进环境效益、经济效益和社会效益的统一，以保护生活环境、生态环境和人体健康。
（2）在城乡总体规划指导下，以专业规划为基础，采取全面规划、分期实施的原则，使工程建设与城乡发展相协调，充分发挥建设项目的社会、环境和经济效益。
2
（3）积极采用先进技术，选择国内外先进、可靠、高效、运行管理方便、检修维护简便的设备。
（4）采用高效节能、稳妥可靠、简单易行的处理工艺，确保处理效果，节省工程投资，降低运行成本。 1.3.2编制依据
1、法律、法规
（1）《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》
（2）《中华人民共和国环境保护法》（1989年12月26日） （3）《中华人民共和国清洁生产促进法》
（4）《中华人民共和国水污染防治法》（2008年2月28日修订） （5）《中华人民共和国水污染防治法实施细则》（2000年3月20日，国务院令第284号）
（6）《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》（2004年12月29日修订）
（7）《建设项目环境保护管理条例》（国务院第253号1998年11月29日）
（8）《国家危险废物名录》
（9）《资源综合利用目录（2003年修订）》（发改环资〔2004〕73号）
（10）《湖南省国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》 （11）《关于组织申报2012年湘江流域重金属污染治理中央预算内备选项目的通知》（湘发改环资〔2012〕197号）
（12）《湖南省湘江流域水污染防治条例》 （13）《湖南省环境保护条例》 2、标准及规范
3
（1）《土壤环境质量标准》（GB15618-1995） （2）《室外排水设计规范》（GB50014-2006） （3）《地表水环境质量标准》（GB3838-2002） （4）《地下水质量标准》（GB/T14848-93） （5）《污水综合排放标准》（GB8978-1996）
（6）《一般工业固体废物贮存、处臵场污染控制标准》（GB18599-2001）
（7）《危险废物填埋污染控制标准》（GB18598-2001） （8）《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》 （9）《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2002） （10）《工业企业总平面设计标准》（GB50187-1993） （11）《恶臭污染物排放标准》（GB14554-1993） （12）《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996） （13）《工业企业厂界环境噪声标准》（GB12348-2008） （14）《城镇环境卫生设施设臵标准》（CJJ27-2005） （15）《城市废渣转运站设计规范》（CJJ47-91）
（16）《生活废渣卫生填埋场封场技术规程》（CJJ112-2007） （17）《城市生活废渣卫生填埋场运行维护技术规程》（CJJ93-2003）
（18）《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006） （19）《环境空气质量标准》（GB3095-1996）
（20）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002） （21）《给水排水管道工程施工质量验收规范》（GB50268-97） （22）《给水排水构筑物施工及验收规范》（GBJ141-90） （23）《10kV及以下变电所设计规范》（GB50053-94） （24）《供配电系统设计规范》（GB50052-95）
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（25）《低压配电设计规范》（GB50054-95）
（26）《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94）（2000年版） （27）《民用建筑电气设计规范》（JGJ 16-2008） （28）《建筑设计防火规范》（GB50016-2006） （29）《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008） （30）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）（2006年版） （31）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）
（32）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）（2008年版） （33）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
（34）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002） （35）《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002） （36）《污染场地环境检测技术导则》（征求意见稿） （37）《污染场地修复技术导则》（征求意见稿）
（38）《展览会用地土壤环境质量评价标准》（暂行）（HJ350-2007） （39）《湖南省主要水系地表水环境功能区划》（DB43/023-2005） 3、其他
（1）《湘江流域重金属污染治理实施方案》 （2）《冷水江市土地利用总体规划（2006-2020）》 （3）《冷水江市城乡一体化规划（2004-2020）》 （4）冷水江市人民政府提供的相关资料。
1.4 主要技术经济指标
项目主要技术经济指标见表1-1。
表1-1 主要技术经济指标表
序号 1 1.1 1.1.1 指标名称 设计规模 治理重金属污染土壤面积 其中：林业用地 单位 万m2 万m2 参数 382.19 370.19 备注 植物修复 5 序号 1.1.2 2 2.1 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4 2.2 2.2.1 2.2.2 3 3.1 3.2 4 5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.4.1 6 6.1 指标名称 工业用地 建设内容 植物修复工程 种植大叶女贞 种植七里香 蜈蚣草 生物质处理车间处理量 原位稳定化工程 生石灰 草袋 工程分期 其中：建设期 治理期 劳动定员 总投资 工程费用 工程建设其他费用 基本预备费 资金筹资 自筹 环境效益 安全处臵砷量 单位 万m2 万株 万株 万株 t/d t 万m2 a a a 人 万元 万元 万元 万元 万元 t 参数 12.00 106.56 91.58 112.11 250 8160.4 12.00 12 2 10 21 18392.73 15410.56 1310.10 1672.07 18392.73 536.00 备注 原位稳定化 1座，占地6809.6m2 1.5 结论
1、上世纪90年代前，由于技术、资金，特别是环保监管薄弱、环保意识不强等历史原因的制约，锡矿山地区的229家锑冶炼企业随意、无组织排放工业三废，导致锡矿山地区受到了严重的重金属污染。根据监测结果，锡矿山地区370.19万m2林业用地土壤重金属含量超出《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）三级标准，12.00万m2工业用地土壤重金属含量超出《展览会用地土壤环境质量评价标准》（暂行）中的B级标准，现有土壤质量无法满足《冷水江市土地利用总体规划（2006-2020）》的用地需求，因此，冷水江市政府决定对受污染区域开展锡矿山地区环境综合整治工程。
2、建设地点的自然条件（地形地貌、水文、地质等）、社会条
6
件（交通、供水供电条件等）均能满足本项目建设需求。
3、本项目对锡矿山地区382.19万m2重金属污染土壤进行综合治理，治理土方总量为152.87万m3。主要建设内容为：对370.19万m2受污染林业用地进行植物修复，种植大叶女贞106.56万株、七里香91.58万株、蜈蚣草112.11万株，并配套建设1座生物质处理车间，处理规模250t/d，年焚烧树枝等生物质1.5万t，灰渣运至冷水江危险固废处臵中心进行安全处理；对12.00万m2的受污染工业用地进行原位稳定化处理，选取生石灰作为土壤重金属稳定剂，表面用草袋养护。
4、本项目采用植物修复技术对重金属污染林业用地进行综合治理，采用原位稳定技术对重金属污染工业用地进行综合治理，所有技术成熟可靠，并已有成功工程案例。
5、本项目采用项目部的管理形式对工程的建设及运行进行管理，定员21人。
6、本项目总工期12年，其中：建设期2年，2014年1月开始，2015年12月结束；治理期10年，2016年1月开始，2025年12月结束。
7、本项目总投资18392.73万元，其中：工程费用15410.56万元，工程建设其他费用1310.10万元，基本预备费1672.07万元。项目所需资金全部由建设单位自筹。
8、本项目自身无直接经济效益，但投产运行后能修复污染场地382.19万m2，安全处臵重金属砷536t，降低了重金属As对涟溪河沿岸周边环境的影响，提高了当地的生态环境质量，改善了当地居民的生产、生活环境，具有良好的环境效益和社会效益。项目无直接经济效益，但项目建设完成后可带动锡矿山地区土地增值，潜在经济效益显著。
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9、本可研从项目建设必要性、建设条件、建设方案、环保、投资及效益等方面进行了论证，结果表明，本工程具有较好的技术和环境可行性。
8 锡矿山地区环境综合整治工程 可行性研究报告 第二章 项目背景及建设的必要性
2.1 项目背景
2.1.1项目所在地区概况 2.3.2地表水环境质量现状
1、
环境保护监测站对水质进行监测，共设臵了6个河道监测断面（监测布点见图2-5），在监测断面的河道中泓垂线上采集水面下0.5m处的水样（河道水质监测数据见表2-3），参照《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）III类标准分析可知，6个监测断面CODCr、NH3-N、Pb、Cr6+、Cd、Ni、Cu、Zn等均未超过标准限值，但As和Sb两种重金属元素出现不同程度的超标现象，其中：A1-1、A2-1、A3-1、A6-1等4个监测点位As含量均超过《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）III类标准限值0.05mg/L，最大超标倍数54.7倍；A2-1、A3-1等2个监测点位Sb含量均超过《工业废水中锑污染物排放标准》（DB43/350-2007）标准限值0.5mg/L，最大超标倍数4.83倍。以上监测结果表明，河流水质受到不同程度的重金属污染。
9 锡矿山地区环境综合整治工程 可行性研究报告 表2-3 地表水水质监测结果（单位：pH无量纲，其他mg/L）
监测点位 A1-1 A2-1 A3-1 A4-1 A5-1 A6-1 是否超标 III类水体标准值 pH 7.22 6.93 7.32 6.88 6.54 7.25 / / COD 11 9 10 12 8 9 否 20 NH3-N 0.137 0.099 0.106 0.139 0.088 0.121 否 1 Pb 0.01L 0.01L 0.01L 0.01L 0.01L 0.01L 否 0.05 As 0.213 2.418 2.736 0.009 0.001 0.116 是 0.05 *Sb Cr6+ Cd 0.001L 0.001L 0.001L 0.001L 0.001L 0.001L 否 0.005 Ni 0.0001L 0.0001L 0.0001L 0.0001L 0.0001L 0.0001L 否 0.02 Cu 0.001L 0.001L 0.001L 0.001L 0.001L 0.001L 否 1.0 Zn 0.01L 0.01L 0.01L 0.01L 0.01L 0.01L 否 1.0 0.367 0.005L 1.981 0.005L 2.415 0.005L 0.062 0.005L 0.002 0.005L 0.263 0.005L 是 0.5 否 0.05 注：*Sb的水污染物排放标准采用《工业废水中锑污染物排放标准》（DB43/350-2007）
10 锡矿山地区环境综合整治工程 可行性研究报告 2、
环境保护监测站对地表水水质进行监测，共设臵了11个河道监测断面（监测布点见图2-6），在监测断面的河道中泓垂线上采集水面下0.5m处的水样（河道水质监测数据见表2-4），参照《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）III类标准分析可知，11个监测断面CODCr、NH3-N、Pb、Cr6+、Cd、Ni、Cu、Zn等均未超过标准限值，但As和Sb两种重金属元素出现不同程度的超标现象，其中：B7-1、B9-1、B11-1等3个监测点位As含量均超过《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）III类水体标准限值0.05mg/L，最大超标倍数14.84倍；B9-1、B11-1、B12-1等3个监测点位Sb含量均超过《工业废水中锑污染物排放标准》（DB43/350-2007）标准限值0.5mg/L，最大超标倍数9.01倍，表明河流地表水水质受重金属污染严重。
11 锡矿山地区环境综合整治工程 可行性研究报告 表2-4地表水水质监测结果（单位：pH无量纲，其他mg/L）
监测点位 B7-1 B8-1 B9-1 B10-1 B11-1 B12-1 B13-1 B14-1 B15-1 B16-1 B17-1 是否超标 III类水体标准值 pH 8.05 7.32 8.18 7.95 8.05 6.72 7.10 7.25 7.09 7.65 7.58 / / COD 8 9 10 7 12 13 15 10 12 8 9 否 20 NH3-N 0.085 0.022 0.503 0.290 0.858 0.821 0.973 0.167 0.798 0.465 0.512 否 1 Pb 0.01L 0.01L 0.01L 0.01L 0.01L 0.01L 0.01L 0.01L 0.01L 0.01L 0.01L 否 0.05 As 0.132 0.0008 0.742 0.006 0.304 0.006 0.005 0.0002 0.005 0.001 0.003 是 0.05 Sb 0.251 0.001 4.505 0.023 2.175 1.234 0.208 0.0003 0.186 0.005 0.006 是 0.5 Cr6+ 0.005L 0.005L 0.005L 0.005L 0.005L 0.005L 0.005L 0.005L 0.005L 0.005L 0.005L 否 0.05 Cd 0.001L 0.001L 0.002 0.001L 0.001L 0.001L 0.001L 0.001L 0.001L 0.001L 0.001L 否 0.005 Ni 0.0001L 0.0001L 0.0001L 0.0001L 0.0001L 0.0001L 0.0001L 0.0001L 0.0001L 0.0001L 0.0001L 否 0.02 Cu 0.001L 0.001L 0.001L 0.001L 0.001L 0.001L 0.001L 0.001L 0.001L 0.001L 0.001L 否 1.0 Zn 0.05L 0.05L 0.05L 0.05L 0.05L 0.05L 0.05L 0.05L 0.05L 0.05L 0.05L 否 1.0 注：*Sb的水污染物排放标准采用《工业废水中锑污染物排放标准》（DB43/350-2007）
12
2.4项目治理范围
两侧825m范围内，分布着152家锑品冶炼企业（现已关闭），形成了20个砷碱渣堆，据2.3节环境监测结果分析：有15个砷碱渣堆周边土壤中砷的含量超出了《土壤环境质量标准》（15618-1995）中的三级标准。因此确定本项目治理范围为：沿县道两侧825m范围内区域，总面积3972254m2（见图2-7）。
据现场调查，本项目污染区域内含农户128户、废弃厂房152家，占地面积59210m2；砷碱渣堆20个，占地面积91134m2（见表2-5）。由于本项目污染范围内砷碱渣堆的治理已列入锡矿山地区野外混合渣二期工程治理范围，农户及废弃厂房在下一步工作中进行治理。因此，确定本项目的治理面积为3821910m2。
表2-5锡矿山地区污染区域土地利用情况一览表
序号 1 2 3 4 名称 污染区域总面积 农户及废弃厂房面积 砷碱渣堆面积 本项目治理面积 单位 m2 m2 m2 m2 数量 3972254 59210 91134 3821910 备注 农户128家，废弃厂房152家 依据《土地利用总体规划（2006-2020）》可知，受污染土地主要包括林业用地3701850m2，工业用地120060m2，根据《锡矿山地区土壤监测报告》，受污染区域污染深度为40cm，则需治理土方总量为1528764m3（见表2-6）。
表2-6 重金属污染土壤治理土方量一览表
序号 1 2 3 规划用地性质 林业用地 工业用地 合计 面积（m2） 3701850 120060 3821910 治理深度（cm） 40 40 治理土方量（m3） 1480740 48024 1528764
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工业用地 林业用地 图2-7 治理修复范围图
2.5污染危害
1、环境危害
锡矿山地区以往生长一些以冬茅为主的禾本科植物，其边缘地段可见油茶、喜树等木本植物，然而，近些年由于锑冶炼企业工业三废的随意排放，导致该地区土壤中重金属砷最大超标倍数为27.18倍，植物无法生长，土地裸露，植被退化严重，致使锡矿山地区水土流失日趋严重，并成为山体崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害发生的根本原因。不仅如此，因锡矿山地区山高坡陡，泥沙随雨水流下，导致山下水库、涟溪河淤塞，防洪蓄水能力大幅下降（见图2-8、2-9）。
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图2-8 植被退化现场图
图2-9阻塞现场图
2、社会危害
至2008年底，锡矿山地区已发生多起砷中毒事件，其中锡矿山办事处联盟居委会1996年发生一起最大的砷中毒事件，中毒人数高达130余人，地下水中砷的浓度高达2mg/L，超过饮用水标准40余倍。在此之后，2008年9月矿山办事处联盟居委会、矿山乡新生村发生13人疑似砷中毒事件，经检测，两地井水中砷的含量分别超标153.4倍和27.9倍。因此，砷污染已经严重危害了当地居民的生存环境，亟需采取有效措施进行综合整治。
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2.6项目建设必要性
2.6.1落实湘江流域重金属污染治理相关政策的需要
根据《中华人民共和国环境保护法》、《国务院办公厅转发环境保护部等部门关于加强重金属污染防治工作指导意见的通知》（国办发〔2009〕61号）、《湖南省湘江流域水污染防治条例》（湖南省第九届人民代表大会常务委员会公告第99号）等法律、法规以及相关规划的要求，国家发改委、环境保护部、湖南省人民政府会同国务院有关部门组织制定了《湘江流域重金属污染治理实施方案》（以下简称《实施方案》），《实施方案》以“惠民生，调结构，控风险”为主线，明确了“保障民生安全、控制工业污染源、治理历史遗留污染”三大核心任务，并布局了一批治理项目。《实施方案》涉及湖南省境内的永州、郴州、衡阳、株洲、湘潭、娄底、长沙、岳阳等8个地级市67个县（市、区）
2.6.2恢复锡矿山生态环境，解除村民身体健康威胁的需要
本项目重金属污染土壤面积达382.19万m2，分布在锡矿山地区的9个居委会境内，污染面广，且污染严重，土壤中的重金属元素As最大超标倍数达27.18倍，导致锡矿山地区植被退化严重，影响当地居民的生产、生活。因此，项目的实施是恢复锡矿山地区生态环境的需要，也是保障当地居民生命安全、解除当地村民身体健康威胁的需要。
2.6.3实现经济增长和环境保护协调发展的需要
凭借丰富的矿产资源实现了几十年经济的飞速发展，但随着矿产资源的逐渐枯竭，原有的经济发展必须转变。经济转型的实现必须有良好的生态环境作保证，才能实现经济的可持续发展。
本项目为环境综合整治工程，是深得民心的生态建设工程。本
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项目实施后，将改善当地生态环境，最大限度地保障当地居民的身体健康，具有良好的环境效益和社会效益。因此，本项目的实施对锡矿山地区乃至经济建设具有一定的促进作用，是实现经济增长和环境保护协调发展的需要，也是实现锡矿山地区和可持续发展的需要。
社会稳定、促进当地经济、环境、社会可持续发展具有重大作用。
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第三章 工程建设地点及条件
3.1 建设地点
第四章 建设内容及规模
4.1 建设规模
本项目主要对锡矿山地区382.19万m2重金属污染土壤进行综合治理，综合治理土方总量为152.87万m3，其中林业用地370.19万m2，治理土方量148.07万m3；工业用地12.00万m2，治理土方量4.80万m3。
4.2建设内容
针对不同的污染土地用地类型，本项目采用不同的治理技术。林业用地采取植物修复技术，工业用地采取原位稳定化技术。本项目主要建设内容如下：
1、植物修复工程
1）项目采用植物修复技术对锡矿山地区370.19万m2林业用地进行综合治理，共种植大叶女贞106.56万株、七里香91.58万株、蜈蚣草112.11万株。
2）污染土壤经植物修复后，重金属砷富集在树枝、落叶等之中，需对其进行收集处臵。本项目建设1座生物质处理车间，占地6809.6m2，处理规模为250t/d，年处理树枝等生物质1.5万t，运行时间10年。生物质处理车间主要建设4座50m×20m×8m的简易生物质堆棚，1座20m×10m×5m的生物质焚烧车间，1座容积为650m3的灰渣库，配套1台最大出力为11t/h的卧式破碎机，1台处理量为11t/h的焚烧炉，1套收灰量为0.75t/h的小型布袋除尘装臵。
3）焚烧树枝等生物质产生的1.2万t灰渣运至危险固废处臵中心
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进行安全处臵。
2、原位稳定化工程
项目采用原位稳定化技术对锡矿山地区12.00万m2的工业用地进行综合治理。选取生石灰作为土壤重金属稳定剂，用量8160.4t。土壤表面用草袋养护，养护面积12.00万m2。
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第五章 工程建设方案
5.1技术筛选
重金属污染土壤修复技术主要有物理修复、化学修复、生态修复和复合修复。物理化学修复主要包括电动修复、土壤固化/稳定化、土壤淋洗、隔离包埋技术和热冶分离技术等；生态修复主要包括植物稳定/植物固化、植物提取、植物挥发、植物过滤、水力泵技术、微生物修复技术和动物修复技术等。 5.1.1物理修复
1、翻土法和客土法
土壤污染大都集中在0~30cm表层，翻土法就是通过深耕土壤使聚集在土壤表层的重金属污染物分散到更深的层次，该法适用于土层较深厚的土壤；客土法就是在污染的土壤上加入大量的干净土壤或与原来的土壤混匀，使污染物浓度降低到临界危害浓度以下。这些方法最早在英国、荷兰、美国等国家应用，对于治理土壤重金属污染，降低作物体内重金属含量是一种行之有效的方法。日本富士县神川通流域镉污染土壤的治理就是利用了客土法，通过挖去表层15cm土壤，压实土心并覆盖20~30cm客土，再通过适当的水肥管理，使当地水稻中的镉含量符合卫生标准的要求，日本有近1/3的Cd污染稻田通过客土等工程治理之后恢复了正常。翻土法和客土法需大量人力、物力和财力，在一定程度上降低了土壤肥力，且在处理重金属污染土壤方面较消极，其对污染土壤采取臵之不理或回避的态度，并没有在实质上修复污染的土壤，所以在土壤重金属修复过程中常与其它土壤重金属修复技术配套使用。客土法技术路线如图5-1。
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前期工作 测量土地及临时道路修整 挖运土石方 土地整理 客土法（种植土回填） 生态恢复 图5-1 客土法技术路线图
根据文献中已有案例分析，客土法成本预算如表5-1所示。
表5-1 客土法处理费用
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 项目 挖方工程 填方工程 运输 购臵土方费用 固化 填埋 其他费用（油、电等） 人员费用 合计 单位 m3 m3 m3/km m3 m3 m3 万元 万元 单价（元） 10 15 2 40 300 15 总量 912456 1216608 29750370 1216608 912456 1824912 金额（万元） 912.46 1824.91 5950.07 4866.43 27373.68 2737.37 279.63 200 43864.92 根据表5-1所示，客土法单位处理成本为288.5元/m2。客土法工程量大，投资成本高，且污染土壤的后期处理工艺复杂，处臵不当还存在二次污染的风险，因此本方法适合于小范围的重度
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污染。
2、土壤固化/稳定化法（soil solidification/stabilization） 土壤固化/稳定化法是将重金属污染地土壤按一定比例与固化剂混合，经熟化最终形成渗透性很低的固体混合物。该技术的关键在于成功地选择一种经济而有效的固化剂，目前常用的固化剂主要有水泥、硅酸盐、高炉矿渣、石灰、窑灰、粉煤灰、沥青等。土壤固化/稳定化技术通常用于重金属和放射性物质污染土壤的无害化处理，以防止或者降低污染土壤释放有害化学物质过程。固化/稳定化法对修复金属污染效果明显，而且不存在破坏性技术，As、Pb、Cr6+、Hg、Cd、Cu、Zn都可采用固定方法。采用高炉渣含量不超过80%的水泥固化Cr污染土壤的结果表明，Cr浓度超过1000mg/kg的土壤经固化后，浸提出的Cr浓度可以低于5mg/kg。而且，随着高炉渣比例的提高，浸提液中的Cr浓度进一步降低，固化后的混合物强度很大，可以用于建筑、铺路等。
土壤固化/稳定化法的影响因素很多，包括污染介质化学成分、污染物数量、含水量及环境温度等。这些因素可影响污染物与固化剂间的结合力，影响固化效果。土壤固化/稳定化技术现已商业化，在许多重金属（如镉、铅、砷和汞等）污染场地的治理中得到广泛的应用。施加土壤固化剂可使重金属固定在土壤中或转变成对生物无效的形态，亦或与目标元素产生颉颃作用。技术路线如图5-2。
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土壤污染检测 土壤固化剂/稳定剂选择 需要量计算及方案确定 施加土壤固化剂/稳定剂 效果检测 工程验收 图5-2土壤固化/稳定化法技术路线图
土壤固化/稳定化法费用预算如表5-2所示。
表5-2 土壤固化/稳定化法技术处理费用一览表
序号 1 2 3 4 5 项目 石灰 磷酸盐类 运输 施加土壤固化剂 其他费用（油、电等） 合计 单位 t t t/km m3 单价（元） 520 5000 2 总量 98700 30420 6456000 金额（万元） 5132.4 15210 1291.2 51.4 522.8 22207.8 治理2280亩土壤需要施加土壤改良剂如生石灰约98700t、磷酸盐类30420t，加上其他费用，土壤固化/稳定化法单位处理成本约为146元/m2。
3、隔离包埋技术
隔离包埋技术（Isolation and containment）是采用物理方法
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将重污染土壤与其周围环境隔离开来，减少重金属对周围环境的污染或增加重金属的土壤环境容量。通常采用钢铁、水泥、皂土或灰浆等材料，在污染土壤周围修建隔离墙，以防止污染地区的地下水流到周围地区，其中以水泥应用最为普遍。为减少地下水的下渗，还可以在污染土壤表面覆盖一层合成膜，或在污染土壤底部铺一层水泥和石块混合层。
隔离包埋技术适用于重金属废渣和尾矿区的治理，对大面积的重金属污染土壤的修复并不适用，且隔离包埋破坏了当地的生态结构，使土壤无法再次利用。
4、热处理技术
热处理技术（thermal treatment）利用某些金属在一定温度下挥发的原理，将重金属从污染土壤中“蒸发”出来以达到修复土壤的目的，“蒸发”出来的金属可以再回收或固定。这一技术主要应用于具有较高回收率的重污染土壤，如汞污染土壤。据Roh研究，热处理法可将土壤中汞的浓度从约280mg/kg降低到20mg/kg。由于600℃处理时，土壤的物理化学性质和矿物质组分会发生显著的变化，因此，一般在350℃或400℃处理土壤，将处理后的土壤运回原地并辅以适当的水肥管理和种植措施，可使污染土壤逐步恢复其生产力，所开发的Cement Lock热化学处理方法，已被用于新泽西港的疏浚底泥处理。重金属污染土壤和石灰经熔融、淬火过程形成光纤类物质，再和水泥研磨成粉后制成建筑材料。
汞修复公司（MRS）开发的技术己经投入商业使用，它将专利材料和汞污染材料在150~650℃混合，能够整批处理、连续处理或间隔处理，不产生废液和二次污染。 5.1.2化学修复
1、土壤淋洗（soil washing/flushing）
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土壤淋洗技术（soil washing/flushing）是指借助能促进土壤环境或污泥中污染物溶解或迁移作用的溶剂，通过水力压头推动清洗液，将其注入到被污染土层中，然后再把包含有污染物的液体从土层中抽提出来，进行分离和污水处理的技术。这一过程可能包括物理、化学或物理化学反应。淋洗技术既可以在原位进行修复，也可进行异位修复。
土壤淋洗的关键是寻找合适的提取剂，既能够提取各种形态的重金属，又不破坏土壤结构。常用的提取剂主要有：硝酸、盐酸、磷酸、硫酸、氢氧化钠、草酸、柠檬酸、EDTA和DTPA等。试验结果证明，EDTA可提高金属离子的移动性，使之从土壤表层淋洗到下层，EDTA对Cd、Fe和Zn的淋洗效果较好，而对Mn的效果较差。
日本学者曾将EDTA（30kg/a）洒在稻田或旱地中（土壤含镉量分别为10.4mg/kg和27.9mg/kg），淹水和小雨淋洗，清洗1~2次，水量以能到达根层以外而未到达地下水位为宜。如此清洗一次可使耕层土壤Cd含量降低50%，清洗两次使稻米镉含量减少81%。
2、氧化/还原修复技术
通过失去电子改变金属原子价态的过程称为氧化反应，氧化反应既可以修复重金属污染土壤，也可以用来修复有机污染土壤。氧化修复技术是指将化学氧化剂注入土壤渗透层或地下水中，以氧化其中的污染物质。该技术所需的工程周期一般在几天至几个月不等，具体因待处理污染区域的面积、氧化剂的输送速率、修复目标值及地下含水层的特性等因素而定。常用的氧化剂包括高锰酸钾、过氧化氢、次氯酸盐和氯气，锰是地壳中大量存在的元素，天然土壤中也有MnO2存在，因此用高锰酸钾（KMnO4）的
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稳定性较好，也更容易处理。
通过获得电子改变金属价态的过程称为还原反应。该技术是利用化学还原剂将污染物还原为难溶态，从而使污染物在土壤环境中的迁移性和生物可利用性降低。常用的还原剂包括碱金属（Na、K）、二氧化硫、亚硝酸盐和硫酸亚铁。还原方法常与其他化学方法结合使用。
3、电动修复（Electrokinetic remediation）
电动修复技术即通过在污染土壤两侧施加直流电压形成电场梯度，土壤中污染物质在电场作用下通过电迁移、电渗流或电泳的方式被带到电极两端，从而使污染土壤得以修复的方法。电迁移指带电离子在土壤溶液中朝向带相反电荷电极方向的运动，即阳离子向阴极方向移动，阴离子向阳极方向移动。当电极池中的污染物达到一定浓度时，便可通过收集系统排入废水池，按废水处理方法进行集中处理。土壤电动修复装臵主要包括：提供直流电压的DC电源，阴、阳极电解池和阴、阳电极，处理导出污染液体的处理装臵等。
电动修复技术是一种有效的土壤修复技术，其不需要化学药剂的投入，修复过程对环境几乎没有任何负面影响，与其他技术相比，电动修复技术也更容易为大众所接受。特别适合于低渗透的粘土和淤泥土壤或异质土壤的修复，但当土壤含水率低于10%时，该技术的处理效果降低，且在电场的作用下，可能产生氯气、三氯甲烷、丙酮等有害副产物。
目前，国外科研人员已经发展了多种土壤电动修复技术，如 Lasagna TM技术、Electro-Klean TM电动分离技术，并成功应用于污染土壤的修复。Electro-Klean TM 技术由美国Electrokinetics公司开发主要用以去除土壤重金属、放射性元素等无机污染物，
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可通过原位和异位两种方式进行。在操作过程中，在土壤两端施加直流电场和酸性清洗液，使金属离子迁移至阴极区并得到分离和后续处理。Electro-Klean TM技术的修复效率决定于清洗液组成和土壤缓冲能力。
在As、Zn污染土壤的现场实施Electro-KleanTM电动修复技术，7周后，土壤中As浓度由400~500mg/kg降低到30mg/kg，土壤中Zn的浓度在8周后由2410mg/kg降低到1620mg/kg。
本项目有382.19万m2的污染土壤需要修复，以污染深度40cm计算，就有约229.3万t土壤需要修复，如果使用酸性清洗液会造成二次污染且增加成本，但不使用酸性清洗液修复效果降低。本项目如使用酸性清洗液，共计成本约32848万元（见表5-3），成本颇高，不适合大规模重金属污染土壤修复。
表5-3 电动修复法处理费用
序号 1 2 3 4 5 项目 电动修复 其他费用（电等） 分离及后续处理 清洗液 人员费用 合计 单位 万t 万kWh 万t t 万元 单价（元） 55 1 20 2500 总量 229.3 6300.5 229.3 35800 金额（万元） 12611.5 6300.5 4586 8950 400 32848 5.1.3生态修复
生态修复指借助于某些植物和微生物固有的天然生物功能调控与修复污染土壤的过程。生态修复多用来修复有机污染土壤，后来逐渐拓展到重金属污染土壤的治理。生态修复包括两大类：微生态修复（Biological remediation）技术和植物修复（Phytoremediation remediation）技术。
1、微生物修复
狭义的微生物修复技术指利用微生物降解有机化合物，广义的微生物修复技术涉及了重金属污染土壤修复方面，主要包括生
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物淋滤作用和生物化学作用，微生物虽然不能降解和破坏金属，但可通过改变它们的化学或物理特性而影响金属在环境中的迁移与转化。目前生物淋滤的机制尚不明确。生物化学作用指以微生物为媒介的氧化还原反应，某些微生物能直接氧化或还原进驻污染物，另一些微生物则能产生作用于重金属的氧化还原剂，改变金属离子的化学价态。微生物可还原汞和镉，也可在合适的条件下还原砷和铁。
尽管微生物修复引起极大重视，但大多数技术仍局限在科研和实验室水平，少有微生物重金属修复的实例报道。
2、植物修复
1983年，美国科学家Chaney首次提出了利用某些能够富集重金属的植物清除土壤重金属污染的设想—植物修复技术的思想。依据美国国家环保局（EPA）2000的定义，植物修复（Phytoremediation remediation）是指利用特定植物实施污染环境治理的技术统称。通过植物对重金属元素或有机物质的特殊富集和降解能力来除去环境中的污染物，或消除污染物的毒性，达到污染治理与生态修复的目的。
最早实地应用植物修复技术的是美国园艺学家Delbert Hershbach，他将十字花科植物印度芥菜（Brassica juncea）种植在他的农场，结果土壤中的Se含量降低，几年后就能种植观赏植物。近年来，国际上在植物修复领域取得了重要进展，尤其是植物超富集镍、铝、砷机理等方面的研究。美国、英国都设立了植物修复公司，如美国的Edenspace 公司，专门从事土壤、水体重金属和放射性元素的植物修复商业化工作，并已成功地开展了铅、锌、镉、铀和砷污染的植物修复工作。
近年来，植物修复理论与实践的蓬勃发展赋予了植物修复技
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术以新的内涵。根据近年来国内外研究现状和发展趋势可将植物修复定义为:直接利用绿色植物在原位去除或控制土壤、沉积物、污泥、固体废弃物、地表水、地下水和大气环境中的污染物，如重金属、类金属、放射性元素和有机污染物（杀虫剂、有机溶剂、炸药、原油和多环芳烃等），从而最大限度地降低其环境风险的一类环境友好技术。
目前，有关植物修复技术仍主要集中在无机污染（重金属和类金属）的植物修复上。这些无机污染物包括铜、铅、锌、镉、钴、镍、锰、铬、砷、硒、汞、铀、铯、锶等多种重金属、类金属和放射性元素；用于植物修复的植物，既包括高大的乔木，如杨树、桦树、柳树、橡树，野生的灌木和草类，如苋、荨麻、苜蓿、西洋耆草、酥油草，也包括作物，如向日葵、烟草、玉米、大豆、芥菜，还包括水生植物，如浮萍、水葫芦等多种多样的植物品种。植物修复的过程既包括对污染物的吸收和清除，也包括对污染物的原位固定或分解转化，即植物萃取技术、植物固定技术、根系过滤技术、植物挥发技术、根际降解技术。植物修复是植物、土壤和根际微生物相互作用的综合效果，涉及土壤化学、植物生理生态学、土壤微生物学和植物化学等多学科研究领域。植物修复过程受植物本身、土壤物理化学性质（包括土壤结构、水分、粘粒组成、有机质含量与组成、pH）、土壤根际微生物及土壤中其他化学元素等多种因素的影响。 5.1.4技术比较及选择
主要土壤重金属修复技术比较见表5-4。
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表5-4 土壤重金属修复技术比较一览表
工艺 客土法 优点 缺点 结论 可以在部分区域进行客土覆盖 工艺流程简单，可操作性强，需要取用大量客土，产生的治理效果稳定，治理场地可等量污染土壤易造成二次污作为建设或绿化再利用 染 固化/ 稳定化 电动 修复 微生物修复 植物 修复 土壤深耕修复 在短时间内能降低原位/异位修复均可，工艺简土壤中重金属活度，单，可操作性强，经济可行，稳定化土壤存在环境对重金控制污染地区重金处理周期短，修复后土壤可属活度以及土壤结构有影响 属迁移，适用于工业作为建设或绿化用地 用地的生态恢复 对土壤结构和土壤肥力破坏对重金属去除较彻底，治理严重，工艺控制复杂，治理不具备经济可行性效果稳定，治理后土壤可以单位治理费用较高，技术稳与技术稳定性 原址回填 定性不佳 改变重金属的化学或物理特性，影响重金属在环境中的技术局限在实验室阶段 不具备技术可行性 迁移与转化，没有二次污染 治理周期过长，冬季修复植治理费用低，经济可行；周物活性降低，后期植物的收适用于林业用地的边生态环境恢复；对土壤结集以及处理工艺复杂，维护生态恢复 构和土壤肥力无伤害 管理周期长 对污染程度较低的土壤治理具备经济可行性，适效果明显，治理费用低，能技术局限于受污染程度，仅合本项目中污染轻最快的恢复农田的性质；对适合污染程度低的突然 度农田的治理，能有土壤结构和土壤肥力无伤害 效恢复耕种性质 结合技术简介及表5-4，可以得出以下结论：
1、客土法是重金属污染土壤修复的常用手段，在日本等地区均有较多案例可以借鉴，处理效果可靠，但处理成本高达288.5元/m2，而且工程量大，在施工过程中会造成大量的噪声污染和扬尘污染。客土修复后，原污染土壤的处理比较复杂，原污染土壤进行固化填埋同样存在二次污染风险。这种方法适合于小块的重污染区域修复，因此本项目不采用该技术。
2、固化/稳定化技术目前运用较多，技术比较成熟，对单一污染有较好效果，处理成本约为146元/m2。但是固化反应后土壤体积会有不同程度的增加，固化体的长期稳定性较差；而稳定化工艺简单，可操作性强，经济可行，处理周期短，修复后土壤可作为建设或绿化用地。固化/稳定化技术中，仅采用化学手段
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来降低污染物移动性，而不改变受污染土壤位臵的修复方法被称作原位稳定化法。在尽量采用原位或原地修复技术和避免污染土壤的长距离转移的原则下，本项目决定对12.00万m2的工业用地实施原位稳定化重金属土壤修复技术。
3、电动修复技术在国外取得了很好的效果，处理成本约100元/m2，但是在国内应用本技术的实例比较少见，而且回收成本相对较高，技术工艺复杂难操作，因此本项目不采用该技术。
4、植物修复是一种原位修复技术，在修复土壤的同时，也净化、绿化了周围环境，对环境的扰动小；植物修复土壤的过程中，土壤有机质和土壤肥力增加，植物修复后的土壤适合多种农作物的生长；植物修复技术使地表土壤稳定，控制了风蚀水蚀，减少水土流失，有利于生态环境的改善；植物修复相对于传统的理化修复方式，处理成本较低，而且工艺成熟，有许多工程案例可以借鉴。典型案例如下：
1）湖南:建立了世界上第一个砷污染土壤植物修复基地 修复前：湖南郴州苏仙区邓家塘乡因砷污染导致600多亩稻田弃耕、2人死亡、400多人集体住院，诱发严重纠纷和暴力冲突，曾引起国务院高度重视，中央电视台《焦点访谈》专门报道。修复后：在田间种植条件下，蜈蚣草叶片含砷量高达0.8%，有力证明了蜈蚣草在砷污染土壤的治理方面具有极大的应用潜力。
2）广西：建立污染土地的植物修复示范工程
修复前：广西环江县因洪灾造成超过5000亩农田土壤被严重污染，部分土壤甚至寸草不生，这已成为广西当前最突出的环境问题。修复后：建立污染土地的植物修复示范工程，目前已种植超富集植物进行土壤重金属污染修复试验，取得初步成效。
3）云南：开展植物修复与植物采矿技术研究
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修复前：在云南有些矿产区，采矿尾砂库换土、复垦后，土地依然存在严重的砷、铅、镉等多种重金属超标问题，种植的蔬菜和粮食重金属超标。人长时间暴露在含砷环境中可诱发癌症，高剂量砷可导致死亡。修复后：研究小组在云南开展植物修复与植物采矿技术研究与推广应用，有效解决了当地严重的土壤及农产品重金属污染超标问题，提高了矿区复垦土地的利用率，保障了人民的安全健康。
矿山地区受重金属污染土壤面积大（总计382.19万m2），其中370.19万m2林业用地受污染程度相对较轻，而植物修复技术几乎没有工程施工及建设工程，施工过程无污染产生，且可以运用简单的施肥手段和耕作措施，来调节土壤的粒度与肥力，改善土壤环境，提高植物对重金属的富集效率。
综上所述，本项目决定对370.19万m2林业用地实施植物修复技术、对12.00万m2工业用地实施原位稳定化技术分别进行综合治理。
5.2技术方案
5.2.1原位稳定化
污染土壤固化/稳定化（SS）是添加化学药剂（如碳酸盐和磷酸盐）于受污土壤中，一方面，通过改变土壤性质，提高土壤自净能力；另一方面，通过活性物质与污染物之间发生化学反应生成溶解性较低的沉淀或络合物，进而降低污染物的移动能力和生物活性。在固化/稳定化技术中，仅采用化学手段来降低污染物移动性，而不改变受污染土壤位臵的修复方法被称作原位稳定化法。
1、技术路线
本项目拟采取原位稳定化技术对12.00万m2重金属污染工
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业用地进行治理，具体工艺路线如图5-3所示。
重金属污染工业用地 布料 深翻 土地平整 养护 图5-3 原位稳定化工艺流程图
2、添加剂确定
依据重金属污染的修复途径，添加剂主要分为重金属活化剂和重金属稳定剂两个类型。
1）活化剂
活化剂主要是一些能够活化重金属的螯合剂，常见的有EDTA、柠檬酸、DTPA（二乙基三胶五乙酸）等，其具有多齿状的配位基，能与单一金属离子形成杂环化学复合物，能够从有机物中将金属离子解吸出来，增加土壤中重金属的溶解度，形成水溶性的金属-螯合剂络合物，改变重金属在土壤中的赋存形态，提高重金属的生物有效性，进而可以强化植物对目标重金属的吸收，因此，活化剂多与植物修复技术相结合使用。
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2）稳定剂
稳定剂通过调节土壤理化性质，以及沉淀、吸附、络合、氧化-还原等一系列反应，改变重金属元素在土壤中的化学形态和赋存状态，降低其在土壤中可移动性和生物有效性，从而降低这些重金属污染物对环境受体（如动植物、微生物、水体和人类等）的毒性，达到修复污染土壤的目的。稳定剂对土壤中多种重金属都有明显的降低毒性的作用，分为有机型、无机型和机-无机复合型三类：有机稳定剂包括鱼粉、马粪、蘑菇糟渣、猪粪、秸秆等；无机稳定剂包括粘土矿物、石灰、控磷灰石、粉煤灰、磷酸盐等；无机-有机复合稳定剂包括泥炭、活性土、海泡石、污水污泥等。
位于2#历史堆渣场附近的12.00万m2受污染土地，用地类型为工业用地，主要目标污染物为砷，综合考虑用地类型、目标污染物、经济、工艺等因素，本项目决定选取应用较广的碱性物质生石灰作为原位稳定化工艺的添加剂。 5.2.2植物修复
植物修复的过程既包括对污染物的吸收和清除，也包括对污染物的原位固定或分解转化，即植物萃取技术、植物固定技术、根系过滤技术、植物挥发技术、根际降解技术。
（1）植物挥发（Phytovolatilisation）
植物挥发是利用植物的吸收、积累和挥发而减少土壤中一些挥发性污染物，即植物将污染物吸收到体内后将其转化为气态，释放到大气中。目前的研究主要针对硒、汞和砷。有人研究了利用植物挥发去除土壤环境中的汞，即将细菌体内的汞还原酶基因转入模式植物拟南芥（Arabidopsis）中，这一基因在该植物体内表达，将植物从土壤环境中吸收的汞还原为HgO，使其成为气体
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而挥发。Heaton等（1998）利用携带有细菌Hg还原酶基因merA的植物去除土壤中的无机Hg和甲基Hg，这些植物能将根系吸收的Hg2+转化成低毒的Hg，并从植物中挥发出来。一些农作物如水稻（Oryza sativa）、花椰菜（Brasssica oleracea botrytis）、卷心菜（Braossica oleracea capitata）、胡萝卜（Daucus carota）、大麦（Hordeum vulgare）和首稽（Medicago sativa）等及一些水生植物如Myriophyllum brasiliense，Juncus xiphioides，Typha latifolia等也有较强的吸收并挥发土壤和水体硒的能力。砷可能是另一个可被植物吸收挥发的元素，砷主要积累在根系中，较少向地上部运输，砷的挥发对高等植物来说有多大的意义仍不清楚。
（2）根际过滤（Rhizofiltration）
根际过滤是指利用植物根系的吸收能力和巨大的表面积来去除污染水体的重金属。水生植物、半水生植物和陆生植物均可作为根际过滤的材料。根系过滤是植物根部对毒害性金属元素的吸收、浓缩和沉淀，是较现行的化学法及微生物沉积重金属法更具吸引力的一种含重金属废水的处理方法。在乌克兰切尔诺贝利核电站旧址上进行的试验中，向日葵的根系成功地去除了池塘中的放射性污染物。最近研究表明，将幼小的陆生植物种苗用于水体中重金属的去除较根系的去除作用更强，因此Raskin认为，植物种苗对水中重金属的去除作用种苗过滤（Blastofiltration）代表了第二代植物修复技术用于含重金属废水处理的发展方向。理想的用于根际过滤的植物一是根系生长迅速，二是根系在一个相对长的时间内有较高清除重金属的能力。
（3）植物固定（Phytostabilisation）
植物固定是利用植物固定或沉淀土壤中的有毒金属，使土壤环境中的重金属移动性降低，生物有效性下降，减小其迁移，降
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低其生物毒性。植物固定技术主要应用于采矿、冶炼厂、污泥等污染土壤的修复。英国科学家在废矿区种植重金属耐性植物，不仅能稳定矿山废物、恢复良好的植被，还筛选出三种草本植物用于不同重金属污染土壤的植物修复，并己将其商业化，即Agrostis tenuis（Goginan）修复酸性铅锌废矿、Festuca rubra（Merlin）修复石灰性铅锌废矿、Agrostis tenuis（Parys）修复铜废矿。Cunningham等研究了植物对环境中土壤铅的固定，发现一些植物可降低铅的生物有效性，缓解铅对环境中生物的毒害作用。植物固定技术是利用植物使重金属转变为低毒性形态的过程，在这一个过程中，土壤的重金属含量并不减少，只是形态发生变化。
（4）植物提取（Phytoextraction）
植物提取是利用特殊的植物吸收土壤中的重金属，也称为植物萃取，其基本的策略是在污染土壤上种植对重金属耐性强，吸收和富集量大的植物（金属富集植物和超富集植物），植物根系吸收重金属并将其转移到地上部，通过收获植物，以降低土壤或水体中重金属的含量。对于镉污染土壤，植物提取修复是目前研究最多、也最具发展前景的植物修复方式之一。
植物提取旨在通过收获富集重金属的植物将重金属带出土体，从而逐渐降低土壤重金属总量尤其是有效态重金属的含量，这个技术的成功与否较大程度上依赖于重金属在土壤中的生物有效性。在大多数情况下，由于金属本身的特性在土壤中生物活性较低，阻止了植物提取过程。无论是重金属的土壤溶液浓度还是释放过程在很大程度上受到土壤pH值和有机化合物的种类及其含量的影响。
植物提取技术可分为两种：连续植物提取技术（Continuous phytoextraction）和诱导植物提取技术（Induced phytoextraction），
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即利用鳌合剂促进植物吸收重金属。
连续植物提取依赖于一些重金属超富集植物在其整个生命周期能够吸收、转运、积累和忍耐高含量的重金属。运用持续植物提取技术实施污染土壤修复的关键是植物超富集或富集重金属的能力。室内实验和田间试验均证明超富集植物在重金属污染土壤修复方面具有极大的潜力。
诱导植物提取适用于在土壤中极难移动的污染元素，通过施用鳌合剂使土壤固相键合的金属释放，增加土壤溶液中的重金属浓度，大幅度提高植物对重金属的吸收和富集能力。证据显示一些大生物量的植物，如印度芥菜、玉米、向日葵、蚕豆能被一些合成螯合剂（如EDTA、HEDTA和CDTA）或有机酸（MA或OA）诱导而大大提高对铅、锌、镉和铜的富集。
植物修复技术的优点是实施较简便、投资较少和对环境扰动少，缺点是治理效率低（如超积累植物通常都矮小、生物量低、生长缓慢且周期长），不能治理重污染土壤（因高耐重金属植物不易寻找）和被植物摄取的重金属因大多集中在根部而易重返土壤等，植物措施对重金属进行治理是当前环境科学研究的重要领域之一，植物修复作为一种治理效率高，治理费用低和现场可操作性强的方法，可广泛应用于矿山复垦，改良重金属污染的土壤。
1、技术路线
本项目拟采取植物修复技术对370.19万m2重金属污染林地进行土壤治理，采取工程方法与营林技术相结合的方法，先进行场地平整，然后种植乔+灌+草（具体工艺路线见图5-4）。
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污染定性 土壤、水环境检测 植物选择 植物购置 植物种植及养护 生物质收集 生物质焚烧 灰渣储存 检测 土壤、水环境监测 土壤检测达标 危险固废处置中心 图5-4植物修复工艺流程图
2、植物种类确定
通过分析矿山地区土壤和水体的重金属检测数据，确定重金属污染的种类和污染范围，结果显示：主要重金属污染物为砷，平均监测值为92.78mg/kg，超过了《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）中对砷规定的三级土壤标准浓度限值40mg/kg。
植物修复需要充分考虑重金属的类型、当地的常见品种、栽植的植物是否会对当地生态环境造成破坏、植物修复的效果以及环境的美观。冷水江市政府与湖南省林科院合作进行了四年的抗污防污树种的选择与研究，取得了显著成果，找到了适宜在重金属含量严重超标土壤中生长的树种大叶女贞、七里香等。根据污染的类型、污染的分布（广度和深度）以及植物对重金属的耐性等因素分析，项目决定把大叶女贞、七里香作为370.19万m2重金属污染林地土壤主要修复植物，同时栽种草本植物蜈蚣草进行
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生态恢复，蜈蚣草本身也是一种较好的景观植物。
1）大叶女贞
大叶女贞（见图5-5），别名长叶女贞灌木或小乔木，半常绿，一般高3~5米，可达10米；幼枝及叶柄无毛或有微小短柔毛，有皮孔。大叶女贞在环境需求的发展和使用越来越广泛，其主要优点有：
①树冠圆整优美，树叶清秀，终年常绿，适应城市气候环境； ②适应性强，并对多种有毒气体抗性较强，可作为工矿区的抗污染树种；
③抗寒力强，凌冬青翠，在严寒的冬季，展现坚贞不屈的风姿；
④叶片大，阻滞尘土能力强，能净化城市空气，改善大气质量。
图5-5 大叶女贞
大叶女贞在冷水江地区较为常见，是城市绿化的优良树种，广泛作为庭荫树、行道树、防护林及风景林，对砷污染有较强耐性，同时对铜、铅、锑等多种重金属也有一定适应能力，可以对污染较轻地区进行生态恢复。
2）七里香
七里香（见图5-6），常绿小灌木，全株光滑无毛，叶互生，
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奇数羽状复叶，小叶三至七枚，卵形至倒卵形，全缘，表面有光泽。初夏至初冬为花期，花序伞房状，顶生或腋出，萼瓣各五片，花冠白色，花香浓郁，能传扬甚远，故有七里、十里乃至千里香之名。十枚雄蕊中，五长五短，亦是一奇；浆果球形，成熟后深红色，径约一公分。其果实成熟后可食用。
七里香适应性强，喜光，也能耐阴，耐干燥贫瘠，萌芽力强，耐修剪，耐碱性土壤，抗逆性较强。
图5-6 七里香
3）蜈蚣草
蜈蚣草（见图5-7），多年生草本，属蕨类植物门，喜温暖潮润和半阴环境，高1.3~2m。根状茎短，披线状披针形、黄棕色鳞片，具网状中柱。叶丛生，叶柄长10~30cm，直立，干后棕色，叶柄、叶轴及羽轴均被线形鳞片；叶矩圆形至披针形，长10~100m，中部羽片最长，先端渐尖，先端边缘有锐锯齿，基部截形，心形，有时稍呈耳状，下部各羽片渐缩短；叶亚革质，两面无毛，脉单1或1次叉分。孢子囊群线形，囊群盖狭线形，膜质，黄褐色。
图5-7 蜈蚣草
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中国科学院对于蜈蚣草重金属富集效果的研究发现，蜈蚣草的生物富集系数在15.1~102.6，根部砷含量≤303mg/kg，在自然条件下，蜈蚣草一般生长在含砷量40~4030mg/kg的土壤中，甚至能在含砷量高大23400mg/kg的矿渣中正常生长，其羽叶的含砷浓度高达12953mg/kg，可见蜈蚣草对砷的耐性极强。在含砷量小于1000ug/g的土壤中，蜈蚣草也能大量富集砷。
3、植物种植方式确定
根据370.19万m2重金属污染林业用地的地形，合理选择种植的植物及调整种植密度尤为重要。重金属林业用地植物种植示意图见图5-8。
图5-8重金属污染种植示意图
造林密度的大小，直接影响着幼林的郁闭及林木的生长与分化。生态恢复林区由于项目区土壤以松散、贫瘠为主，造林密度应适当加大。由图5-5可以看出，本项目每亩重金属污染林地种植大叶女贞192株，七里香165株，蜈蚣草202株，同类树种间距为2m×2m。
以每年收获三次计算，景观植物大叶女贞、七里香按照园林绿
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化的原则收集落叶和剪枝，蜈蚣草则只需保留底部根茎维持生长即可。每年本项目修复植物共可收获生物质1.5万t。
本项目中修复植物实际修复能力在目前阶段无法完全统计，只能根据已有文献资料进行预测，估算出大概的修复年限。根据查阅文献统计的大叶女贞、七里香和蜈蚣草的重金属富集能力，干物质中砷含量最高可达到17856mg/kg，以含水量80%计算，则每年可通过植物富集砷53.6t，10年可富集重金属砷约536t。根据冷水江市提供的监测数据，本项目进行植物修复的污染林地面积为370.19万m2，土壤容重为1.4~1.6t/m3之间，取平均值1.5t/m3，可知需要治理的0~40cm土壤总量为718.96万t，以锡矿山地区土壤中砷污染平均值92.78mg/kg计算，可以得到冷水江锡矿山地区土壤中共含砷667.05t。本项目运行10年后，冷水江锡矿山地区土壤还剩下砷约为131.0t，其土壤污染平均值为18.18mg/kg，低于《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）中的三级标准限值。植物修复处理效果见表5-5。
表5-5 植物修复处理效果一览表
编号 1 2 3 4 5 技术指标（砷） 处理前土壤含量 单位土壤每年富集量 单位土壤10年总富集量 处理后土壤含量 富集率 指标值 92.78mg/kg 7.46mg/kg 74.6mg/kg 18.18mg/kg 80.41% 40mg/kg 备注 参照标准 《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）Ⅲ类标准限值 5.2.3生物质处理
重金属富集植物成熟后如不经过妥善处臵，其中富集的重金属会通过食物链或其他途径进入人体；此外，富集植物成熟时掉落的树叶、枝桠等生物质腐烂为腐殖质进入土壤，会将富集的重金属重新带入土壤中，达不到土壤重金属治理的效果。因此，重金属富集植物成熟后应统一收集进行妥善处臵。
筛选、制定富集后生物质处理与利用技术方案时，应综合考虑
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以下因素：
（1）技术方案是否满足相关的法规、标准； （2）技术方案的可操作性；
（3）技术方案的处理效果和长期效应，包括富集生物质中含有的重金属的迁移和修复效率、经济可行性及技术方案的社会和生态效益；
（4）技术方案对环境的影响及污染的控制和治理。
目前，较常采用的生物质处理方案都需对生物质进行焚烧处理，而生物质焚烧过程中的温度不高，其富集的重金属不会挥发出去，几乎都在焚烧产生的灰渣中。
2004年，与省林科院合作开展锡矿山重金属污染区域防污抗污树种选择与推广项目研究，并建立了实验基地。本次现场踏勘所取植物富集生物质均来自锡矿山重金属污染区域防污推广项目实验基地的抗污树种，参照《固体废弃物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》（HJ/T299-2007），对生物质焚烧后产生的灰渣进行了毒性浸出实验（结果见表5-6）。
表5-6灰渣浸出液浓度一览表
序号 1 生物质采样点 推广项目实验基地 灰渣浸出液总As浓度（mg/L） 7.5 备注：危险废弃物浸出毒性鉴别总As浓度限值：5.0mg/L 实验结果显示：富集生物质燃烧后产生的灰渣浸出液砷的浓度超过了《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》（GB5085.3-2007）中总砷的浓度限值5.0mg/L，属于危险固废。
为妥善处理重金属富集生物质，本项目决定在矿山地区建设一座生物质处理车间，对富集生物质进行焚烧处理，同时将焚烧产生的灰渣集中收集并送至危险固废处臵中心进行安全处臵。
1、技术路线
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本项目技术路线如图5-9所示。
生物质收集 生物质焚烧 焚烧灰渣储存 运至 危险固废处置中心 图5-9生物质处理工艺流程图
1）生物质收集
富集生物质由项目建设单位组织专人专车进行收集，每年收集三次，收集完毕之后，送至生物质处理车间集中焚烧处臵。
2）生物质处理车间
以每年收集三次统计，每次可收集生物质0.5万t，每年可收集生物质1.5万t，从收集到焚烧完毕，每次需耗时30天（其中收集10天，焚烧20天），每天共焚烧生物质250t，因此，本项目决定在居委会建设一座日处理量为250t的生物质处理车间。灰渣产生量按照生物质总量的8%计，每年灰渣产生量为0.12万t。生物质主要技术指标如表5-7所示。
表5-7 生物质处理技术指标一览表
序号 1 2 3 技术指标 年生物质处理量 处理车间处理能力 焚烧炉处理能力 单位 万t/a t/d t/h 44 数值 1.5 250 11 4 年灰渣产生量 万t/a 0.12 5.3工程方案
本项目共治理受污染工业用地12.00万m2，重金属污染深度为0.4m，采用原位稳定化治理的受污染土壤量为4.80万m3；治理受污染林业用地面积为370.19万m2，重金属污染深度为0.4m，采用植物修复治理的受污染土壤量为718.96万t，10年治理期内，通过焚烧处理的生物质共15万t，送往危险固废处臵中心进行安全处臵的灰渣总量1.2万t。 5.3.1原位稳定化工程
现场施工步骤： 1、测定含水率
测定现场土样的含水率，确定稳定剂的加水量。 2、布料
按照设计配合比10%，即每立方米压实土样（1.7t/m3）中稳定剂的掺量为170kg。本项目压实后厚度为40cm，则每平方米稳定剂摊铺量为68kg（含扬尘损耗）。破袋后，用刮板将稳定剂均匀铺在污染土壤表面上，摊铺完毕后，表面没有空白位臵，也没稳定剂过分集中的地点。
3、深翻
先用路拌机粗翻2遍，由中心开始，将稳定剂向中间翻一遍，再由四周向中心以相反方向翻一遍，粗翻不应翻到底，防止稳定剂落到底部。粗翻完成后，使用路拌机进行深翻作业，深翻深度为80cm。
4、整型
用平地机初步刮平和整型，直线段由两侧向中心刮平，必要时回刮一遍，特别要注意接缝的平顺。
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5、碾压
用重型胶轮轧道机碾压，碾压要求紧跟摊铺，以无轮迹为准；由两侧逐行压向中心线，轮迹重叠宽度为1/2轮宽，后轮压实路面全宽时即为一遍，一般碾压6~8遍，先慢后快，先轻碾后重碾。
6、养护
铺草袋保湿、保温，相互兼顾，养护28天，养护期间禁止车辆行驶。 5.3.2植物修复工程 5.3.2.1植物修复
1、土地工程 1）土地整治
（1）总面积370.19万m2重金属污染林地土壤的整治工程，主要包括土地的平整和种植穴的挖掘。本项目采取人工方式进行土地整治工作。
（2）种植标准：大叶女贞按照2m×2m的行间距，道路两侧以间隔2m每棵进行种植，采用0.5×0.5×0.4m的标准挖掘种植穴；七里香按照预定的株行距2m×2m划线打样，采用0.2×0.2×0.4m的标准挖掘种植穴；蜈蚣草按照条播的方式，每m2种植3株标准挖种植沟。
本项目中大叶女贞、七里香为主要修复植物，种植密度基本一致，种植方式均按照一般耕作方式进行，蜈蚣草同样是很好的景观植物。三种植物进行合理的套作，每亩间隔种植各559株，保证重金属的多种富集。
2）土地道路工程
矿山各污染区域原有道路能够满足平时的养护工作及生物质收集的需求。
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3）土地配套设施
（1）对在矿山各污染区域种植的修复植物进行排灌水等水利设施建设，能有效保证修复植物的生长，防止在过度干旱或者遇到连续雨水天气时无法灌溉和排水。
（2）在锡矿山各污染区域进行蓄水设施或水井挖掘工程建设。
4）植物管理养护
为提高植物的成活率，在植物定植初期，每周浇足一次水，而遇到连续阴雨天也要做好排水工作；需要随时注意植物的生长情况，大叶女贞要施足基肥，促进生根，灌木和草本要注意适当施加速效氮肥，调节长势；同时要注意防治病虫害，在不同季节对易发病虫害进行预防性喷药；注意中耕松土，除草施肥，可以有效的调节土壤结构，改善重金属在土壤中的形态，也能有效的提高肥料和水分利用率，同时提高植物的生长环境和生长速度，促进植物对重金属的吸收效率；在各种灾害性天气做好防护工作，定期检查，做好补救工作。
5）植物收获方式
植物成熟后如不经过妥善处臵，其富集重金属会通过食物链或其他途径进入人体。牛、羊等食草动物可能将重金属转移，同样最后可能进入食物链从而影响人体。大叶女贞、七里香均需要剪枝，而且落叶等枯落物也需要收集起来统一处理；蜈蚣草的收获按照地上部30cm时进行收割，地上留茬3cm，每年可收获3次。 5.3.2.2生物质处理
考虑居委会位于各治理土壤的中心地带，为了运输方便，拟在艳山红居委会的荒地上建设一间生物质处理车间。
1、主要建筑物设计
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