【案例剖析】田纳西州金斯顿生态复兴

发布于 2021-01-10 12:24:00

1. 案例背景：

本案例研究是一系列我们重点关注的生态修复和污染场地修复再利用研究的一部分。这些案例研究由美国环境保护署（EPA）技术创新和场地管理部门（TIFSD）总结和整理。目的是为污染场地管理人员提供生态重组信息，包括实施原则、修复经验建议、其他具有借鉴意义的场地修复资料。本案例是田纳西州洛恩县田纳西河谷管理局（TVA）金斯顿化石厂飞灰场的生态修复项目。由于对灾难性泄漏事件的积极响应和生态工程，目前已经恢复了数百英亩的栖息地，现用于生态和娱乐用途。

2. 案例亮点：

绿色清理、湿地恢复、海岸线修复、原生植物复植、野生动物栖息地建立

3.简要概述：

2008年12月22日，TVA电厂运营的承载1529万立方米煤灰的堤坝出现故障，邻近的埃默里河面上盖上了约412万米码的粉煤灰。事故造成了电力中断、天然气管道和供水管破裂，并影响了铁路和当地道路。

煤灰的泄漏给当地环境造成了严重影响，水生生物、海岸线被掩埋在煤灰中。为了挽救当地的健康环境和生态，EPA、TVA和当地机构立即做出了回应。 2009年5月，EPA和TVA签署了一份行政执行令（AOC），要求TVA依据“全面性环境对策，赔偿和责任法案”（CERCLA）进行清理和修复工作。清理工程明确了场地和周围区域修复和再利用的目标。

不到十年，该遗址已经拥有240英亩的封顶的垃圾填埋场，并成为当地用于休闲娱乐的区域和公园，见图1。

图1. 2008年煤灰泄漏（左）。 2015年在封顶的垃圾填埋场和休闲区域（右）。（来源：EPA）

4.金斯顿化石发电厂

TVA金斯顿化石发电厂于1955年开始运营，是当时世界上最大的燃煤发电厂，每年产电约100亿千瓦时的电力，足够为田纳西河谷超过67万家庭供电。在20世纪50年代后期，该电厂开始将煤灰直接排放到天鹅池海湾。

随着排放法规的变化，TVA在海湾为煤灰建造了一个“垃圾箱”。随着时间的推移，废物池里的污染物取代了海湾中的大部分水。2008年12月22日，废物池周围部分的围堵堤发生故障。清理阶段包括以清理水道和应对及时风向的短期目标和确保填埋场生态稳定和修复的长期目标。

图2. 1941年该地区的地形，在TVA开始将废物排放到Swan Pond Embayment之前。（资料来源：美国地质调查局）

什么是煤灰？
它是煤炭燃烧后留下的残渣，含有细粉状物质、粗角灰、熔融灰和湿污泥。该材料含有的金属包括砷、铬、铜、铅、汞、镍、硒、铊、钒和锌，以及放射性元素。

1. 初步措施：

包括通过控制附近的水坝来管理河流走向。在埃默里河和2号堤坝上建造一个堰和低坝来控制灰烬迁移，见图4。 TVA安装了雨水管理系统，粉尘控制系统和堤防稳定系统。为受影响居民的提供生活和住宿服务。

图3. 2008年发生泄露后废物池的剩余粉煤灰（左图）粉煤灰流入埃默里河（右）。（来源：EPA）

图4：站点地图（来源：EPA）

2.清理操作：

根据AOC的要求，TVA分三个阶段进行了清理工作。

第一阶段的紧急清理工作于2009年8月开始。涉及机械挖掘和水力疏浚，处理来自埃默里河的350万立方码的粉煤灰，紧急清理工作减缓了粉煤灰的扩散风险。TVA将河水中的粉煤灰脱水装载，运输到阿拉巴马州佩里县的Arrowhead垃圾填埋场处理。 TVA于2010年5月在完成了紧急清理工作，运输和粉煤灰处理工作于2010年12月完成。

第二阶段涉及在北部和中型天鹅池附近机械挖掘约175.8万立方米的粉煤灰（见图4和图5）。将回收的灰分干燥至最佳水分含量，压实为薄薄一层铺满1456.8亩的处理场地。处理场地设计为19.3公里长的地下稳定泥浆墙，是美国最大的泥浆墙。第二阶段清理在2014年12月完工。

除了评估粉煤灰对人体健康影响和生态之外，自2013年以来，对场地进行长期监测。目标是确定是否需要继续采取行动来解决埃默里河中的任何残留污染问题。泄漏事故发生五年后，监测数据显示河流生态已经恢复到基线状态.。河流系统的监测将持续30年，以确保残留粉煤灰埃默里河的影响逐年降低，相关的金属浓度随着时间的推移而下降。对现场煤灰处理室的维护和地下水监测也将长期进行。

图5.清理过程中的疏浚。（来源：EPA）

3.生态修复：

TVA在EPA的AOC清理要求之外选择进行深入的修复工作。由生物学家、景观设计师和工程师组成的团队共同努力将种植和生态方面整合为清理活动的一部分。海湾的生态系统是由种植马赛克森林、灌木和湿地植物群落而形成。还包括建造围堰来控制埃默里河北部地区的水位和湿地。TVA于2014年1月至2015年6月开展了生态活动，包括在受污染的地区种植树木和种子。今天，野生动物和珍稀鸟类的踪迹逐年增加。