一种基于工程安全性评估的修复后污染场地评估方法

技术领域

本发明涉及工程安全性评估技术领域，具体是涉及一种基于工程安全性评估的修复后污染场地评估方法。

背景技术

目前，环境问题是污染场地土地再利用的主要阻碍，如果盲目再利用污染场地，会对生态环境和人体健康造成危害。因此，合理的污染场地土地再利用评价方法在污染场地再利用过程中尤为重要。

在污染场地再利用过程中，污染场地修复评价方法是目前普遍应用的污染场地土地再利用评价方法。污染场地修复评价主要依赖化学分析，即通过测定污染场地土地中有毒有害物质等污染物的含量，例如，通过确定污染场地的类型，选择该类型的污染场地的关注污染物。将污染物的含量与预先设置的各可利用土地的分级阈值对应的污染物含量进行对比，若满足哪一级可利用土地的分级阈值，则确定该污染场地可进行该级别的利用，从而通过测定污染场地中特定污染物的含量进行比较判断，从而确定该污染场地土地是否可再利用以及属于哪一级别的可利用。

然而，现有技术中的在污染场地再利用评估方法在使用过程中都存在一定的局限性和偶然性，因此，提供一种准确性高、能够普遍推广使用的基于工程安全性评估的修复后污染场地评估方法势在必行。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供了一种安全准确的基于工程安全性评估的修复后污染场地评估方法。

本发明的技术方案为：一种基于工程安全性评估的修复后污染场地评估方法，包括以下步骤：

S1、样本采集；

S11、在修复后污染场地进行网格采样布点，控制网格间距为20-35m，采样深度为1-6m，采样量为8-15g，进行土壤样本采集，然后将采集到的各个土壤样本在通风条件下风干，再经过50-80目的网筛进行筛分、除杂，备用；

S12、探测修复后污染场地地下水位深度，然后在污染场地建立15-30个间距为12-45m的地下水检测井，并对各个地下水检测井进行洗井操作，最后进行地下水样采集；

S2、样本检测；

S21、分别检测步骤S11所得各个土壤样本的地基土物理力学指标和土壤样本的腐蚀性检测指标；土壤样本的地基土物理力学指标包括：地基承载力特征值、含水率、比重、压缩系数、压缩模量、内摩擦角、内聚力；土壤样本的腐蚀性检测指标包括：pH、Ca

S22、分别检测步骤S12所得各个地下水样本的腐蚀性检测指标，地下水样本的腐蚀性检测指标包括：pH、Ca

S3、建立评估模型；

S31、根据步骤S21中土壤样本的地基土物理力学指标包括、土壤样本的腐蚀性检测指标和步骤S22中地下水样本的腐蚀性检测指标各项检测数据，计算修复后污染场地对于对建筑工程的危害商值，并进行风险表征；

S32、结合污染场地使用规划，将工程安全等级划分为4级，分别为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级；然后根据工程安全等级对应的数据指标确定污染场地安全性评估标准，数据指标包括混凝土结构腐蚀速率和钢结构腐蚀速率；其中，Ⅰ级工程安全对应的混凝土结构腐蚀速率为12-15g/dm

S4、结果输出；

计算修复后污染场地对混凝土结构和钢结构的腐蚀速率，然后根据步骤S32的安全性评估标准判断修复后污染场地各个采样点污染风险是否能够接收；若污染风险可接受，则评估结束；若污染风险不可接受，则制定对应的污染场地修复方案。

进一步地，步骤S12中，地下水检测井洗井过程中，清洗水用量为4-8倍地下水检测井容积，通过对地下水检测井进行多次洗井操作，能够排出外界因素对地下水指标的影响，提高了地下水检测井中水样的代表性。

进一步地，步骤S12中，待地下水检测井中水体稳定5-12h后进行地下水样采集；同时，地下水样采集过程中，采样深度大于修复后污染场地地下水位深度0.4-0.7m，通过以上操作能够提高地下水样本的代表性。

进一步地，步骤S2完成后，对土壤样本的地基土物理力学指标、土壤样本的腐蚀性检测指标和地下水样本的腐蚀性检测指标进行数据描述性统计分析，并以偏度、峰度和变异系数为主要衡量指标进行正态分布判断；通过上述操作能够提高采样数据的精度和可靠性。

进一步地，步骤S11进行之前，首先确定修复后污染场地的岩土分布情况，步骤S11完成后，根据修复后污染场地的岩土分布情况对采集到的土壤样本进行分类统计，获得各类岩土层数据样本，将各类岩土层数据样本采用反距离权重法插值出其他未测量位置的数据，从而得到各类岩土层每个位置的样本数据；通过上述操作能够明显的提高污染土壤采样以及检测效率，同时也能够对污染场地修复后污染物的分布情况进行较为准确的预测，对后期污染场地的调查工作具有进步意义。

进一步地，步骤S21中，土壤样本的地基土物理力学指标和土壤样本的腐蚀性检测指标检测完毕后，将同一类岩土层的样本数据检测值进行加和求平均，所得均值作为对应岩土层对应采样点的样本检测值。

进一步地，步骤S4完成后，对污染风险不可接受区域进行补充采样以及数据检测，通过补充采样，能够排出人为因素对于评估结果的干扰，提高本发明评估方法的可靠性。

进一步地，步骤S2完成后，对土壤样本的地基土物理力学指标、土壤样本的腐蚀性检测指标和地下水样本的腐蚀性检测指标进行排序；通过上述操作能够获取修复后污染场地中残留污染物的分布规律，有利于对不达标的污染地块开展二次修复工作。

进一步地，步骤S21中，按照Tessier连续提取法程序进行土壤样本的检测，检测完毕后根据GB/T 19285对土壤样本进行安全性等级划分，通过对土壤样本进行安全性等级划分，能够为后续工程施工提高可靠的理论指导。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计合理，有利于提高污染场地修复后的重复利用率；同时能够为修复后污染产地的用途提供科学的理论依据，提升了污染场地土地可再利用类型的准确性；本发明在污染场地土壤样本采集过程中采用网格补点方法，使得本发明能够在同样的采样点获得更高的场地污染物空间分布预测精度，其不仅能够明显提高效率，而且能够明显提高预测精度，也能得到更准确的污染预测范围；本发明通过对修复后污染场地进行多点采样和检测，能够全面了解修复区域土壤状况，能够对修复污染区域的污染物范围进行评估，定量评估土壤修污染对于工程安全的影响，进而为工程安全施工提供可靠的技术支持；利用本发明能够精确判断污染场地再开发利用的风险，统筹建筑工程的实施，确保土壤和地下水环境安全。

具体实施方式

实施例1：一种基于工程安全性评估的修复后污染场地评估方法，包括以下步骤：

S1、样本采集；

S11、在修复后污染场地进行网格采样布点，控制网格间距为20m，采样深度为1m，采样量为8g，进行土壤样本采集，然后将采集到的各个土壤样本在通风条件下风干，再经过50目的网筛进行筛分、除杂，备用；

S12、探测修复后污染场地地下水位深度，然后在污染场地建立15个间距为12m的地下水检测井，并对各个地下水检测井进行洗井操作，最后进行地下水样采集；

S2、样本检测；

S21、分别检测步骤S11所得各个土壤样本的地基土物理力学指标和土壤样本的腐蚀性检测指标；土壤样本的地基土物理力学指标包括：地基承载力特征值、含水率、比重、压缩系数、压缩模量、内摩擦角、内聚力；土壤样本的腐蚀性检测指标包括：pH、Ca

S22、分别检测步骤S12所得各个地下水样本的腐蚀性检测指标，地下水样本的腐蚀性检测指标包括：pH、Ca

S3、建立评估模型；

S31、根据步骤S21中土壤样本的地基土物理力学指标包括、土壤样本的腐蚀性检测指标和步骤S22中地下水样本的腐蚀性检测指标各项检测数据，计算修复后污染场地对于对建筑工程的危害商值，并进行风险表征；

S32、结合污染场地使用规划，将工程安全等级划分为4级，分别为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级；然后根据工程安全等级对应的数据指标确定污染场地安全性评估标准，数据指标包括混凝土结构腐蚀速率和钢结构腐蚀速率；其中，Ⅰ级工程安全对应的混凝土结构腐蚀速率为12-15g/dm

S4、结果输出；

计算修复后污染场地对混凝土结构和钢结构的腐蚀速率，然后根据步骤S32的安全性评估标准判断修复后污染场地各个采样点污染风险是否能够接收；若污染风险可接受，则评估结束；若污染风险不可接受，则制定对应的污染场地修复方案。

实施例2：一种基于工程安全性评估的修复后污染场地评估方法，包括以下步骤：

S1、样本采集；

S11、在修复后污染场地进行网格采样布点，控制网格间距为28m，采样深度为4m，采样量为13g，进行土壤样本采集，然后将采集到的各个土壤样本在通风条件下风干，再经过60目的网筛进行筛分、除杂，备用；

S12、探测修复后污染场地地下水位深度，然后在污染场地建立26个间距为30m的地下水检测井，并对各个地下水检测井进行洗井操作，最后进行地下水样采集；其中，地下水检测井洗井过程中，清洗水用量为4倍地下水检测井容积，通过对地下水检测井进行多次洗井操作，能够排出外界因素对地下水指标的影响，提高了地下水检测井中水样的代表性；待地下水检测井中水体稳定5h后进行地下水样采集；同时，地下水样采集过程中，采样深度大于修复后污染场地地下水位深度0.4m，通过以上操作能够提高地下水样本的代表性；

S2、样本检测；

S21、分别检测步骤S11所得各个土壤样本的地基土物理力学指标和土壤样本的腐蚀性检测指标；土壤样本的地基土物理力学指标包括：地基承载力特征值、含水率、比重、压缩系数、压缩模量、内摩擦角、内聚力；土壤样本的腐蚀性检测指标包括：pH、Ca

S22、分别检测步骤S12所得各个地下水样本的腐蚀性检测指标，地下水样本的腐蚀性检测指标包括：pH、Ca

S3、建立评估模型；

S31、根据步骤S21中土壤样本的地基土物理力学指标包括、土壤样本的腐蚀性检测指标和步骤S22中地下水样本的腐蚀性检测指标各项检测数据，计算修复后污染场地对于对建筑工程的危害商值，并进行风险表征；

S32、结合污染场地使用规划，将工程安全等级划分为4级，分别为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级；然后根据工程安全等级对应的数据指标确定污染场地安全性评估标准，数据指标包括混凝土结构腐蚀速率和钢结构腐蚀速率；其中，Ⅰ级工程安全对应的混凝土结构腐蚀速率为12-15g/dm

S4、结果输出；

计算修复后污染场地对混凝土结构和钢结构的腐蚀速率，然后根据步骤S32的安全性评估标准判断修复后污染场地各个采样点污染风险是否能够接收；若污染风险可接受，则评估结束；若污染风险不可接受，则制定对应的污染场地修复方案。

实施例3：一种基于工程安全性评估的修复后污染场地评估方法，包括以下步骤：

S1、样本采集；

S11、在修复后污染场地进行网格采样布点，控制网格间距为35m，采样深度为6m，采样量为15g，进行土壤样本采集，然后将采集到的各个土壤样本在通风条件下风干，再经过80目的网筛进行筛分、除杂，备用；

S12、探测修复后污染场地地下水位深度，然后在污染场地建立30个间距为45m的地下水检测井，并对各个地下水检测井进行洗井操作，最后进行地下水样采集；

S2、样本检测；

S21、分别检测步骤S11所得各个土壤样本的地基土物理力学指标和土壤样本的腐蚀性检测指标；土壤样本的地基土物理力学指标包括：地基承载力特征值、含水率、比重、压缩系数、压缩模量、内摩擦角、内聚力；土壤样本的腐蚀性检测指标包括：pH、Ca

S22、分别检测步骤S12所得各个地下水样本的腐蚀性检测指标，地下水样本的腐蚀性检测指标包括：pH、Ca

S3、建立评估模型；

S31、根据步骤S21中土壤样本的地基土物理力学指标包括、土壤样本的腐蚀性检测指标和步骤S22中地下水样本的腐蚀性检测指标各项检测数据，计算修复后污染场地对于对建筑工程的危害商值，并进行风险表征；

S32、结合污染场地使用规划，将工程安全等级划分为4级，分别为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级；然后根据工程安全等级对应的数据指标确定污染场地安全性评估标准，数据指标包括混凝土结构腐蚀速率和钢结构腐蚀速率；其中，Ⅰ级工程安全对应的混凝土结构腐蚀速率为12-15g/dm

S4、结果输出；

计算修复后污染场地对混凝土结构和钢结构的腐蚀速率，然后根据步骤S32的安全性评估标准判断修复后污染场地各个采样点污染风险是否能够接收；若污染风险可接受，则评估结束；若污染风险不可接受，则制定对应的污染场地修复方案。

实施例4：一种基于工程安全性评估的修复后污染场地评估方法，包括以下步骤：

S1、样本采集；

S11、首先确定修复后污染场地的岩土分布情况，然后在修复后污染场地进行网格采样布点，控制网格间距为20m，采样深度为1m，采样量为8g，进行土壤样本采集，然后将采集到的各个土壤样本在通风条件下风干，再经过50目的网筛进行筛分、除杂，备用；最后根据修复后污染场地的岩土分布情况对采集到的土壤样本进行分类统计，获得各类岩土层数据样本，将各类岩土层数据样本采用反距离权重法插值出其他未测量位置的数据，从而得到各类岩土层每个位置的样本数据；通过上述操作能够明显的提高污染土壤采样以及检测效率，同时也能够对污染场地修复后污染物的分布情况进行较为准确的预测，对后期污染场地的调查工作具有进步意义；

S12、探测修复后污染场地地下水位深度，然后在污染场地建立15个间距为12m的地下水检测井，并对各个地下水检测井进行洗井操作，最后进行地下水样采集；

S2、样本检测；

S21、分别检测步骤S11所得各个土壤样本的地基土物理力学指标和土壤样本的腐蚀性检测指标；土壤样本的地基土物理力学指标包括：地基承载力特征值、含水率、比重、压缩系数、压缩模量、内摩擦角、内聚力；土壤样本的腐蚀性检测指标包括：pH、Ca

S22、分别检测步骤S12所得各个地下水样本的腐蚀性检测指标，地下水样本的腐蚀性检测指标包括：pH、Ca

S3、建立评估模型；

S31、根据步骤S21中土壤样本的地基土物理力学指标包括、土壤样本的腐蚀性检测指标和步骤S22中地下水样本的腐蚀性检测指标各项检测数据，计算修复后污染场地对于对建筑工程的危害商值，并进行风险表征；

S32、结合污染场地使用规划，将工程安全等级划分为4级，分别为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级；然后根据工程安全等级对应的数据指标确定污染场地安全性评估标准，数据指标包括混凝土结构腐蚀速率和钢结构腐蚀速率；其中，Ⅰ级工程安全对应的混凝土结构腐蚀速率为12-15g/dm

S4、结果输出；

计算修复后污染场地对混凝土结构和钢结构的腐蚀速率，然后根据步骤S32的安全性评估标准判断修复后污染场地各个采样点污染风险是否能够接收；若污染风险可接受，则评估结束；若污染风险不可接受，则制定对应的污染场地修复方案。

实施例5：一种基于工程安全性评估的修复后污染场地评估方法，包括以下步骤：

S1、样本采集；

S11、在修复后污染场地进行网格采样布点，控制网格间距为35m，采样深度为6m，采样量为15g，进行土壤样本采集，然后将采集到的各个土壤样本在通风条件下风干，再经过80目的网筛进行筛分、除杂，备用；

S12、探测修复后污染场地地下水位深度，然后在污染场地建立30个间距为45m的地下水检测井，并对各个地下水检测井进行洗井操作，最后进行地下水样采集；

S2、样本检测；

S21、分别检测步骤S11所得各个土壤样本的地基土物理力学指标和土壤样本的腐蚀性检测指标；土壤样本的地基土物理力学指标包括：地基承载力特征值、含水率、比重、压缩系数、压缩模量、内摩擦角、内聚力；土壤样本的腐蚀性检测指标包括：pH、Ca

S22、分别检测步骤S12所得各个地下水样本的腐蚀性检测指标，地下水样本的腐蚀性检测指标包括：pH、Ca

S3、建立评估模型；

S31、根据步骤S21中土壤样本的地基土物理力学指标包括、土壤样本的腐蚀性检测指标和步骤S22中地下水样本的腐蚀性检测指标各项检测数据，计算修复后污染场地对于对建筑工程的危害商值，并进行风险表征；

S32、结合污染场地使用规划，将工程安全等级划分为4级，分别为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级；然后根据工程安全等级对应的数据指标确定污染场地安全性评估标准，数据指标包括混凝土结构腐蚀速率和钢结构腐蚀速率；其中，Ⅰ级工程安全对应的混凝土结构腐蚀速率为12-15g/dm

S4、结果输出；

计算修复后污染场地对混凝土结构和钢结构的腐蚀速率，然后根据步骤S32的安全性评估标准判断修复后污染场地各个采样点污染风险是否能够接收；若污染风险可接受，则评估结束；若污染风险不可接受，则制定对应的污染场地修复方案；最后对污染风险不可接受区域进行补充采样以及数据检测，通过补充采样，能够排出人为因素对于评估结果的干扰，提高本发明评估方法的可靠性。

实施例6：一种基于工程安全性评估的修复后污染场地评估方法，包括以下步骤：

S1、样本采集；

S11、在修复后污染场地进行网格采样布点，控制网格间距为30m，采样深度为5m，采样量为12g，进行土壤样本采集，然后将采集到的各个土壤样本在通风条件下风干，再经过60目的网筛进行筛分、除杂，备用；

S12、探测修复后污染场地地下水位深度，然后在污染场地建25个间距为30m的地下水检测井，并对各个地下水检测井进行洗井操作，最后进行地下水样采集；

S2、样本检测；

S21、分别检测步骤S11所得各个土壤样本的地基土物理力学指标和土壤样本的腐蚀性检测指标；土壤样本的地基土物理力学指标包括：地基承载力特征值、含水率、比重、压缩系数、压缩模量、内摩擦角、内聚力；土壤样本的腐蚀性检测指标包括：pH、Ca

S22、分别检测步骤S12所得各个地下水样本的腐蚀性检测指标，地下水样本的腐蚀性检测指标包括：pH、Ca

S3、建立评估模型；

S31、根据步骤S21中土壤样本的地基土物理力学指标包括、土壤样本的腐蚀性检测指标和步骤S22中地下水样本的腐蚀性检测指标各项检测数据，计算修复后污染场地对于对建筑工程的危害商值，并进行风险表征；

S32、结合污染场地使用规划，将工程安全等级划分为4级，分别为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级；然后根据工程安全等级对应的数据指标确定污染场地安全性评估标准，数据指标包括混凝土结构腐蚀速率和钢结构腐蚀速率；其中，Ⅰ级工程安全对应的混凝土结构腐蚀速率为12-15g/dm

S4、结果输出；

计算修复后污染场地对混凝土结构和钢结构的腐蚀速率，然后根据步骤S32的安全性评估标准判断修复后污染场地各个采样点污染风险是否能够接收；若污染风险可接受，则评估结束；若污染风险不可接受，则制定对应的污染场地修复方案。

实施例7一种基于工程安全性评估的修复后污染场地评估方法，包括以下步骤：

S1、样本采集；

S11、首先确定修复后污染场地的岩土分布情况，在修复后污染场地进行网格采样布点，控制网格间距为35m，采样深度为6m，采样量为15g，进行土壤样本采集，然后将采集到的各个土壤样本在通风条件下风干，再经过80目的网筛进行筛分、除杂，备用；最后根据修复后污染场地的岩土分布情况对采集到的土壤样本进行分类统计，获得各类岩土层数据样本，将各类岩土层数据样本采用反距离权重法插值出其他未测量位置的数据，从而得到各类岩土层每个位置的样本数据；通过上述操作能够明显的提高污染土壤采样以及检测效率，同时也能够对污染场地修复后污染物的分布情况进行较为准确的预测，对后期污染场地的调查工作具有进步意义；

S12、探测修复后污染场地地下水位深度，然后在污染场地建立30个间距为45m的地下水检测井，并对各个地下水检测井进行洗井操作，最后进行地下水样采集；其中，地下水检测井洗井过程中，清洗水用量为8倍地下水检测井容积，通过对地下水检测井进行多次洗井操作，能够排出外界因素对地下水指标的影响，提高了地下水检测井中水样的代表性；待地下水检测井中水体稳定12h后进行地下水样采集；同时，地下水样采集过程中，采样深度大于修复后污染场地地下水位深度0.7m，通过以上操作能够提高地下水样本的代表性；

S2、样本检测；

S21、分别检测步骤S11所得各个土壤样本的地基土物理力学指标和土壤样本的腐蚀性检测指标；土壤样本的地基土物理力学指标包括：地基承载力特征值、含水率、比重、压缩系数、压缩模量、内摩擦角、内聚力；土壤样本的腐蚀性检测指标包括：pH、Ca

S22、分别检测步骤S12所得各个地下水样本的腐蚀性检测指标，地下水样本的腐蚀性检测指标包括：pH、Ca

S3、建立评估模型；

S31、根据步骤S21中土壤样本的地基土物理力学指标包括、土壤样本的腐蚀性检测指标和步骤S22中地下水样本的腐蚀性检测指标各项检测数据，计算修复后污染场地对于对建筑工程的危害商值，并进行风险表征；

S32、结合污染场地使用规划，将工程安全等级划分为4级，分别为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级；然后根据工程安全等级对应的数据指标确定污染场地安全性评估标准，数据指标包括混凝土结构腐蚀速率和钢结构腐蚀速率；其中，Ⅰ级工程安全对应的混凝土结构腐蚀速率为12-15g/dm

S4、结果输出；

计算修复后污染场地对混凝土结构和钢结构的腐蚀速率，然后根据步骤S32的安全性评估标准判断修复后污染场地各个采样点污染风险是否能够接收；若污染风险可接受，则评估结束；若污染风险不可接受，则制定对应的污染场地修复方案；最后对污染风险不可接受区域进行补充采样以及数据检测，通过补充采样，能够排出人为因素对于评估结果的干扰，提高本发明评估方法的可靠性。

试验例：分别利用本发明实施例1-7的方法分别对我国南方某化工园区不同污染场地进行修复后安全性评估，评估完成5年后，分别采集各个安全等级的污染场地建筑物混凝土结构样本和钢结构样本进行腐蚀率检测，并将检测结果与标准数据作对比，对比偏差如表1所示；

表1、不同评估方法对评估结果的影响；

通过表1数据可知，实施例2与实施例1相比；控制地下水采样深度与修复后污染场地地下水位深度之间距离，以及控制检测井中水体稳定时间，能够提高地下水样本的代表性，从而提高地下水样本对混凝土结构腐蚀率影响的评估结果准确性；实施例3与实施例1相比，通过对土壤样本的地基土物理力学指标、土壤样本的腐蚀性检测指标和地下水样本的腐蚀性检测指标进行数据描述性统计分析，并进行正态分布判断，能够提高采样数据的精度和可靠性，通过土壤样本的地基土物理力学指标、土壤样本的腐蚀性检测指标和地下水样本的腐蚀性检测指标进行排序能够获取修复后污染场地中残留污染物的分布规律，有利于对不达标的污染地块开展二次修复工作；实施例4与实施例1相比，通过确定修复后污染场地的岩土分布情况，能够明显的提高污染土壤采样以及检测效率，同时也能够对污染场地修复后污染物的分布情况进行较为准确的预测，对后期污染场地的调查工作具有进步意义；实施例5与实施例1相比，通过补充采样，能够排出人为因素对于评估结果的干扰，提高本发明评估方法准确性；实施例6与实施例1相比，通过对土壤样本进行安全性等级划分，能够为后续工程施工提高可靠的理论指导；实施例7与实施例1-6相比，将各有利条件进行综合与优化，使得本发明的评估方法准确性更高。