阻隔渗透测试

—3—1污染地块风险管控技术指南—阻隔技术(试行)(征求意见稿)二〇一七年十一月—4—概要阻隔技术是指通过铺设阻隔层阻断土壤介质中污染物迁移扩散的途径,使污染介质与周围环境隔离,避免污染物与人体接触和随降水或地下水迁移进而对人体和周围环境造成危害的技术.
阻隔系统主要有几方面的功能:(1)阻断污染土壤与人体的直接接触;(2)阻止受污染地下水迁移扩散;(3)阻断污染土壤或污染地下水挥发出的气体扩散.
阻隔仅能切断暴露路径,限制污染羽迁移,但不能彻底去除污染物质或降低污染地块上的污染物浓度,不是真正的修复技术,因此,阻隔技术尽管可以单独用于污染地块的风险管控,也经常需要与其他修复技术结合使用才能达到修复目标.
阻隔技术包括水平阻隔和垂直阻隔两大类,水平阻隔相对简单,垂直阻隔可分成取代法、挖掘法、注射法等基本类型.
对于阻隔技术的应用,应基于污染地块风险三要素的分析,以及设定的风险管控目标,判断其适用性,同时还要考虑其与其他技术经济成本的比较情况.
阻隔技术实施的工作程序包括设计、施工和监测维护等内容.
设计阶段需考虑工程建设、阻隔材料选择、主要暴露途径和使用寿命等因素;施工阶段的质量非常重要,直接关系到阻隔措施的效果,因此应做好质量控制与质量保证,确保阻隔措施完全按照设计说明实施;同时,阻隔措施需要开展常规监测,证明阻隔系统达到设计目标的最初性能,并确保在地块开发后阻隔效果得以持续;此外,阻隔措施需要进行长期维护,如果定期监测结果表明阻隔措施未能达到预期效果,应及时进行修理或更换.
本指南分别对阻隔技术的主要技术环节提出了一般性的原则和要求,即设计、施工、监测与维护.
同时,针对阻隔技术常用的三种情形:(1)阻断表层土壤的直接接触;(2)阻止受污染地下水迁移扩散;(3)阻断周围或室内空气暴露.
分别对每种情形下阻隔技术的设计、施工、监测与维护等主要技术环节提出了进一步的细化要求.
—5—目录前言.
61适用范围.
62术语和定义.
63规范性引用文件.
74阻隔技术概况.
84.
1阻隔技术的原理与优缺点.
84.
2阻隔技术的主要类型及适用性.
85阻隔措施设计的总体要求.
95.
1技术准备.
95.
2阻隔技术设计要点及注意事项.
105.
3切断暴露途径.
105.
4设计寿命.
125.
5设计说明.
126阻隔措施的施工.
137阻隔措施的监测与维护.
137.
1监测要求.
137.
2定期监测.
137.
3维护.
137.
4阻隔效果的评价.
148针对污染土壤阻隔的设计施工及维护.
148.
1简介.
148.
2风险管控目标及现有技术.
148.
3设计与建设注意事项.
148.
4性能监测.
198.
5维护和操作事项.
209针对地下水污染阻隔的设计施工及维护.
219.
1简介.
219.
2风险管控目标及现有技术.
219.
3设计与建设注意事项.
229.
4性能监测和维护.
2810对土壤或地下水室内蒸汽入侵阻隔的设计施工及维护.
2910.
1简介.
2910.
2风险管控目标及现有技术.
2910.
3设计与建设注意事项.
3010.
4性能监测.
3410.
5维护和操作事项.
3511制度控制(活动和使用限制)3611.
1活动和使用限制的必要性.
3611.
2活动和使用限制的目的.
3611.
3活动和使用限制的类型.
3612二次污染防治技术要求与措施.
36附录1.
38—6—前言为贯彻落实《土壤污染防治行动计划》和《污染地块土壤环境管理办法(试行)》(环境保护部令第42号),指导和规范阻隔技术在污染地块风险管控中的应用,制定本指南.
1适用范围阻隔技术主要有几方面的功能:(1)阻断污染土壤与受体的直接接触;(2)阻止受污染地下水迁移扩散;(3)阻断污染土壤或污染地下水挥发出的气体扩散.
阻隔技术适用于以下情形:(1)污染地块土壤、地下水或其他环境介质中关注污染物的浓度超过相关标准或风险水平超过可接受水平;(2)地块上存在关注污染物的潜在完整暴露途径;(3)与其他措施相比,阻隔技术适用且更经济有效.
阻隔仅能切断暴露路径,限制污染羽迁移,但不能彻底去除污染物质或降低地块上的污染物浓度,不是真正的修复技术.
因此,阻隔技术尽管可以单独用于污染地块风险管控,也经常需要与其他修复技术结合使用才能达到修复目标.

2术语和定义2.
1疑似污染地块指从事过有色金属冶炼、石油加工、化工、焦化、电镀、制革等行业生产经营活动,以及从事过危险废物贮存、利用、处置活动的用地.
2.
2污染地块按照国家技术规范确认超过有关土壤环境标准的疑似污染地块,称为污染地块.
2.
3阻隔技术采用阻隔、堵截、覆盖等工程措施,控制污染物迁移或阻断污染物暴露途径,使污染介质与周围环境隔离,避免污染物与人体接触和随降水或地下水迁移进而对人体和周围环境造成危害,降低和消除地块污染物对人体健康和环境的风险的技术.
—7—2.
4垂直阻隔技术阻隔层采用竖向布置的形式,阻断污染介质向周边环境的迁移输送的阻隔技术.
包括土-膨润土隔离墙、高压喷射灌浆墙、搅拌桩墙、搅喷桩墙、水泥帷幕灌注浆墙、土工膜墙、渗透反应墙等技术.
2.
5水平隔离层技术阻隔层采用水平敷设布置的形式,阻断污染介质向周边环境的迁移输送的阻隔技术.
包括混凝土水平阻隔、粘土水平阻隔、柔性水平阻隔等技术.
2.
6受体一般指地块及其周边环境中可能受到污染物影响的人群或生物类群,也可泛指地块周边受影响的功能水体(如地表水、地下水等)和自然及人文景观(区域)等(如居民区、商业区、学校、医院、引用水源保护区等公共场所).
2.
7暴露途径地块土壤和浅层地下水中污染物迁移到达和暴露于人体的方式,如经口摄入、皮肤接触、呼吸吸入等.
2.
8蒸汽入侵表层以下污染土壤和地下水中的挥发性化学污染物经建筑物地基的开口处(例如裂缝或地下室)迁移至上方所覆盖建筑物的室内空气环境中.
2.
9制度控制也称作活动和使用限制.
是指限制人类活动类型或活动区域,减少或阻止人群对地块污染物的暴露,杜绝和防范污染地块可能带来的风险和危害,从而达到利用管理手段对污染地块的潜在风险进行控制的目的.
3规范性引用文件本指南引用下列文件或其中的条款.
凡是不注明日期的引用文件,其最新版本适用于本指南.
GB15618土壤环境质量标准GB3838地表水环境质量标准GB18599一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准HJ25.
1场地环境调查技术导则—8—HJ/25.
2场地环境监测技术导则HJ/25.
4污染场地土壤修复技术导则4阻隔技术概况4.
1阻隔技术的原理与优缺点阻隔为施工于污染介质周围的地下沟渠、地墙或地膜所组成的垂直阻隔系统,有时也与地面生态覆盖系统结合.
阻隔系统主要有几方面的功能:(1)阻断污染土壤与人体的直接接触;(2)阻止受污染地下水迁移扩散;(3)阻断污染土壤或污染地下水挥发出的气体扩散.
早期阻隔技术主要用于防止建设工程外侧土壤坍塌或外围地下水渗入基坑,钢板桩是世界各地普遍采用的阻隔技术.

表1阻隔技术的优缺点优点缺点1.
可防止污染物横向或侧向移动扩散.
2.
可改变局部的地下水流模式.
3.
阻止及避免污染土壤与地下水相互接触.
4.
可阻隔污染并保护邻近区域.
5.
常用于出水量大或污染来源复杂的地区.
6.
降低水力传导系数.
7.
可有效缩短治理修复周期.
1.
非处理方式.
2.
设置费用高.
3.
适用于小地块.
4.
有潜在渗漏及移动风险.
4.
2阻隔技术的主要类型及适用性阻隔技术包括水平阻隔和垂直阻隔两大类.
水平阻隔相对简单,这里不再分类.
垂直阻隔可分成取代法、挖掘法、注射法等基本类型.
各类型特点及适用性见表2.
1.
取代法:把阻隔系统施工于地下而地面不受大的干扰.
其中,钢板桩(steelsheetpiling)是最常用的一种方法.
2.
挖掘法:将土壤挖出,然后用阻隔材料代替原有土壤,即建置一低渗透性的垂直阻隔系统,将其插入土壤甚至更深的不透水层.
例如,交叉桩法(secantpiling)是由一系列连锁相邻的桩构成完整的墙;浅层截水墙(shallowcut-offwall)的建造过程是先用切割机挖出一个足够深的狭槽,然后插入地膜,再用压实的黏土填充;泥浆沟渠(slurrytrench)的建造过程是先挖一条沟渠,然后用不同材质混合的泥浆(如皂土-水泥混合,有时还加入挖出的土壤进行混合)进行填充,形成不同形式的泥浆沟渠,如黏土阻隔系统、皂土-水泥阻隔系统、膜阻隔系统—9—和混凝土横隔墙等.
3.
注射法:向土壤中注入一定的材料,填充土壤的空隙、孔隙和裂隙,以降低土壤渗透性的过程.
注射法形成的垂直阻隔系统包括化学灌浆阻隔、深层土壤混合(通常是皂土和水泥混合)技术、喷射灌浆和喷射混合灌浆等.
4.
其他方法:包括电动力学阻隔技术、地面冰冻、化学阻隔和生物阻隔等.

其中,电动力学阻隔技术是指通过控制电荷形成对污染物迁移进行阻隔的系统.

地面冰冻也可以形成垂直阻隔系统,用于控制土壤中污染物的迁移.
目前,生物阻隔方法也在发展当中.
表2不同类型垂直阻隔系统的特点及适用性类型举例适用性特征取代法钢板桩震动波墙膜墙大多数土壤类型,但大石头、岩石或大量废弃物存在或许会影响施工低pH土壤一般对苯和甲苯等污染物具有抗性;钢板桩的地方也需要结构上或机械上的支持挖掘法横切堆积墙浅层切断墙喷射灌浆泥浆沟渠混凝土横隔墙大多数土壤和岩石类型应用广泛;需要对阻隔系统的损坏进行处置注射法水泥或化学灌浆喷射灌浆喷射混合最好是粒状土壤或破碎的岩石,而黏土或废弃物效果较差/其他地面冰冻电动力学生物阻隔化学阻隔地面冰冻只在一定颗粒大小的土壤(主要是砂土)上有过成功的实例在国外受到广泛重视5阻隔措施设计的总体要求5.
1技术准备首先应通过地块地调查,查明受污染环境介质的性质、程度和范围,确定当前或未来土地用途下潜在的完整暴露途径.
5.
1.
1受污染的环境介质为评价阻隔技术在项目地块上的可行性,应当充分表征受污染环境介质的特征及范围,明确污染物迁移途径及敏感受体,建立地块概念模型.
对受污染的环—10—境介质的描述,除了对污染状况的描述外,还应包括包气带土壤及含水层土壤的性质(如土壤类型、粒径)、地下水单元的特征(例如水力传导率、含水层厚度、孔隙度)等.
5.
1.
2潜在的完整暴露途径通过建立地块概念模型,确定项目地块的潜在的完整暴露途径.
包括:(1)划定受污染环境介质的区域;(2)明确污染物迁移的机理和过程;(3)确定潜在的人类受体及风险特征.
5.
1.
3确定风险管控目标阻隔技术的主要原理是切断暴露途径,因此风险管控的目标应基于地块污染状况及暴露途径的分析而确定.
5.
2阻隔技术设计要点及注意事项设计垂直阻隔系统时应考虑:(1)施工所需的深度;(2)可接受的完整性程度(如初始有效性);(3)拟安装的阻隔系统与当地环境的兼容性.
阻隔系统的类型选取主要应基于既定的风险管控目标和需要切断的暴露途径,确定选用垂直阻隔系统、水平阻隔系统(如地面覆盖系统)等.
垂直阻隔系统主体设计指标主要取决于希望达到的阻止污染物迁移的能力与稳定性,因此需要考虑以下因素:(1)污染物迁移的驱动力和潜势;(2)阻止污染物迁移扩散的能力;(3)系统的设计寿命.
其中,驱动污染物迁移的潜势包括:(1)流体静力学作用,即因水压差异产生的迁移;(2)电动力学作用,即由电动势差引起的污染物迁移;(3)化学作用,即由污染物浓度或其他物质浓度不同引起的污染物迁移;(4)热力学作用,即由水温梯度引起的污染物迁移;(5)渗透作用,即由渗透压差异引起的污染物迁移.
阻隔成效与以上作用密切相关.

阻隔材料的选择,关键指标是其渗透性.
大多数情况下,阻隔材料或阻隔系统与当地环境介质之间需要存在渗透性差异.
其次,阻隔材料或阻隔系统的吸附性能也是一个关键的因素.
此外,在水分变化引起土壤变干或土壤再饱和条件下阻隔系统的自我修复特性也相当重要.
5.
3切断暴露途径阻隔措施的目的在于通过切断暴露途径,消除或降低关注污染物的暴露水—11—平.
通过实施阻隔,可以达到:(1)阻止与受污染环境介质的直接接触(例如皮肤接触);(2)阻止关注污染物从受污染环境介质向暴露点的不同位置、不同环境介质或者二者兼有的迁移(例如,从土壤向空气挥发的化学气体).
根据选用的阻隔系统类型不同,一种阻隔措施可以切断一个或多个暴露途径.
本指南重点介绍了切断三种主要暴露途径的阻隔措施:(1)阻断表层土壤的直接接触;(2)防止受污染地下水迁移扩散;(3)阻断深层土壤或地下水中挥发性有机污染物进入周围或室内空气.
5.
3.
1阻断表层土壤的直接接触如果表层土壤受到污染,人类可能通过偶然的摄入、皮肤直接接触或吸入颗粒物的方式接触污染土壤.
受污染土壤颗粒可能通过风蚀、园林绿化的浅层开挖、施工或维护活动释放到空气中.
主要途径有:(1)直接接触受污染土壤;(2)风力驱使土壤颗粒进入空气.
阻断直接接触表层受污染土壤的技术案例包括以下几种情形:沥青路面、混凝土路面、柔性膜衬垫、清洁土壤覆盖、植被覆盖和石子覆盖等.
5.
3.
2阻止受污染地下水迁移扩散在地下水受到污染的地块,实施阻隔可以阻止受污染地下水的迁移扩散.
在有已有建筑物存在的地块,还可以阻止受污染地下水对地下建筑或设施造成破坏.
防止受污染地下水迁移扩散的阻隔措施包括:渗流屏障、拦截井或沟渠、泥浆墙和可渗透性反应墙.
阻止受污染地下水对地下建筑或设施造成破坏的阻隔措施包括密封设施线、基础或设施接缝等.
5.
3.
3阻断深层土壤或地下水中挥发性有机污染物进入周围或室内空气污染地块如开发成居住用地,深层土壤或地下水中挥发性有机污染物挥发产生有毒有害蒸汽进入周围或室内空气,人体可能会通过呼吸暴露途径吸入从土壤或地下水中挥发出来的污染物.
通过实施阻隔措施,设置气体屏障可以阻断环境或室内空气中的污染物暴露.
气体屏障能够阻止:(1)气体从受污染土壤或地下水中迁移到周围空气中;(2)气体从地下室、地基、坑、地下管线、地下走廊等路径进入室内空气.
用于控制吸入周围或室内空气的措施包括:封闭气体进入路—12—径、设置被动气体屏障、建立增压系统和主动土壤减压措施等.
5.
4设计寿命阻隔系统设计的运行和维护时间应不小于:(1)预测的不可接受风险的持续时间;(2)预计的地块或特定土地利用结构的持续时间.
决定设计寿命的其他因素还有建筑材料性能、成本效益分析和政策相关要求等.
5.
5设计说明设计说明应明确设计、施工、监测和维护的一般标准,应提供足够的细节以确保阻隔措施达到既定的性能标准.
(1)设计的基本资料设计说明应提供地块现状及未来土地利用的基本信息.
(2)有效范围和边界确定应说明阻隔措施的物理边界.
标记边界的材料可以使用土工织物、水平塑料栅栏、水平金属网、网格状的警示胶带或其他惰性材料.
也可以在边界处张贴标记,记录阻隔措施施工位置和施工细节,必要时可提供图纸作为参考.
(3)设计组件应当对阻隔措施的所有组成部分进行详细说明,包括每个部件的设计、施工、运行和维护说明等.
(4)尺寸和材料规格应当说明每个设计部件的尺寸规格、材料强度、耐久性、耐腐性和化学相容性等.
(5)处理系统如果阻隔系统涉及主动的处理措施,如土壤气体或地下水处理系统,设计说明中应明确相关设计、设备和操作流程.
如果处理系统在污染地块开发或再开发前已经存在,除非可以证明阻隔措施能更有效地阻止受污染环境介质的暴露.
否则应当继续保持土壤气体或地下水处理系统的运行,确定不用后再行拆除.

(6)施工说明阻隔措施的施工说明应指定安装方法和安装过程中的质量控制或质量保证措施.
安装前应当对准备安装阻隔系统的相应区域进行清理,如地表覆盖物的清除和平整等.
—13—(7)资料准备施工过程中应做好与施工情况一致的图纸或其他书面记录,以记录阻隔措施实施的详细情况.
(8)监测与维护设计说明中应当说明阻隔措施的运行与维护要求、监测方法和监测频次,以确保达到最佳的阻隔效果.
应包括:①整个阻隔措施运行期间监测频次的变化;②在监测与维护期间获得的数据或信息的基础上,对监测频次进行评价和必要调整,如遇突发事件(例如洪水和地震)应进行非常规检查以核实系统性能.

6阻隔措施的施工阻隔措施的施工质量非常重要,直接关系到阻隔措施的效果.
施工过程应提出质量控制与质量保证计划,落实各个环节的质量控制与质量保证措施,确保阻隔措施完全按照设计说明实施.
7阻隔措施的监测与维护7.
1监测要求阻隔系统需要长期运行,因此需要开展跟踪监测,证明阻隔系统达到设计目标的最初性能,并确保阻隔系统在污染地块开发后效果得以持续.
7.
2定期监测为了评估阻隔措施的运行状况和主要性能,需制定定期监测计划,包括:视觉检查、物理测量、采样和测试.
监测的种类与频次取决于阻隔系统的类型.
有些情况下,主动控制可能会比被动控制措施需要更频繁的监测和详细检查.
阻隔效果监测要求如表3.
表3阻隔效果监测要求项目标准地下水水质地下水下游至少设置3口监测井地下水水位阻隔系统内外设置水压计7.
3维护阻隔系统需要长期运行,因此需要对系统进行长期维护.
如果定期监测结果表明阻隔措施未能达到预期效果,就需要进行修理或更换,如更换表层土壤、密封沥青裂缝、植被类型和表层覆盖材料等.
—14—7.
4阻隔效果的评价阻隔措施的效果应当在定期监测结果的基础上进行评价.
如果阻隔措施未能达到预期效果,需要调整风险管控技术,或调整风险管控目标及地块开发计划.

8针对污染土壤阻隔的设计施工及维护8.
1简介阻隔措施可以减少或消除表层、深层土壤中关注污染物暴露产生的环境风险.
针对污染土壤的阻隔主要阻断皮肤直接接触、偶然摄入污染土壤或吸入污染土壤颗粒物等暴露途径,目的在于控制表层土壤扬尘和控制残留污染物向地下水迁移.
8.
2风险管控目标及现有技术对于污染土壤来说,阻隔措施主要通过阻断以下暴露途径降低或消除人体健康风险:(1)防止人体与污染土壤的直接接触;(2)防止污染土壤的偶然摄入;(3)防止土壤颗粒物以扬尘形式进入空气.
典型的阻隔措施应具备结构要素或厚度要素,或二者同时具备.
结构要素主要依赖其固有的物理强度使人体与污染土壤的直接接触最小化,其类型有沥青路面、混凝土路面、建筑板及其他地基类型.
厚度要素主要依赖材料的厚度、深度或体积特征减少人体与污染土壤的直接接触,主要类型有压实的粘土、绿化措施及清洁土壤等.
目前相关文献中提到的污染土壤阻隔措施也称之为工程屏障、工程覆盖等,其中工程屏障指沥青、混凝土等结构元素,工程覆盖指厚度元素.
8.
3设计与建设注意事项8.
3.
1简介除了阻隔系统设计与建设的一般技术要求,污染土壤阻隔措施的设计与建设还应考虑土地的最终利用类型如污染地块再开发利用为停车场、公园、道路等情形,阻隔系统应与开发建设合理衔接.
8.
3.
2设计的基础信息阻隔措施的设计首先需要对污染地块的表层土进行特征描述.
设计所需的基础信息包括地块特征(如土壤类型、现有建筑物、地形地貌等)及土壤关注污染—15—物的浓度与性质等.
地块调查应该描述土壤污染的水平及垂直分布范围.
需考虑阻隔材料与关注污染物的化学相容性,选择合适的阻隔措施材料类型,确保控制措施安装后不易发生降解或不良反应.
8.
3.
3有效区域与边界定义地表阻隔措施的范围应当完全覆盖关注污染物浓度超过可接受风险值水平的区域.
在边界确定时要考虑取样点的数量、数据变化性以及需要实施风险管控的范围.
8.
3.
4设计组成表层污染土壤的阻隔措施在某种程度上是一种建筑物.
与建筑物的物理要素一样,阻隔措施的设计主要需考虑:①结构完整性的最小化;②合理的设计寿命;③适度维护.
在设计过程中可能使用多种阻隔措施阻止多个暴露途径.
比如某污染地块中暴露途径除了皮肤直接接触土壤外,还存在土壤扬尘的吸入,就需要混凝土地板、弹性膜衬层、地下气体收集系统或者土壤覆盖层结合使用以减少或消除两条暴露途径带来的风险.
常见的阻隔措施如下.
(1)沥青路面、沥青屏障或沥青混凝土沥青是成层铺设并利用专门建筑设备进行混合的分级砂卵石与液体沥青的混合物.
沥青可分厚层(大于5cm)和薄层(2.
5-5cm).
厚层沥青可直接铺设在自然地面上.
薄层沥青一般需铺设在更为粗糙的粒料层之上.
(2)混凝土路面混凝土是分级砂卵石与水泥液体的混合物.
混凝土通常用于建造水泥板或道路,一般铺设在厚度为几厘米的砂子或碎石层上.
通常加入铁丝网、钢筋或其他掺合料防止初期固化及后期塑性收缩、干燥收缩、热裂解等造成的裂缝.
表面混凝土板应加入空气吸附添加剂以减少严寒及霜冻天气造成的表面腐蚀.

(3)弹性膜衬层(FML)FML是一种渗透性较差、厚度较小的可阻止气体和液体迁移的人工合成膜.

FML可以从加工材料的卷轴上直接铺设或喷洒在半柔性层上以达到固化目的.

FML以碳氢化合物为基础、具有广泛的化学兼容性.
广泛应用的FML包括PVC(聚氯乙烯)、PCE(聚乙烯),HDPE(高密度聚乙烯)等.
FML卷轴式铺设需要特殊的缝合设备来密封边缘,而喷洒式FML能形成无缝膜衬层.
FLM卷轴式铺—16—设的厚度较为一致,任何一种铺设方式都需要经验丰富的施工人员进行操作.
由于FML本身无结构强度,通常与一种结构元素联合使用.
另外在FML上还应铺设一层能抵抗紫外线辐射的覆盖层.
(4)清洁土覆盖层清洁土覆盖层由高渗透性的砂砾石与低渗透性的粘土组成.
在阻隔措施设计阶段应该进行渗透性评估.
覆盖层厚度主要取决于阻隔措施的预期目的,如果风险管控目的主要是减少皮肤接触或直接摄入土壤污染物,覆盖层的厚度应该达到业主、孩子、园丁等很难进行手挖的程度,土层材料不必进行分级.
通常在阻隔措施的顶层增加可减少腐蚀的覆盖层,此层的土壤称之为顶层土,顶层土中应富含可促进植物生长的天然有机质.
(5)石头覆盖石头覆盖是一种由小型石料或回用混凝土组成的隔离皮肤直接接触污染土壤的被动控制方式.
这种方式适用于干旱条件下阻止污染物的暴露和腐蚀.

8.
3.
5规模和材料规格表层阻隔可以设置厚度为0.
6-0.
9m的土层,或者设置一种结构元素(沥青或混凝).
另外,阻隔措施不能存在过多的开口或非均质性物质.
(1)规模表4介绍了表层土壤阻隔措施的规模要求及一般设计注意事项.
(2)土壤性质采用的土壤性质需考虑土地再开发利用计划.
用于景观美化的顶层土能提供有利于植物生长的覆盖层,若覆盖层成分为未分类的干净土及石头,则该覆盖层可维持阻隔结构的稳定性并限制污染接触.
(3)土壤层厚与污染土壤接触的土层厚度一般设定为91.
4cm,这是因为与沥青或混凝土相比,土壤相对容易移动或穿透.
对于石油类碳氢化合物来说,小于91.
4cm厚度的土壤层就能有效减少土壤蒸汽的挥发.
部分管理机构认为小于等于76.
2cm的土壤厚度也可以接受.
设计元素的最小结构完整性必须加以考虑,比如5cm厚的混凝板能有效减少直接接触带来的风险,但如果作为结构单元来考虑就不能保证其有效性.
因此在考虑预期使用、设计寿命及有效维护时,要求混凝土厚度—17—至少为7.
6cm.
(4)其他注意事项在选择阻隔措施时需要考虑的其他事项包括:下覆层(垃圾堆、软土)带来的控制层沉降、地震条件、冰冻深度、径流和腐蚀控制、坡度较大(大于1/3)、与有毒下覆材料的兼容性和下覆材料散发的气体管理.
—18—表4受污染土壤阻隔措施的一般设计注意事项阻隔措施暴露途径达到控制目标需要的厚度B备注直接接触蒸汽吸入由土壤向地下水渗透1.
沥青PSS2.
5-6.
7cm沥青层,下层为10-15cm的基底层;或10-15cm全深度沥青需要充足的底基层2.
混凝土PSS7.
6-10cm混凝土层,下层为10-15cm基底层需要充足的基层3.
弹性膜衬层FLMSPPFML衬层与结构单元结合必须与结构单元结合4.
土壤覆盖层粘土PPP45.
7-91.
4cm低渗透性(小于等于1E-06cm/s)未分级干净土PS—45.
7-91.
4cm土壤由粘土-砂土组成(渗透性1E-03~1E-06cm/s)未分级干净土PPS91.
5-152.
4cm土壤由粘土-砂土组成(渗透性1E-03~1E-06cm/s)植物生长层PS—45.
7-91.
4cm土壤可能含有机表层土植物生长层PPS91.
4-152.
4cm土壤可能含有机表层土石头覆盖层P——45.
7-91.
4cm一般孔隙度较大,渗透性较好的材料(渗透测试证明是不渗透的,或使用专业的细菌或高碳飞灰进一步降低其渗透性,以确保没有受污—28—染地下水从门的旁路通过.
9.
4性能监测和维护9.
4.
1渗流阻隔一次性安装的渗透阻隔墙不需要操作和维护,每个类型的渗透阻隔墙需要考虑的问题如下.
(1)帷幕墙.
通过监测设置在帷幕墙地下水流向上游及下游的监测井水位,来监测帷幕墙的性能.
在设计阶段,需根据监测的地下水水位等值线,确定地下水流向连续远离已确定的潜在受体和任何新的受体.
(2)膜.
加入膜安装在下面,需要进行检查.
如果临近建筑的开挖导致膜破坏,则需要进行维修或更换.
9.
4.
2装置密封线地上任何装置密封线都应该检查评价密封的连续性及完整性,如果安装的有泄露检查传感器,应该检查传感器的运转是否正确.
9.
4.
3收集井和沟渠如果安装的有泵和处理系统,其运转应该定期检查.
定期收集并分析地下水样品,评价系统运转效果及是否需要继续运行.
为了维持地下水收集率可以补建收集井.
9.
4.
4泥浆墙监测泥浆墙上、下游的地下水监测井的地下水水位评价泥浆墙的效果.
在设计阶段,需根据监测的地下水水位等值线,确定地下水流向连续远离已确定的潜在受体和任何新的受体.
如果安装的有泵和处理系统,应该定期检查其运行.
定期收集分析地下水样品评价系统运转效果及是否需要继续运行.
为了维持地下水收集率可以补建收集井.
9.
4.
5渗透反应墙(PRB)如果受污染地下水要求采用PRB(即被动修复地下水中低维护和高效率的修复方法)进行原位修复,无需考虑地上设施、主动泵和相关的处理费用.
盒式PRB的设施更换需要适度的运行、管理成本,同时截止阀和管道的连接也增加—29—了技术的成本.
漏斗和门装置必须进行彻底测试确保防渗墙的不渗透性.
未受污染的地下水从门旁通过,门内为需要修复的污染地下水,这些都需要远期规划及工程研究.
10对土壤或地下水室内蒸汽入侵阻隔的设计施工及维护10.
1简介污染土壤、地下水中的有毒有害气体挥发至室内空气导致的健康风险得到越来越多的关注.
本章介绍了防止污染土壤和地下水中气体挥发至室内空气的阻隔措施.
10.
2风险管控目标及现有技术10.
2.
1控制目标污染地块上,室内关注污染物气体浓度超过可接受的风险值时,一般具有以下特征:①关注污染物气体必须接近建筑物地基;②存在至少一条进气通道;③存在驱动力使得关注污染物气体进入通道中.
一种有效的阻隔措施要能除去上述一种或多种途径,才能防止关注污染物气体进入建筑物内或使关注污染物气体浓度降低到可接受水平.
10.
2.
2可用技术降低室内关注污染物气体浓度的方法主要分为两类:防止关注污染物气体进入建筑物和除去已经进入到室内的关注污染物气体.
大多数情况下前者是最佳方法.
(1)进气预防防止关注污染物气体进入室内的技术包括:①密封土壤气体进气通道;②设置被动的气体屏障;③建筑增压系统(减少或逆转气体进入的驱动力);④土壤减压系统,能在气体进入建筑物前进行有效稀释或驱散.
土壤减压系统包括地下平板减压方法、块墙/干墙减压方法等.
除了上述方法,直接抽气是防止关注污染物进入的有效方法,抽气产生的负压能将土壤中气体去除.
(2)室内关注污染物去除去除室内关注污染物的方法有①室内通风;②室内空气清洁(吸附剂、气体洗涤器、光触媒氧化等).
—30—10.
2.
3可用技术性能很多情况下,需要去除99.
95%的关注污染物才能达到可接受风险值水平.
对于目前可用的去除技术来说,上述目标很难达到.
经验表明,采用封闭进气通道的方法很难去除超过80%以上的关注污染物,去除率一般仅为30%-90%;室内加热通风技术去除率一般不超过75%;建筑物底板加压和土壤减压能使关注污染物气体浓度大幅度下降,保持整个建筑物处于正压状态,但并不能有效防止关注污染物的进入,对位于地基以上的区域加压(较难操作)能有效防止关注污染物气体进入.
(1)如果必须实现关注污染物去除率超过80%,可以采用土壤减压系统方法.
土壤减压是迄今为止已得到证实的最有效的室内关注污染物去除方法,其去除机制包括:①逆转驱动力方向,使空气由室内向土壤运动;②稀释土壤气体中关注污染物的浓度.
本章重点介绍了土壤减压系统设计、施工、监测及维护事项.
(2)如果关注污染物去除率较低就可以达到风险管控目标,可以考虑其他技术,如室内热通风、封闭进气通道或土壤通气等.
对于新建筑物来说,可使用被动屏障法;对于存在土壤暴露的狭小空间的建筑物,可采用子膜降压系统.

10.
3设计与建设注意事项10.
3.
1设计概况设计参照5.
2一般规定进行.
10.
3.
2设计基本信息降低室内空气污染的方法有很多种,其选择受很多因素影响,包括:①关注污染物的起始浓度及去除目标值;②建筑物是旧建筑物还是新建筑物;③系统性能的预期目标;④建筑物的设计和结构特征.
设计过程中需要考虑以下几个方面的因素.
(1)进气通道为评估阻断各种气体入侵技术的有效性,首先需要明确土壤气体可能的进气通道.
因为不管对于旧建筑还是新建筑物来说,想要设计出最优的控制方案,就必须要了解气体入侵的原理.
a)压力差.
含有关注污染物的土壤气体能通过建筑物与土壤间的任何缝隙—31—进入建筑物内部,因为通常建筑物内部的压力要稍小于土壤周围的压力,在压力差的作用下土壤气体能迁移到建筑物内部.
b)扩散.
扩散是气体侵入的第二个作用机制,如果土壤气是关注污染物的唯一来源,那么室内关注污染物稳定状态下的浓度取决于进气速率与室内通风或其他作用(如吸附或化学反应等)速率间的平衡.
c)地下水.
如果住户用水来自单井或小社区水井,水中关注污染物的挥发使得室内也可能存在关注污染物气体.
本章节相关内容假定建筑物内的用水并没有受到污染.
d)其他来源.
包括消费品、建筑材料、清洁产品、汽车车库、割草机以及储存的化学品等.
上述来源释放出的关注污染物会使得室内关注污染物气体浓度测定更加困难,本章暂不考虑这些来源,仅考虑来自污染土壤或地下水中关注污染物的去除及预防.
(2)驱动力除了识别土壤气进气通道,还要明确驱使土壤气体向室内流动的驱动力特征,包括天气原因、建筑物设计特征以及居住者活动等.
a)效应.
室内与建筑物外部间温度变化引起的压力差会驱动空气流向建筑物内.
室外低温是室内负压的重要原因,暖空气易向上运动并通过高处结构(楼上窗户或渗入顶部阁楼)向室外流动.
为补充室内暖空气损失,室外空气及土壤气会通过低处结构的门窗及建筑物框架和地基墙间的缝隙进入室内,进入室内的冷空气会慢慢变热,然后再慢慢上升至高处结构并向外迁移,而冷空气继续补充,不断循环上述过程.
一个封闭房子的外形可以想象为一根烟囱,不论什么时候只要室内温度较高,空气就会通过烟囱向外流动,因此这一过程也称之为热堆效应.
除了室内外温度差,风是另一个与天气相关的、驱动气体流动的因素.
沿着屋顶和建筑物的顺风面形成了一个低压区,根据空气入侵途径不同(屋顶或顺风面),房屋部分区域压力慢慢下降.
b)建筑物设计效应.
室内火炉加热会使空气产生对流运动,从而使得室内热空气向室外流动,室外冷空气进入室内,因此在建筑设计时需要注意此类情况.
如果把房屋的上部看做烟囱的盖子,那么楼层间的地板就可以看做烟囱中的气流调节器.
正如建筑物顶部外壳的开口能允许热空气向外流动,楼层间地板开口也—32—能加速室内热空气的向上流动,从而加速了其最终迁移速率.
地板开口可看做室内气流流动的支路,而不必经过气流调节器向上运动.
因此如果关闭这些支路就能减缓热空气向外流动,从而室外冷空气的入侵流动也会随之减缓.
c)建筑物地下结构会显著影响进气通道的数目和类型.
地下结构主要分三类:①地下室,其底板低于水准面;②水准板,底板位于水准面上;③蠕动空间,底板高于水准面.
实际建筑可能会结合三种不同的地下建筑结构.
比如有些地下建筑包括地下室及水准板,或者水准板与蠕动空间结合.
地下结构类型的划分有时会比较模糊,当建筑物的最低点上构建了一个低于水准面的地基墙,这种情况下该地下结构既具有地下室的特征,也具有水准板的特点.
d)室内土壤关注污染物的浓度受很多因素影响,如土壤气中关注污染物浓度、土壤渗透性、房屋减压程度、进气通道类型及数量和室内通风速率等.
尽管进气通道与具体的设计特征及建筑方法有关,但带有地下室的房屋与土壤接触面积较大,其进气通道也可能最多,因此可以预料有地下室的房屋其污染风险值较大.
而蠕动空间并不向生活区域开放,因此在土壤和生活区域间存在一个通风良好、压力不变的缓冲区,所以对于带蠕动空间的房屋来说,污染风险大大降低.

带水准板地基的房屋其污染风险处于两者之间.
通常都是在现场观测上述三种模式,但很难达到理想的蠕动空间通风条件,所以有时候蠕动空间中关注污染物浓度要高于隔壁地下室中关注污染物浓度,同样的水准板中关注污染物浓度有时高于隔壁地下室中关注污染物浓度.
e)住户活动效应.
室内很多家用电器将空气驱赶到室外,从而造成建筑物形成低压状态.
大多数建筑都有将室内空气排入室外的风扇如窗户、阁楼、抽油烟机和浴室排风扇等,衣服烘干机也是排气扇的一种,它可以将湿空气排入室外,甚至炉灶也对室内空气流动有影响,因为燃烧会消耗室内空气.
(3)已有建筑对于已有建筑来说,在风险管控措施实施前,可进行相关测试,为措施选择与设计提供依据.
测试手段主要有:a)视觉观察.
视觉观察主要识别可能的土壤气体进气通道,驱动力的主要特征以及影响风险管控措施选择、设计的其他结构特征.
b)气体运动.
选择底板减压作为阻隔措施时,需要测量混凝土底板下的压—33—力场范围,测量结果可为底板通风管位置的选定、风扇容量及通风管直径等参数的确定提供大量信息.
c)渗透速率,即自然渗透速率的测量(通过建筑外壳的有效渗透面积).
该值的测定有助于选择合适的风险管控措施提高通风速率.
通风技术的有效性主要取决于系统安装的通气速率,通气速率的确定有助于判断土壤气是否是室内污染的唯一来源.
d)压差.
室内外压力差、室内两点间压力差或者土壤与室内间压力差的测量有助于判断测试中驱动力的大小,进而判断系统需要补充压力的地点.

(4)新建筑新建筑可在建设过程中分步实施多种措施控制关注污染物气体存在的风险.

如果建筑物竣工后发现高浓度关注污染物气体,可以开展必要的监测以启动有效阻隔措施.
与建筑物竣工后进行污染控制相比,在建设阶段分步实施控制可以节约20%-40%的成本,有效性也更高.
如果监测到土壤气关注污染物高浓度水平,可以考虑以下控制方法.
a)消除土壤气进气通道.
为消除混凝土楼板裂缝对土壤气进气通道的影响,可采用含水量调节、增塑剂、密封地板和地基墙周围可能存在的缝隙、给中空的地基墙加盖等方法.
b)避免热旁路.
减少房屋降压及室内蒸汽入侵的方法包括:避免穿过房屋的热旁路、为某些燃烧器具准备外部空气供给装置、确保蠕动空间内足够多的通风孔.
c)安装排气管.
在建筑物建设阶段可以提出相关措施,以保证即使建筑物建成后关注污染物气体浓度仍然超标,也能及时处理,进行有效的底板虹吸.
措施包括在地下板下面铺设10cm厚的干净碎岩层或在粒料中设置30cm长的PVC管,并加以封口等.
10.
3.
3有效区域及边界确定阻隔措施位置及建设方案的确定需要参考竣工图或与建设记录相关的图纸.

为避免污染土壤被挖掘,污染土壤区域需要使用土工织物、水平塑料白围栏、水平链状警示带或其他惰性材料等进行边界划分.
—34—10.
3.
4设计组成、规模、材料规范及安装规范阻隔措施设计的关键在于确定虹吸口数量及位置.
对于一个特定地块,如果经过评估,认为土壤减压系统能有效降低土壤、地下水污染气体带来的风险,就需要开展设计确定机械组件大小,并判定虹吸口数量及位置.
土壤减压系统的主要机械组件包括风扇、收集管以及警报装置.
底板之间压力场范围的测量结果是确定虹吸口位置的最有效信息,如果底板之间通风较差,则需要较多数目的虹吸口.
10.
3.
5处理系统处理系统一般不与土壤减压系统同时安装.
对于入侵关注污染物来说,去除技术包括吸附剂、气体洗涤器或光触媒氧化等.
10.
3.
6文件记录整个控制措施系统需要加以记录以备将来维护查询.
维修人员可以参考操作手册(包括竣工图或与措施建设相关的图纸)读取相关计量器或其他测量设备数据.
10.
4性能监测10.
4.
1安装后诊断试验控制措施安装后要进行诊断测试以保证长期正常运行.
诊断试验方法包括:(1)视觉观察观察控制措施是否安装正确.
对于土壤减压系统来说,需要确认管口连接处是否紧密,通常可采用烟棍方法进行测试.
烟棍能散发一小股烟气,烟气随空气流动,这样就可以检查管口连接处的密封情况.
(2)机械系统运行对于土壤减压系统和热回收通风系统来说需要进行压力和流量测试.
测量结果可显示不同控制措施的安装和运行过程中存在的问题.
(3)机械系统运行如果安装了底板降压系统,需要进行地下板压力场测量.
根据测量结果可以了解平板下的压力场变化.
—35—(4)流量测量如果安装了土壤减压系统,需要测量火炉、热水器及其他燃烧设备的烟道流量,以保证减压系统不会导致室内低压从而影响其他燃烧设备的空气回流.

(5)防火设施检查防火设施的安装情况.
(6)膜安装检查膜安装是否正确,以及膜系统中的密封情况.
(7)警报确定警报装置安装及运行情况.
(8)文件资料确认系统资料是否标记完整,保证将来维护工作的正常进行.
文件资料应明确标明计量器及警报系统等相关参数的含义.
10.
4.
2关注污染物浓度控制措施安装后,应连续监测几天关注污染物浓度以测试控制措施的有效性,随机取样的时间间隔不能太短.
控制系统性能监测必须考虑地块背景,如除土壤气体外的室内关注污染物来源.
关注污染物浓度的连续稳定下降证明控制系统性能稳定可靠,如果最初短期监测显示关注污染物浓度不断下降,那么就需要进行长期测量(直到冬季),验证控制措施在寒冷条件下的系统性能,然后每两年进行阶段性监测.
10.
5维护和操作事项减压系统的主要机械组成是风扇和警报装置(检测风扇是否正常工作),要经常检查警报装置(连接到感应器上的灯与蜂音器)以确保风扇正常运转.
但有时风扇可能在运行但是并不充分,尤其是在风扇利用电容器启动的时候.
事实证明如果电容器发生损坏,有时风扇还可以持续运转一段时间,不过效率相对较低,其低效率通常是测量虹吸管的压力减少量或管中流速减少量.
系统安装者要告知维护人员必要的维护事项及系统正常运行描述.
常规维护事项包括以下步骤.