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 ..................................................................................................................... 7 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 ........................................................................................................... 33 5.3 工程方案 ........................................................................................................... 46 5.4 设备方案 ........................................................................................................... 51 第六章总图运输及辅助设施 ..................................................................................... 52 6.1 厂区概述 ........................................................................................................... 52 6.2 总图布置 ........................................................................................................... 52 6.3 场内道路与运输 ............................................................................................... 53 6.4 公用辅助工程 ................................................................................................... 53 第七章环境保护及水土保持 ..................................................................................... 55 7.1 环境保护 ........................................................................................................... 55 7.2 水土保持 ........................................................................................................... 59 第八章节能 ................................................................................................................. 61 8.1 节能原则 ........................................................................................................... 61 8.2 编制依据 ........................................................................................................... 61 8.3 能耗概况 ........................................................................................................... 62 8.4 节能措施 ........................................................................................................... 65
第九章劳动安全、卫生防护与消防 ......................................................................... 67 9.1 劳动安全与卫生防护 ....................................................................................... 67 9.2 消防 ................................................................................................................... 68 第十章组织机构与劳动管理 ..................................................................................... 70 10.1 组织机构及工作制度 ..................................................................................... 70 10.2 劳动定员 ......................................................................................................... 70 第十一章项目实施进度及招标计划 ......................................................................... 72 11.1 建设周期规划 .................................................................................................. 72 11.2 项目实施进度规划 .......................................................................................... 72 11.3 项目招标管理 .................................................................................................. 72 第十二章投资估算 ..................................................................................................... 75 12.1 工程概况 ......................................................................................................... 75 12.2 编制依据 ......................................................................................................... 75 12.3 其他建设费用的确定 ..................................................................................... 75 12.4 工程总投资 ..................................................................................................... 76 12.5 资金筹措及投资使用计划 ............................................................................. 76 第十三章经济评价 ..................................................................................................... 82 13.1 编制说明 ......................................................................................................... 82 13.2 成本分析 ......................................................................................................... 82 13.3 财务分析 ......................................................................................................... 82 13.4 国民经济评价 ................................................................................................. 82 第十四章风险分析与社会评价 ................................................................................. 86 14.1 风险分析 ......................................................................................................... 86 14.2 降低风险的主要措施 ..................................................................................... 88 14.3 社会评价 ......................................................................................................... 89 第十五章社会效益和环境效益 ................................................................................. 91 15.1 社会效益 ......................................................................................................... 91 15.2 环境效益 ......................................................................................................... 91 第十六章结论与建议 ................................................................................................. 92 16.1 结论 ................................................................................................................. 92 16.2 建议 ................................................................................................................. 93
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,需对其进行收集处置。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的小型布袋除尘装置。
(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置中心进行安全处置。
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。
(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
(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、处置场污染控制标准》(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置标准》(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) (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 指标名称 单位 参数 备注 序号 1 1.1 1.1.1 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 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 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 单位 万m 万m 万m 万株 万株 万株 t/d t 万m a a a 人 万元 万元 万元 2222参数 382.19 370.19 12.00 106.56 91.58 112.11 250 8160.4 12.00 12 2 10 21 18392.73 15410.56 1310.10 备注 植物修复 原位稳定化 1座,占地6809.6m 2序号 5.3 5.4 5.4.1 6 6.1 指标名称 基本预备费 资金筹资 自筹 环境效益 安全处置砷量 单位 万元 万元 t 参数 1672.07 18392.73 536.00 备注 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置中心进行安全处理;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,安全处置重金属砷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。
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。
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,共设置了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。
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)
2、
环境保护监测站对地表水水质进行监测,共设置了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。
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 Cr 6+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 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 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)
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
2
家,占地面积59210m2;砷碱渣堆20个,占地面积91134m(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 m 3972254 m 59210 m 91134 m 3821910 2222数量 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 规划用地性质 林业用地 面积(m) 2治理深度(cm) 40 治理土方量(m) 33701850 1480740 2 3 工业用地 合计 40 120060 3821910 48024 1528764
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)。
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。
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。
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,需对其进行收集处置。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的小型布袋除尘装置。
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置中
心进行安全处置。
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。
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,其对污染土壤采取置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。
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 购置土方费用 固化 填埋 其他费用(油、电等) 人员费用 合计 单位 m m m/km m m m 万元 万元 333333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,处置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。
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 单价(元) t t t/km m 3总量 98700 30420 6456000 金额(万元) 5132.4 15210 1291.2 51.4 522.8 22207.8 520 5000 2 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)
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。土壤电动修复装置主要包括: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置等。
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,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。
表5-4 土壤重金属修复技术比较一览表
工艺 优点 缺点 结论 工艺流程简单,可操作性强,需要取用大量客土,产生的可以在部分区域进客土法 治理效果稳定,治理场地可作为建设或绿化再利用 原位/异位修复均可,工艺简固化/ 单,可操作性强,经济可行,稳定化土壤存在环境对重金属活度以及土壤结构有影响 作为建设或绿化用地 对重金属去除较彻底,治理效果稳定,治理后土壤可以原址回填 改变重金属的化学或物理特性,影响重金属在环境中的迁移与转化,没有二次污染 治理费用低,经济可行;周边生态环境恢复;对土壤结构和土壤肥力无伤害 对污染程度较低的土壤治理土壤深效果明显,治理费用低,能土壤结构和土壤肥力无伤害 技术局限于受污染程度,仅适合污染程度低的突然 耕修复 最快的恢复农田的性质;对治理周期过长,冬季修复植物活性降低,后期植物的收集以及处理工艺复杂,维护管理周期长 具备经济可行性,适合本项目中污染轻度农田的治理,能有效恢复耕种性质 适用于林业用地的生态恢复 技术局限在实验室阶段 不具备技术可行性 对土壤结构和土壤肥力破坏严重,工艺控制复杂,治理单位治理费用较高,技术稳定性不佳 不具备经济可行性与技术稳定性 稳定化 处理周期短,修复后土壤可等量污染土壤易造成二次污行客土覆盖 染 在短时间内能降低土壤中重金属活度,控制污染地区重金属迁移,适用于工业用地的生态恢复 电动 修复 微生物修复 植物 修复 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,仅采用化学手段来降低污染物移动性,而不改变受污染土壤位置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
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置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。
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),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)。
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,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
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 技术指标(砷) 处理前土壤含量 单位土壤每年富集量 指标值 92.78mg/kg 7.46mg/kg 备注 3 4 5 单位土壤10年总富集量 处理后土壤含量 富集率 74.6mg/kg 18.18mg/kg 80.41% 40mg/kg 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置,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置。
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置中心进行安全处置。
1、技术路线
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置。
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 4 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 年灰渣产生量 单位 万t/a t/d t/h 万t/a 数值 1.5 250 11 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,送往危险固废处置中心进行安全处置的灰渣总量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,表面没有空白位置,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。
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。
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置,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
1)生物质堆棚:按每次收集0.5万t生物质计算,建设4座长度50m,宽度20m,堆高8m的生物质堆棚,结构为简易结构。生物质容重按照0.20t/m3计算,考虑堆积系数0.8,总共可以储存生物质5120t,能够满足项目要求。
2)焚烧车间:生物质的种类主要为大叶女贞、七里香、蜈蚣草的枝干和叶片。生物质进入焚烧炉前,需先通过卧式破碎机破碎处理后方可投入焚烧炉,卧式破碎机最大出力为Q=11t/h;破碎机出口接一台移动皮带机,将破碎的枝干、叶片输送至焚烧炉焚烧,焚烧炉设计处理量为11t/h,焚烧车间设计尺寸为20m×10m×5m,结构为钢砼结构。
3)除尘装置:在焚烧炉炉尾配套安装一套小型布袋除尘装置,设计收灰量为0.5t/h,系统出力按大于总灰量的150%设计,即0.75t/h。
4)灰渣库:按每次可收集灰渣450t计算,建设一座灰渣库,设计直径为8m,高20m,容积为650m3,可贮存1台11t/h焚烧炉480h的灰渣排放量。
2、灰渣处置
本项目每年产生灰渣0.12万t,植物修复治理时间为10年,治理过程中共产生灰渣1.2万t。综合考虑经济、技术及冷水江实际,本项目决定将治理过程中产生的1.2万t焚烧灰渣全部运至冷水江危险固废处置中心进行安全处置。土壤重金属污染治理工程方案如表5-8所示。
表5-8 土壤重金属污染治理工程方案一览表
序项目名称 号 1 原位稳定化 尺寸 位 单数量 (元) (万元) 2589.76 稳定剂为稳定剂 t 8160.4 480 391.70 生石灰 草袋 土方布料 土方深翻 土方碾压 植物修复 土地清理 m 2单价 总价 备注 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 2 2.1 120060 48024 48024 48024 3701850 1.4 180 200 74.2 15 16.81 864.43 960.48 356.39 12590.18 5552.78 m 3m 3m 3 m 22.2 2.3 2.4 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 大叶女贞 七里香 蜈蚣草 生物质处理 生物质堆棚 焚烧车间 值班室 灰渣库 围墙 道路 合计 50m×20m×8m 20m×10m×5m 4m×2m×2m 直径8m,高20m 路宽4m 株 1065600 株 9157500 株 1121100 座 座 座 m 335 30 5 3729.60 2747.25 560.55 133.50 简易结构 钢砼结构 简易结构 钢砼结构 砖混 水泥路 4 1 2 650 368 193 150 585 150 585 220 200 60.00 11.70 0.24 38.03 8.10 15.44 15313.43 m m 5.4设备方案
土壤重金属污染治理所需设备如表5-9所示。
表5-9 土壤重金属污染治理所需设施设备一览表
单价序号 名称 型号 单位 数量 (元) (万元) 1 2 3 4 5 卧式破碎机 焚烧炉 布袋除尘装置 供配电工程 给排水及消防工程 合计 最大出力11t/h 处理量为11t/h 系统出力0.75t/h 台 座 套 套 套 1 1 1 1 18500 53000 26000 350000 200000 1.85 5.30 2.60 35 25 64.75 总价 备注 第六章 总图运输及辅助设施
6.1厂区概述
本项目拟居委会建设一座日处理量为250t的生物质处理车间,拟选场地地势平坦,海拔标高为528.47~546.14m,边坡总体地形坡度5~14°,地形地貌条件较为简单。
6.2总图布置
6.2.1布置原则
1、符合城市总体规划及分区规划要求;
2、总平面布置紧凑合理,功能分区明确,满足工艺、运输、综合管线要求;
3、符合国家现行的防火、安全、卫生、交通运输以及《工业企业总平面设计规范》等有关标准、规范的规定;
4、处理好生产和生活环境,为文明生产、美化环境创造条件。 6.2.2平面布置
本项目平面布置应在满足工艺要求的前提下,做到分区明确、管理方便、建筑物间距符合规范要求,并尽可能争取最佳朝向和风向,充分利用场地条件,合理布局,减少占地。整个生物质处理车间布置遵循紧凑、节省占地、物流通畅的原则,站内主要建筑物包括:生物质堆棚、焚烧车间、灰渣库。场址地形东北高西南低,东南方向最高处为生物质堆棚,东南方向为焚烧炉车间,西南方向为灰渣库。总平面布置如图6-1所示。
6.2.3竖向布置
采用平坡式地面连接形式,建筑物标高及道路标高依照厂区周围路面标高和雨管埋深,按土方平衡的原则进行设计。
6.2.4总平面布置主要指标表
生物质处理车间总平面布置主要指标见表6-1。
表6-1总平面布置技术指标表
序号 1 2 3 4 5 6 7 7 项目名称 项目总用地面积 总建筑面积 总占地面积 建筑系数 容积率 道路面积 道路系数 场区围墙 单位 m m m % m % m 2222数量 6809.6 4250.24 4250.24 62.42 0.62 772 11.34 368 备注 6.3场内道路与运输
处理车间场区内道路为城市型水泥路面,道路结构为C30水泥砼面板厚24cm,水泥稳定土基层厚15cm,天然级配碎(砾)石基层厚15cm,道路长193m,路宽4m,主要供生物质及灰渣运输车辆通行及消防所用。
6.4公用辅助工程
6.4.1给排水工程
本项目采用地下水作为水源,水质指标符合《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)水质标准。生活管网与消防管网合用一套供水系统,成环状管网,管径DN200,场区设置室外地上式消火栓,间距为50m。 6.4.2供电工程
生物质处理车间电气系统进线采用100kV高压进线,低压采用220/380V配电系统,用电负荷等级为三级负荷。
低压配电系统的接地型式采用TN-S,从建筑物内配电箱开始引出的配电线路采用TN-S系统。
用电设备的接地分为工作(系统)接地、保护性接地、雷电保护接地。 6.4.3消防
生物质处理车间生产建筑物的承重构件和墙体均采用非燃烧体材料或难燃烧体材料,其耐火等级不低于《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)的二级标准,满足其耐火等级要求。同时按《建筑灭火器配置设计规范》(GB50140-2005)的要求设置一定数量的干粉灭火器。
所有电气设备及线路均设置短路保护与过负荷保护,如在建筑物总配电箱进线处设漏电保护,以防止电气故障引起的火灾。
建立严格的消防安全管理经济责任制,严格执行国家消防安全管理规章制度,对消防设施设备进行跟踪、监测、维护、管理,清除电源、火源隐患,确保消防设施设备安全运行,实现消防零事故。
第七章 环境保护及水土保持
7.1环境保护
本项目为环境保护项目,也是公益项目。锡矿山地区环境综合整治工程实施目的为治理受重金属污染土壤、改善周边环境及造福当地人民。所以项目的实施对环境的最终影响是有利的,但考虑到本项目治理范围广、工程量大,在工程具体实施过程中,不可避免会对周边的环境产生一定的影响。因此,需研究本项目在实施过程中对环境的影响及其防治对策。
针对锡矿山地区重金属污染,2010年以来,人民政府大力开展重金属污染防治工作,总体思路是以“源头预防、过程阻断、清洁生产、末端治理”为原则,对锡矿山地区的污染企业进行集中整治,整治期间将从事锑冶炼的229有色金属企业整合为9家,关闭锑品冶炼企业75家,取缔选矿手工小作坊145处,淘汰落后生产能力17.4万t。
本项目建设的主要目的是治理矿山地区受污染370.19万m2林业用地、12.00万m2工业用地。项目治理区域的污染主要来源于锡矿山区域的152家从事锑冶炼的有色金属企业,目前这152家已经全部关闭。项目建设区周边现有企业的工业废水均集中处理达标后,排入涟溪河;产生的固体废弃物集中收集后进入垃圾填埋场处置。因此在项目建设期以及项目完成后,均不会有新的污染进入项目建设区,但须对项目建设区进行必要的环境管理和监测。 7.1.1环境保护标准
1、《环境空气质量标准》(GB3095-1996) 2、《地表水环境质量标准》(GB3838-2002) 3、《地下水环境质量标准》(GB/T14848-1993)
4、《声环境质量标准》(GB3096-2008) 5、《土壤环境质量标准》(GB15618-1995) 6、《污水综合排放标准》(GB8978-1996)
7、《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GBl8918-2002) 8、《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996) 9、《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)
10、《工业企业厂界环境噪声标准》(GB12348-2008) 11、建筑施工场界环境噪声排放标准(GB 12523-2011) 7.1.2 环境质量现状 7.1.2.1空气环境质量现状
据当地环境监测部门监测结果,项目周边空气质量均达到《环境空气质量标准》(GB3095-1996)二级标准,空气环境质量较好。 7.1.2.2水体环境质量现状
据监测结果, 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:4个监测断面监测数据超过《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)III类标准限值,最大超标倍数54.7倍;2个监测点位Sb含量超过《工业废水中锑污染物排放标准》(DB43/350-2007)标准限值,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。
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: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;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。 7.1.2.3噪声环境质量现状
据监测结果,项目周边各监测点的噪声值均达到《声环境质量标准》(GB3096-2008)的2类标准。 7.1.2.4土壤环境质量现状
根据《锡矿山地区土壤监测报告》,其他15个渣堆周边的土壤均不同程度的超标,其中最大超标倍数27.18倍,最小超标倍数0.01倍,平均超标倍数4.58倍。居委会历史堆渣场渣堆左侧、居委会历史堆渣场渣堆右侧2个监测点土壤污染深度为60cm,其余渣堆周边土壤污染深度均为40cm。 7.1.2环境影响因素分析
1、建设期环境影响分析
项目建设过程中主要环境问题有:原位稳定化、植物修复过程中均需要进行土方开挖,如遇雨天,将会造成水土流失及重金属迁移,致使污染区域扩大;土方开挖及压实的动力源均系内燃机,主要有推土机、挖掘机、运输汽车和压实机等,施工时,其噪声值一般可达80~100dB(A),且车辆运输也会引起扬尘。
2、治理期环境影响分析
生物质收集过程中枝干、树叶的掉落,将会导致重金属残留、迁移,污染土壤;灰渣运输过程中,如发生泄漏事件,也会污染土壤。
7.1.3污染控制和治理
1、建设期污染控制和治理
合理安排施工工期,尽量避免在雨季施工,科学规划,分区分片施工,植树种草,防止水土流失。
施工期夜间(22:00以后)禁止进行对居民生活环境产生噪声污
染的施工作业,如有特殊需要,必须在夜间进行有噪声污染的作业,应事先填写申请表,报请环境保护行政主管部门审批,核发《夜间作业许可证》后方可施工,并且必须按许可证的要求作业。
设备选型拟选用噪声较低的推土机、挖掘机、运输汽车和压实机;对运输车辆进入建设地点的路面适当洒水,同时控制车速,缓慢进入建设地点,使产生噪声昼间低于70 dB(A)、夜间55 dB(A),满足《建筑施工场界环境噪声排放标准》(GB12523-2011),减少扬尘的产生,不再对周围村民生活产生影响。
2、治理期污染控制和治理
生物质运输车辆需要采取遮盖、捆扎的方式进行运输作业,防止因装车太多、无遮盖、无捆扎而导致生物质掉落事件的发生。
运输灰渣应严格按照《危险废物收集、贮存、运输技术规范》(HJ/T-2007)中的要求进行,保证本项目灰渣得到安全处置。具体要求如下:灰渣运输时应当采取密闭、遮盖、捆扎、喷淋等措施防止扬散;转移危险废物时,必须按照规定填危险废物转移联单,并向危险废物移出地和接受地的县级以上地方人民政府环境保护行政主管部门报备;运输危险废物的设施和设备在转作他用时,必须经过消除污染的处理,方可使用;运输危险废物的人员,应当接受专业培训;经考核合格后,方可从事运输危险废物的工作;运输危险废物的单位应当制定在发生意外事故时采取的应急措施和防范措施;运输时,发生突发性事故必须立即采取措施消除或者减轻对环境的污染危害,及时通报给附近的单位和居民,并向事故发生地县级以上人民政府环境保护行政主管部门和有关部门报告,接受调查处理。 7.1.4环境管理与监测 7.1.4.1机构设置
本项目环境管理及环境监测工作由环境监测站负责,主要包括
环境管理、环境监测及环境教育等工作职责,并负责对日常监测工作资料进行统计,为环境管理及污染治理提供依据。 7.1.4.2监测内容
1、土壤监测
1)监测项目:pH值、As、Pb、Cu、Zn、Cd、Cr6+; 2)监测频率:每季1次; 3)监测布点:20个渣堆周边。 2、水质监测
1)监测项目:pH、CODCr、NH3-N、Pb、As、Sb、Cr6+、Cd、Ni、Cu、Zn。
2)监测频率:每季1次; 3)监测布点:青峰河、涟溪河。
7.2 水土保持
7.2.1水土流失成因分析
1、工程因素
本项目在建设过程中不可避免存在一定规模土石方开挖、回填,会造成土体裸露。取土之后土体松散,加之长时间裸露在外,在强降雨情况极易造成水土流失。因此,土石方开挖、回填及取土等工程行为为水土流失创造了“物质”条件。
2、气候因素
本项目所在地属于中亚热带季风气候,雨量充足,降雨集中,雨季长,强度大,地面受雨水的溅蚀和地表径流的冲刷后,由面蚀发展为沟蚀,产生严重的水土流失。因此,降雨特别是暴雨将成为水土流失的直接动力。
3、人为因素
原位稳定化、种植植被过程中均需要进行土方开挖,如不压实,
将会造成地面土壤稀松,一旦遭遇暴雨,极易造成水土流失。 7.2.2水土保持措施
1、污染场地的水土流失防治措施
为防止污染土壤清挖过程导致的大量余土露天堆积,土壤清挖量按治理需要结合场地清基、基础开挖,在污染场地有计划开挖。分块实施,每取完一块,应采取覆盖和遮蔽措施,防止裸露场地所造成的水土流失。
2、施工过程中临时防护措施
施工区在建设和使用期间,因土地被占压,水土保持措施以工程措施为主。
施工阶段的水土保持措施由各施工单位在工程实施中完成。现仅对建设和使用提出以下水土保持要求:
①施工单位动土工程尽量避开雨天;
②做好施工工区的排水工作,设临时排水设施;
③拟建工程建设完毕后,施工单位必须将地表建筑物及硬化地面全部拆除,废弃物及时运至集中堆放地点。
第八章 节能
8.1 节能原则
能源消耗于处理过程的每道工序,它涉及处理工艺、处理设备的运行,在工程设计中制定各专业设计方案时,应遵循以下原则:
(1)认真贯彻国家产业政策和行业节能设计规范,严格执行节能技术规定,努力做到合理利用能源和节约能源;
(2)遵循“减量化、再利用、资源化”等“3R”原则,运用循环利用等手段,有计划地进行物质与资源的调配,寻求资源和能源消耗最小化;
(3)引进先进的节能新工艺、新技术、新设备; (4)设置能源检测仪表,加强企业对能源的计量和管理。
8.2 编制依据
1、《中华人民共和国节约能源法》(2008年4月1日) 2、《中华人民共和国电力法》(1996年12月1日) 3、《节能减排综合性工作方案》(2007年6月3日) 4、《国务院关于加强节能工作的决定》(国发〔2006〕28号) 5、《国务院关于加快发展循环经济的若干意见》(国发〔2005〕22号)
6、《“十二五”节能减排综合性工作方案》(国发〔2011〕26号)
7、《用能单位能源计量器具配备和管理通则》(GB/T17167-2006) 8、《建筑照明设计标准》(GB50034-2004) 9、《金属尾矿综合利用专项规划》(2010-2015) 10、《公路工程概算定额》(JGJ/T B06-01-2007) 11、《碾压式土石坝施工规范》(DL/T5129-2001)
8.3 能耗概况
项目建设期间主要能耗种类为电、柴油、水,经统计本项目耗电量为41640.4kWh/a,耗燃油量为81.74t/a,耗水量为1467100t/a。综合能耗消耗指标见表8-1。
表8-1 综合能耗消耗指标一览表
能源种类 电力 柴油 计量单位 kWh t 年需要实物量 41640.4 40.87 参考折标煤系数 0.1229kgce/kWh 0.305kgce/kWh 1.4571kgce/kg 当量值 等价值 耗能工质种类 计量单位 水 万t 年需要实物量 125.73 参考折标煤系数 0.0857kgce/t 年耗能量(吨标准煤) 5.12(当量值) 12.70(等价值) 59.55 64.67 72.25 年耗能量(吨标准煤) 125.73 125.73 当量值 等价值 190.40 197.98 能源消费总量(吨标准煤) 耗能工质总量(吨标准煤) 项目年耗能总量(吨标准煤) 1、用电
本项目建设用电主要为生物质处理电耗、生活用电等。各类用电详细计算如下:
1)生物质处理电耗
项目生物质处理用电量如表8-2所示。
表8-2项目生物质处理主要用电设备
序号 1 2 3 4 设备名称 卧式破碎机 移动皮带机 焚烧炉 合计 单位 台 台 台 数量 1 1 1 单机容量(kW) 18.5 1.5 3.6 合计功率(kW) 18.5 1.5 3.6 23.6 设备处理能力为11t/h,项目年需处理量为1.5万t,则项目年设备运行时间为
15000÷11=1364h
则项目生物质处理年耗电量为 ΔE1=23.6×1364=32190.4kWh 2)生活电耗
项目定员为21人,取年人均用电450kWh考虑,则项目年生活电耗为
ΔE2=21×450=9450kWh 3)总用电量
综上所述,项目年总耗电量为 ΔE=32190.4+9450=41640.4kWh 2、用油
项目用油主要是工程机车,如推土机、挖掘机、压实机的耗油以及运输车辆的耗油。
1)工程机车耗油
挖掘机油耗定额为每立方0.45kg,推土机油耗定额为每立方0.22kg,压实机油耗定额为每平方0.36kg,土方开挖量为48024m3,土方回填量为48024m3,土地平整面积为120060m2。
则挖掘机耗油量为:0.45×48024=21.61t 推土机耗油量为:0.22×48024=10.57t 压实机油耗量为:0.36×120060=43.22t 综上所述,工程机车耗油总量为75.40t。 2)运输车辆耗油
本项目计划采用3台9t的运输车,按平均每车7t运输,运输车综合油耗按0.165L/km计算。项目运输情况见表8-3所示:
表8-3运输车辆耗油量
序号 材料名称 运输量 运输距离(km) 运输次数 耗油量(L) 1 2 3 4 5 稳定剂 草袋 大叶女贞 七里香 蜈蚣草 合计 8160.4t 120060m 1065600株 915750株 112100株 23 6.5 6.5 6.5 6.5 1166 334 887 763 934 1154.34 716.43 1902.62 1636.635 2003.43 7413.455 运输用油量为7413.455L,其密度为0.86kg/L,则运输耗油总量为6.34t。
3)总用油量
综上所述,项目总用油量为81.74t,项目建设期为2年,则项目年耗油总量为40.87t。
3、用水
项目用水包括工程用水、生活用水以及不可预见用水。其分项计算如下:
1)绿化用水
根据《湖南省地方用水定额标准》(DB43/T 388-2008),绿化洒水定额标准为60L/(m2月),绿化面积为3701850万m2,项目建设期绿化用水平均按半年考虑,则项目年绿化用水量为60×3701850×6=133.27万t。
2)生活用水量
生活用水额定按标准取为每人每天160L,定员21人,年用水天数为300天。则项目生活用水量为160×21×300÷1000=1008t/a。
3)不可预见用水量
考虑不可预见水量为绿化用水和生活用水总量的10%,则不可预见用水量为133370.8t/a。
4)总用水量
综上所述,项目年用水量为1332700+1008+133370.8=146.71万t/a。
8.4 节能措施
8.4.1工艺节能
1、选用低油耗的运输车辆等机械设备,降低能源消耗; 2、尽量选用低能耗运行设备;
3、合理调整化学药剂用量,尽量降低物料的损耗,节约资源和能源;
4、提高操作人员素质,以使操作人员能全面了解设备的使用方法和保养维护,能按工艺要求使用能耗设备,以达到节能的目的;
5、在能源供应入口安装计量装置,对所用能源进行计量,以控制消耗,降低成本。 8.4.2电气节能
本项目主要电气节能措施如下:
1、变电所位置尽可能位于用电负荷中心,尽量缩短低压配电线路,减少线路电能损耗;
2、选用节能型变压器产品,选用国家公布的节能型机电设备; 3、采用并联电容器进行无功补偿,提高用电设备的功率因数,减少无功功率引起的有功损耗;
4、照明配电采用合理的控制方式,照明灯光源采用光效高的节能型光源,灯具采用高效节能灯具,镇流器选用节能型镇流器;
5、照明功率密度值不能大于规范GB50034-2004《建筑照明设计标准》的规定;
6、电缆、导线布线时尽量避免线路迂回或电能倒流; 7、设计时考虑稳定电压措施。
8.4.3建筑节能
1、根据工业用地所在区域的气候特点,合理进行建筑总平面布局,使建筑可以最大限度利用自然光和自然通风;
2、建筑外窗的气密性、保温性能、玻璃遮阳系数和可见光透射比,屋面、地面使用的保温隔热材料,其导热系数、密度、抗压强度或压缩强度、燃烧性能等,需符合当地的设计要求;
3、通风设施需符合设计要求。 8.4.4节水措施
1、处置场绿化用水可选用渗滤后的新水,以节约项目能耗; 2、加大节能宣传与学习力度,提高操作人员的节能意识,让节能环保落实在项目处理过程中;
3、处理供水采用变频调速控制; 4、采用节水型龙头、卫生器具等;
5、主要用水管道安装流量计,加强监督和管理。
第九章 劳动安全、卫生防护与消防
9.1 劳动安全与卫生防护
9.1.1设计依据
为了贯彻国家关于企业安全生产的指导精神,保障职工身体健康,本项目充分考虑了安全生产与工业卫生方面的要求,在设计中严格遵守国家颁布的安全卫生规定和标准,所依据的主要技术文件有:
1、《工业企业设计卫生标准》(GBZ1-2010) 2、《建筑设计防火规范》(GB50016-2006) 3、《构筑物抗震设计规范》(GB50191-2012)
4、《工业企业厂内铁路、道路运输安全规程》(GB4387-2008) 5、《职业性接触毒物危害程度分级》(GBZ230-2010) 6、《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》(GB50058-92) 7、《低压配电设计规范》(GB50054-2011) 9.1.2主要安全技术措施
(1)山体滑坡是项目运行过程中可能出现的隐患,需做周密考虑。在处理区周围有全方位截洪沟。根据不同方位的地形特点,将周边划分为不同的汇水区,雨水分别按地形分水岭进入不同方向的截洪沟引至施工区域;
(2)生物质焚烧灰渣运输应严格执行国家有关危险货物运输管理的规定,并制定合理和完善的运输计划、线路和时间;对运输废渣的车辆进行明显标志,并经常维护保养,保证车况良好和行车安全,尽量避免意外事故的发生;
(3)制定运输过程中突外事故的应急措施和防范措施,及时处理突发事故,减少人员伤亡及财产损失;
(4)配备专职的安全与环保管理人员,工作人员上岗前均应接受安全教育;为操作人员配备安全防护帽、衣物、手套、鞋等个体劳保用品,在易中毒场所工作时必须配备防毒面具;
(5)设备的裸露转动部分设有安全防护罩、安全围栏或防护挡板;
(6)电器设备需考虑防雷与接地措施,低压配电系统的安全严格按《低压配电设计规范》设计;
(7)各建(构)筑物按地震基本烈度6度设防。 9.1.3工业卫生
(1)凡接触危险废物的工作人员,需发给必要的劳动保护用品; (2)各车间操作室内均设置空调,保证良好的操作、办公、生活条件;
(3)暂存仓库设置轴流风机通风;
(4)职工食堂严格按照《食品卫生法》和有关规范要求设计和管理,确保职工饮食卫生安全。
9.2 消防
为贯彻“预防为主,防消结合”的方针,防止和减少火灾危害,本次设计采取的主要消防措施有:
(1)消防给水
根据《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)规定,同一时间火灾次数为一次,火灾延续时间为2h,室内、室外一次消防总用水量按180m3/s考虑。消防给水与处理、生活给水合用一套供水系统,消防用水与处理、生活用水分开贮存于高位水池中,保证足够的消防水压,同时禁止动用消防用水用于其他方面。
(2)建筑
本项目中建(构)筑物耐火等级按二级设计。钢筋混凝土框架
结构建筑物墙体材料为加气混凝土砌块,各建筑物的防火间距等符合《建筑设计防火规范》中的有关要求。
(3)电气
本项目建(构)筑物除处理车间为二类防雷外其余均为三类防雷,其接地装置与保护接地装置共用一套,接地电阻值不大于4欧姆。处理车间的防雷接地采用单独的接地装置,接地电阻值不大于30欧姆。
(4)火灾自动报警系统
在易燃易爆建筑设施处安装自动报警系统,严防火灾。
第十章 组织机构与劳动管理
10.1 组织机构及工作制度
由于本项目主要目的是修复锡矿山地区受污土壤,相应运行时间较长,且运行时间较为集中,在2年建设期内,需要较为齐全的人员投入,其余时间所需养管维护人员相对较少。此外,环境监测等设施投入大、技术专业性较强,如果设置专门实验设备和实验人员,在技术管理水平上有一定困难,且设备利用率不高,可以考虑委托社会专业力量进行。
针对以上特点,运行(施工)单位成立项目部,下设综合管理部、技术部和生物质处理部(见图10-1)。
综合管理部包括财务、行政、后勤等方面的管理;生物质处理部包括生物质收集、生物质焚烧、灰渣运输及检、维修等;技术部包括运行调度、技术管理及安全环保工作。
10.2 劳动定员
考虑到本项目的实际情况,平时采用一般工作制,在生物质收获时采取连续工作制,必要时可临时雇佣人员帮助收获。
项目人员定员编制是根据本项目的需要,按职能定员;遵循减员增效的方针进行确定,在充分考虑实际生产需要的情况下,本着精简和提高效率的原则进行编制。行政管理人员根据需要按企业职工总数的比例进行定员。整个项目定员总数为21人(见表10-1)。
表10-1场地修复人员配备表
岗位 管理人员 技术人员 人数 1 2 备注 现场施工人员 合计 18 21
第十一章 项目实施进度及招标计划
11.1 建设周期规划
本项目实施过程分为前期准备阶段、施工阶段、治理阶段。 前期阶段主要包括可行性研究、环境影响评价、初步设计、资金筹措和施工图设计等,施工阶段主要包括土建施工、设备采购、设备管道安装、生产准备和试车考核等;治理阶段主要包括植被的维护、生物质的收集与焚烧、灰渣的运输等。
11.2 项目实施进度规划
本项目前期准备阶段为6个月,由2014年1月开始,到2014年6月结束;施工阶段为18个月,由2014年7月开始,到2015年12月结束;治理阶段由2016年1月开始,到2025年12月结束(见表11-1)。
11.3 项目招标管理
根据国家计委发布的《工程建设项目招标范围和规模标准规定》中第三条、第七条规定,以及湘计招〔2002〕636号文,建设项目投资额在3000万元以上,为关系到社会公共利益、公众安全的基础设施建设项目,对项目的勘察、设计、施工、监理以及重要设备、材料采购活动拟采用招标方式,招标活动拟委托具有相应资质的招标机构代理,招标代理机构依据建设项目招投标活动的有关法规开展招标活动。
招标活动邀请招标办、纪委、监察等有关部门监督指导。 招标计划及审批有关内容如下:
招标条件:本项目招标开始前应满足的有关条件包括:一是履行审批手续,二是落实资金来源。
招标范围:根据国家政策法规,本项目勘查、设计、施工、监理
以及重要设备、材料等采购活动均通过招标进行。
招标组织形式:委托招标。本项目应委托经建设行政监督主管部门批准的具有相应资质的工程招标代理机构办理招标事宜。
招标方式:公开招标。本项目投资额较大,且使用国家专项资金,采取公开招标方式。
表11-1 项目实施进度计划表
序 号 项目 1 2 3 4 环境影响评价 节能评估 可研编制与审批 初步设计与审查 时间 2014年 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 2015年 7 6 7 8 9 10 11 12 2016~ 2025年 月 月 月 月 月 月 月 月 月 月 月 月 月 月 月 月 月 月 月 月 月 月 月 月 月 月 5 施工图设计与审查 6 7 8 9 10 11 12 招投标 设备订货 土建工程施工 设备采购安装 植物种植 工程竣工验收 治理阶段 第十二章 投资估算
12.1工程概况
本工程投资估算范围包括原位稳定化费用、植物修复费用、生物质处理费用、公用工程、总图运输工程。
12.2编制依据
1、本工程设计确定的建设规模、内容及建设标准。
2、建筑工程:按《湖南省建筑工程消耗量标准》(2006年)和《湖南省市政工程消耗量标准》(2006年)相应册编制的综合单价,缺项部分套用《湖南省建筑工程概算定额》(2002年)。
3、安装工程:按《湖南省建筑工程消耗量标准》(2006年)和《湖南省市政工程消耗量标准》(2006年)相应册编制的综合单价。
4、建筑工程材料价格:主要参考当地市场价格,缺项部分参照同期《娄底工程造价》第四期材料预算价格。
5、设备价格:按设备厂家的报价及询价计列,设备运杂费按设备原价的6%计取。
12.3其他建设费用的确定
1、建设单位管理费:按财政部财建〔2002〕394号文分档计算。 2、建设项目前期工程咨询费:执行国家计委价格〔1999〕1283号文件的规定。
3、工程勘察费:按工程费的0.8%计取。
4、工程设计费:国家发展计划计划委员会、建设部《工程勘察设计收费标准》(2002年修订本)。
5、工程保险费:按工程费的0.5%计取。 6、施工图审查费:取工程费的0.06%。
7、工程监理费:执行国家发展改革委员会、建设部《建设工程
监理与相关服务收费管理规定》(〔2007〕670号)。
8、招标代理服务费:执行国家计委计价格〔2002〕1980 号文的规定。
9、环境影响咨询服务费:执行国家计委、国家环保总局计价格〔2002〕12号文的规定。
10、场地准备及临时施设费:按工程费的0.5%计取。 11、基本预备费:按第一、二部分费用合计的10%计。 12、涨价预备费:根据国家发展计划委员会计投资〔1999〕1340号《关于加强对基本建设大中型项目概算中价差预备费管理有关问题的通知》之规定,因现阶段投资价格指数为零,故本估算未计算价差预备费。
12.4工程总投资
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。(见表12-1~10-2)。
表12-1 投资构成表
序号 1 2 3 4 项目 工程费用 工程建设其他费用 基本预备费 建设投资总额 投资额(万元) 15410.56 1310.10 1672.07 18392.73 投资比例(%) 83.79 7.12 9.09 100.00 12.5资金筹措及投资使用计划
本项目投资总额为18392.73万元,项目属于历史遗留重金属综合治理项目,项目所需资金全部由建设单位自筹。
项目在资金管理上严格按照国家的规定执行,实行专人管理、专户贮存、专帐核算。严格财经纪律,加强对项目资金的监管力度,按项目计划和施工进度投放资金,坚持执行资金跟着项目走的原则,确
保资金的专款专用;为确保工程建设质量,在拨付施工单位资金时,进行预留工程质量保证金,待竣工验收和运行后,经复检确定无工程质量问题时,再拨付质量保证金,以避免工程返工和资金流失;项目完工后,由施工单位提交决算报告,经有关部门审查、核实后,由相关部门组织竣工验收。资金使用以项目分期安排实际需求资金为准。
建设期按2年考虑,投资分两年均衡投入,并计划两年内资金筹措与资金运用达到平衡;治理期费用主要为生物质处置费用,分10年均衡投入。资金使用计划详见表12-3。
表12-3 资金使用计划表
序号 1 2 3 项目 原位稳定化 植物修复 生物质处理 总图及公用4 工程 工程建设其5 他 工程费用 6 7 8 预备费 建设期利息 流动资金 合计 836.03 0.00 0.00 836.03 0.00 0.00 1672.07 0.00 0.00 18392.73 655.05 655.05 1310.10 41.25 41.25 82.50 2014.1-2014.12 2015.1-2015.12 2016.1-2025.12 1294.88 6295.09 1294.88 6295.09 小计 2589.76 12590.18 148.13 148.13
表12-2工程投资估算表
概算投资额(万元) 项目 工程和费用名称 建筑工程 安装工程 设备购置费 其他费用 一 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 2 2.1 2.2 2.3 第一部分工程费 原位稳定化 稳定剂 草袋 土方布料 土方拌合 土方碾压 植物修复 土地清理 大叶女贞 七里香 15313.43 2589.76 391.70 16.81 864.43 960.48 356.34 12590.18 5552.78 3729.60 2747.25 32.38 0.00 64.75 0.00 0.00 0.00 合计 15410.56 2589.76 391.70 16.81 864.43 960.48 356.34 12590.18 5552.78 3729.60 2747.25 数量 单位 单位价值(元) 技术经济指标 备注 8160.4 120060 48024 48024 48024 t m m m m 3332 480 1.4 180 200 74.2 3701850 1065600 915750 m 株 株 2 15 35 30 概算投资额(万元) 项目 工程和费用名称 建筑工程 安装工程 设备购置费 其他费用 2.4 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 4 蜈蚣草 生物质处理 生物质堆棚 焚烧车间 值班室 卧式破碎机 焚烧炉 布袋除尘装置 灰渣库 围墙 道路 供配电工程 560.55 133.50 60.00 11.70 0.24 合计 560.55 148.13 60.00 11.70 0.24 2.78 7.95 3.90 38.03 8.10 15.44 52.50 数量 1121100 技术经济指标 备注 单位 单位价值(元) 株 5 4.88 9.75 0.00 4000 200 16 1 1 1 650 368 772 m m m 台 台 套 m m m 23222 150 585 150 18500 53000 26000 585 220 200 0.93 2.65 1.30 1.85 5.30 2.60 38.03 8.10 15.44 17.50 35.00 概算投资额(万元) 项目 工程和费用名称 建筑工程 安装工程 设备购置费 其他费用 5 二 1 2 3 4 4.1 4.2 4.3 4.4 5 6 给排水及消防工程 第二部分其他费用 建设单位管理费 招标代理服务费 工程建设监理费 建设项目前期工作咨询费 编制建议书 编制可研报告 计价格〔1999〕1283号文 评估建议书 评估可研报告 工程勘察费 工程设计费 工程费×0.8% 计价格〔2002〕10号文 8.80 9.00 123.28 357.66 8.80 9.00 123.28 357.66 10.00 20.00 合计 30.00 1310.10 161.81 35.02 313.18 73.80 18.60 37.40 数量 技术经济指标 备注 单位 单位价值(元) 1310.10 161.81 35.02 313.18 73.80 18.60 37.40 财建〔2002〕394号 计价格〔2002〕1980号文 发改价格〔2007〕670号 计价格〔1999〕1283号文 概算投资额(万元) 项目 工程和费用名称 建筑工程 安装工程 设备购置费 其他费用 7 8 9 10 11 施工图预算编制费 施工图审查费 场地准备及临时设施费 环境影响咨询服务费 工程保险费 一+二合计 预备费 基本预备费 工程总投资 比例(%) 按设计费的10% 工程费用×0.06% 工程费用×0.5% 计价格〔2002〕125号文 工程费用×0.5% 15313.43 32.38 64.75 35.77 9.25 77.05 46.23 77.05 1310.10 1672.07 1672.07 2982.17 16.21 合计 35.77 9.25 77.05 46.23 77.05 16720.66 1672.07 1672.07 18392.73 100 数量 技术经济指标 备注 单位 单位价值(元) 三 四 第一、二部分费用合计的10% 15313.43 83.26 32.38 0.18 64.75 0.35 第十三章 经济评价
13.1编制说明
本工程项目经济评价主要依据国家发展改革委和建设部颁布的《建设项目经济评价方法与参数》(第三版)的有关内容及深度要求,结合本工程实际情况进行编制。
13.2成本分析
由于本项目为环境治理项目,项目财务评价中不产生财务效益,故本项目不进行成本分析。
13.3财务分析
由于本项目为环境治理项目,项目财务评价中不产生财务效益,故本项目不进行财务分析。
13.4国民经济评价
由于本项目为环境治理项目,项目财务评价中不产生财务效益,故本项目只进行国民经济评价,通过评价来论证锡矿山地区环境综合整治工程在国民经济方面的合理性,可靠性,其主要目的是为项目决策提供可靠依据。
锡矿山地区环境综合整治所产生的社会效益是非常显著的,他与人民生活息息相关,所以我们必须从社会角度来衡量其经济效益,进行社会效益评价,从社会的整个观点出发,将锡矿山地区人民健康条件的改善,生活水平提高与工农业生产的加速发展等宏观效益结合起来,作为一个“系统体”来评价,用本工程项目对社会发生的效益,收入与社会支出的成本,反应项目的经济效益。通过评价,对有些难以定量的效益,作定性描述。
项目对国民经济所做的贡献,主要体现在社会效益上。
1)健康效益:重金属在人体内能和蛋白质及各种酶发生强烈的相互作用,使它们失去活性,也可能在人体的某些器官中富集,如果超过人体所能耐受的限度,会造成人体急性中毒、亚急性中毒、慢性中毒等,对人体会造成很大的危害。常见的有:
汞:食入后直接沉入肝脏,对大脑、神经、视力破坏及其严重; 镉:导致高血压,引起心脑血管疾病,破坏骨骼和肝肾,并引起肾衰竭;
铅:一旦进入人体将很难排除,直接伤害人的脑细胞,特别是胎儿的神经系统,造成先天智力低下;
钴:能对皮肤有放射性损伤。
钒:伤人的心、肺,导致胆固醇代谢异常。
锑:与砷能使银手饰变成砖红色,对皮肤有放射性损伤。 铊:会使人多发性神经炎。
锰:超量时会使人甲状腺机能亢进。也能伤害重要器官。 砷:是砒霜的组分之一,有剧毒,会致人迅速死亡。长期接触少量,会导致慢性中毒。另外还有致癌性。
根据对附近医院的调查,该区域范围是重金属砷中毒相关病症的高发地区,由于区域内土壤重金属污染严重,使该区域的群众或多或少身体涉重超标。本项目治理完全后,有效防止了重金属的污染,可以极大减少人体重金属中毒相关病症的费用,由于难以计量,仅作定性说明。
2)技术扩散的经济效益
本项目有效进行环境治理,有利于该技术在社会上的扩散和推广,整个社会都会受益,有效治理各方面的重金属土壤污染问题,极大的提高了我国严峻的环境问题综合治理工作的效率和技术水平。其潜在产生了极强的经济效益,由于这类外部效果难以定量计算,此处仅作
定性说明。
3)乘数效果的经济效益
项目实施将使闲置土地资源得到利用(一次相关效果),进而推动项目区域内土地开发,有效增值项目区域内的土地价值,同时推动区域内土地单位产值的增加,促进企业增收和地区GDP的跨越式增长等。
(1)闲置资源得到利用
现有项目修复受污染林业用地及自然保留地370.19万m2、建设用地12.00万m2。项目实施治理后,使原有的土地标准达到《展览会用地土壤环境质量评价标准》(暂行)中的B级标准以上,从原有的闲置用地变为Ⅱ类利用地(如场馆用地、绿化用地、商业用地和公共市政用地)。
根据国土资源招拍挂的用地平均价格,本项目实施治理后,国土以80万/亩价格进行计算,升值的面积为180亩,就能产生地价增值效益14400万元。
(2)单位产值增加造成的经济效益
项目实施治理后,可用于场馆用地、商业用地和娱乐用地以及学校、绿化和公共市政用地的开发,从原有的闲置土地无生产力价值到现有生产力价值的提高,经济效益显著,按单位产值10万元/亩计算,则每年经济效益为800.00万元。
(3)推动地区经济发展和地区企业增收的经济效益
项目实施后,闲置土地得到了有效利用,项目区域内土地以后进行综合利用和开发建设,将为地区内的建设开发上下游企业带来极大的经济收益,使区域内形成新的经济开发增长点,有利于推动地区GDP的跨越式发展。具有推动地区经济发展和地区企业增收的经济效益,由于难以计量,仅作定性说明。
4)除上述几方面能定量的效益外,本项目还在改善人民精神面貌,提高人民精神生活质量以及改善投资环境;吸引外资;促进国民经济持续稳定发展等诸多方面产生难以计量的社会效益。从以上评价中可以看出项目的兴建对当地的经济发展,社会进步及人民生活质量的改善作用是巨大的,因此结论实施本项目十分必要,能够产生巨大的社会效益巨大。
第十四章 风险分析与社会评价
14.1 风险分析
14.1.1政策风险
国家环境保护部会同发展改革委、工业和信息化部、财政部、国土资源部、农业部、卫生部等部门,已完成《重金属污染综合整治实施方案》的制定工作,方案中将对开展重金属污染防治执法大检查、编制重金属污染防治规划、落实重金属污染防治专项资金,重点开展对汞、铬、镉、铅和类金属砷等污染进行综合整治工作进行了具体的部署。
湘江流域的重金属污染已引起中央决策层的高度重视,湘江已被列为国家的重点治理流域,湘江流域污染综合整治已被纳入国家大江大河治理范围,至2010年已投入700亿元治理湘江水污染,到2015年将投入3000亿元用于湘江流域综合整治。
本项目为锡矿山地区环境综合整治工程,属于环境污染治理项目,属于《产业结构调整指导名录(2011年本)(2013年修正)》中的鼓励类项目。从政策上分析,本项目的建设不但不存在风险,而且还可享受国家在税收、用地、用电和间接信用担保等方面的优惠条件。 14.1.2技术风险
项目采用的原位稳定化和植物修复技术为成熟适用技术,能够满足本项目的治理要求。因此,本项目的技术风险较低。 14.1.3工程风险
由于本项目为环境综合整治工程包含生态恢复工程、原位稳定化工程、厂房拆除工程,施工质量要求高且作业程序和检验有其特殊要求,因此,施工过程必须由专业施工单位和专用设备进行项目施工建设。只有这样,工程风险可规避到最低。
14.1.4外部协作风险
本项目所在地具有一定的基础设施条件,外部供水、供电、通讯及道路交通基本能满足项目建设要求。另外,本项目也得到了市政府的大力支持,外部协作条件较好。因此,本项目的外部协作风险较小。 14.1.5环境风险
本项目生物质经过焚烧处理后,运至危险固废处置中心集中处置。焚烧过程中,因为焚烧温度可能达到800~1000℃,重金属砷可能会气化,随烟气排除从而污染大气,且如果灰渣不能进行完整的收集并妥善处理,有可能会造成二次污染;灰渣运输过程中,如发生泄漏事件,将会造成砷的二次污染,危害环境。 14.1.6社会风险
本项目是公益事业,项目建设不但可以消除环境污染隐患,而且可保护人民群众生命安全、身体健康及生态环境安全,对维护社会稳定具有积极影响。本项目建设能得到社会和公众的拥护,基本上不存在社会风险。 14.1.7资金风险
本项目投资风险既可能产生于工程建设过程中,使得投资突破预算,也可能由于资金不足而导致项目不能正常运行(见表14-1)。
表14-1 投资风险评估及防范
风险等级 风险因素名称 灾难性 导致投资超预算的主要原因 工程项目外原因 (1)建筑材料和机械涨价; 严重 较大 一般 √ √ √ √ (1)采用分包方式转移风险; (2)运用合同条件转防范措施 (2)工资标准提高; (3)运输费用增加; (4)自然灾害; 工程项目内原因 (5)工程投资计划不当; (6)工程管理组织不当; (7)投资控制措施不力; (8)施工合同管理混乱; (9)设计不当引起成本上升; √ √ √ √ √ 移风险; (3)优化竞标机制,通过竞争降低成本; (4)精心设计投资计划,正确确定资金结构与投放次序,降低资金成本; (5)加强项目管理和合同管理,防止人为因素造成投资增加; (6)优化方案设计,在安全可靠条件下选择经济适用型方案; 14.2 降低风险的主要措施
本可研认为,本项目的实施存在一定的风险,但可以通过相关措施将风险降到最低,确保项目的圆满实施及运行。具体措施如下:
1、加强与国家和省级相关部门联系沟通,争取中央政府和省级政府融资上的支持,确保资金到位;
2、加强项目建设规划,制订突发事故应急预案; 3、建全组织和管理制度,对工程建设进行封闭式管理; 4、落实专业施工队伍进行项目施工建设,严格施工质量,加强工程施工监理;
5、加强生物质处置场区职工队伍的建设,制定安全生产各项规
章制度,增强环境保护及个人劳动防护意识,确保工程投入正常运行;
6、加强安全生产管理。自觉坚持“安全第一、预防为主”的方针,认真贯彻执行《安全生产法》、《安全生产许可证条例》等法律法规及相关规定。强化安全生产责任制,把安全生产工作任务层层分解,落实到建设单位各个基层单位、各生产环节和各个岗位,严格监督检查,确保建设安全。
14.3 社会评价
14.3.1项目对社会的影响分析
目前,治理区域存在受污染林业用地370.19万m2和工业用地12.00万m2。在长期的雨水淋滤下,土壤中大量的重金属元素砷被释放出来,污染了周边的水体和农田,并最终危害到人体身体健康。因此,本项目的建设有利于该地区的公共安全和生态环境的改善,为创建优美、舒适、健康、清洁、人与自然和谐共处的环境起到积极作用,有利于实现社会稳定,是人民安居乐业、区域经济可持续发展的保证。 14.3.2项目与所在地互适性分析
本项目将通过开展锡矿山地区环境综合整治工程,来改善和修复污染区域的生态环境,消除污染场地的安全隐患,为保障公共安全、保证区域社会稳定和经济发展发挥重大作用。因此,本项目得到了国家、省、江市各级政府的大力支持和当地广大人民群众的积极拥护。 14.3.3社会风险分析
由于本项目立项的出发点就是保护当地人民生命安全、恢复当地生态环境,本身是利国利民的公益性项目,故社会风险不大。 14.3.4社会评价结论
锡矿山地区重金属砷污染一直困扰该地区人民群众生产、生活,隐患巨大,威胁当地居民生命安全。本项目通过综合治理,既能消除
重金属砷的安全隐患,还能恢复和改善生态环境,又能促进该地区社会稳定和经济发展,有利于进一步加快与推动和谐社会的构建,是一项功在当代、利在千秋的利国利民工程,具有深远的社会影响。
第十五章 社会效益和环境效益
15.1社会效益
目前,治理区域受污染林业用地370.19万m2、工业用地12.00万m2,受污染土壤中砷最大超标27.18倍,严重影响当地居民的耕种和粮食安全。本项目实施后能够降低和减少当地重金属污染,促进《土地利用总体规划(2006-2020)》的实行,保障人民群众的利益和生命安全,可进一步密切党群关系,促进社会和谐与可持续发展;项目工程量较大,届时需要大量的施工工人(主要为植树),可给当地群众提供650个就业岗位,社会效益显著。
15.2环境效益
本项目为锡矿山地区环境综合整治工程,主要是修复受污染林业用地370.19万m2、工业用地12.00万m2。通过本项目的实施,安全处置重金属砷536t,不仅有助于减轻重金属对当地生态环境的破坏,而且能够消除该污染对湘江流域重金属污染的安全隐患,环境效益显著。
综上所述,锡矿山地区382.19万m2环境综合整治工程,对于消除湘江流域重金属污染安全隐患、促进土地合理利用开发、拓展城市发展空间、改善锡矿地区环境质量、保障居民人身安全和身体健康、保护周边自然生态、维持社会稳定与促进可持续发展意义重大。
第十六章 结论与建议
16.1 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)林业用地三级标准,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)中的工业用地B级标准,现有土壤质量无法满足《冷土地利用总体规划(2006-2020)》的用地需求,因此,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、本项目建设地点位于矿山乡、锡矿山街道办事处,建设地点的自然条件(地形地貌、水文、地质等)、社会条件(交通、供水供电条件等)均能满足本项目的建设需求。
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。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置中心进行安全处理;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,安全处置重金属砷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。
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。
16.2 建议
1、锡矿山地区重金属污染场地对区域的生态环境影响严重,危害到当地居民的生产和生活,建议尽快进行治理。
2、考虑到本项目的环境效益和社会效益,建议相关部门能够给予资金和政策上的支持。
3、对本项目工程措施较为复杂,需进行系统规划、统筹安排,力争合理有序地推进项目建设,确保社会效益最大化。
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