土壤固化法汇总2.docx

此文档收集于网络，仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除土壤固化法1 定性语或定性叙述，包括应用对象1.1定性叙述土壤重金属固化是向土壤中加入固化剂，调节和改变土壤的理化性质，通过沉淀作用、吸附作用、配位作用、有机络合和氧化还原作用等改变重金属在土壤中的赋存形态和化学形态，降低其迁移性、浸出毒性和生物有效性，达到修复受污染载体的目的，从而减少由于雨水淋溶或渗滤对动植物造成危害（Environment Agency，2004）。同时美国环境保护署(EPA)也指出，固定化技术是将污染物囊封入惰性基材中，或在污染物外面加上低渗透性材料，通过减少污染物暴露的淋滤面积达到限制污染物迁移的目的（Mary，1990）。蒋建国等也指出（2012）是指将污染物包裹起来，使之呈颗粒状或大块状存在，进而使污染物处于相对稳定的状态。在通常情况下，它主要是将污染土壤转化成固态形式，也就是将污染物封装在结构完整的固态物质中的过程。根据EPA的定义，固化和稳定化具有不同的含义。固化技术中污染土壤与黏结剂之间可以不发生化学反应，只是机械地将污染物固封在结构完整的固态产物(固化体)中，隔离污染土壤与外界环境的联系，从而达到控制污染物迁移的目的;稳定化是指将污染物转化为不易溶解、迁移能力或毒性更小的形式来实现其无害化，降低对生态系统危害性的风险。固化产物可以方便地进行运输，而无需任何辅助容器;而稳定化不一定改变污染土壤的物理性状（Mary，1990）。1.1应用对象固化修复是污染土壤治理过程中一种非常有效的方法，该技术能在原位固化重金属，不但大大减轻土壤重金属污染，而且其产物还可用于建筑、铺路等，从而大大降低成本。但固化方法并不是一个永久性的措施，只是改变了重金属在土壤中的存在形态，仍持留在土壤中，同时它需要大量的固化剂，还容易破坏土壤，如土壤中必需的营养元素也发生沉淀，导致微量元素缺乏，使土壤不能恢复其原始状态，一般不适宜于进一步的利用。因此，只适用于重金属污染严重但面积较小的污染土壤修复，尤其是对于重污染土壤填埋前的预处理，固化法作为一种关键方法得以广泛应用（陈炳睿，2012）。2使用目的、适用范围或条件2.1使用目的通过外源添加固化剂，改变重金属在土壤中的赋存形态和化学形态，降低其迁移性、浸出毒性和生物有效性。一方面较少植物对重金属的吸收积累，限制重金属通过食物链进入人体，危害人体健康。另一方面减少重金属迁移，降低重金属浸出毒性，减少其对地下水和地表水等水资源的污染。2.2适用条件2.2.1土壤固化剂的选择土壤中重金属固化关键是选择一种经济有效、生态环保不易造成二次污染的固化剂。首先，应考虑土壤重金属的污染程度和土壤本身的性质等因素再选出合理的固化剂，并计算出固化剂的用量，以达到对污染土壤中重金属固化的最佳效果。其次，还应考虑固化剂获取的经济成本，使其更为经济有效。最后，应重点考虑添加固化剂对土壤的影响，是否达到环境友好，不造成土壤的二次污染。现阶段我国相关学者对固化剂的研究颇多（陈亚沛,2012;樊恒辉,邢艳如,2013;范拴喜,2006），正在逐渐实现固化剂的经济有效、生态环保不易造成二次污染的目标。常用的化学钝化剂主要有沸石(铝硅酸钠)、海泡石含（水富硅酸盐）等矿物以及硅肥，家肥、草木灰和作物稻秆等有机肥料。羟基磷灰石（磷酸钙氢氧化物）等磷酸盐，石灰、碳酸钙等碱性物质。如下阐述的几种常用固化剂的特性及作用机制。(1)沸石天然沸石是具有孔道结构的粘土矿物，具有巨大表面积、过滤功能和离子交换性能，吸附、和等重金属元素能力较强，因此沸石被视为修复重金属污染土壤常用的固化剂。沸石具有的离子交换性能，主要是由沸石结构中娃银比的高低、孔穴的大小、阳离子的位置和性质决定。沸石中阳离子是由沸石中部分硅被铝置换后产生不平衡电荷而生成的，若硅铝比高则铝氧四面体所形成的负电荷较少，格架电荷也低，为平衡这些电荷而进入沸石中的阳离子就偏少，则离子交换性能就会受到不平衡电荷的影响；若沸石孔穴小，则构型大的离子交换过程会受到影响；阳离子的位置和性质不同，则离子交换能力也不一样。沸石还具有吸附性能，主要表现为高效率吸附和选择性吸附。沸石具有高效吸附性，尤其是对水、氣、重金属离子等具有很强的亲和力，称为高效率吸附；通常情况下，当分子有效直径小到足以通过孔道时会被沸石吸附在中心空穴和孔道中，而排斥直径过大无法进入孔道的分子，即为沸石过滤功能。沸石对重金属污染土壤有着良好的固化效果，尤其是污染的土壤。土壤活性降低主要是沸石通过调节土壤值和阳离子交换量两因子来实现的。沸石在降低土壤活性的过程中起主要作用的是土壤值的变化，而阳离子交换量对抑制土壤中活性起到了次要的作用。等研究发现，沸石通过提高土壤的阳离子交换量来增加在土壤中的固定性，抑制向植株中转运。(2) 海泡石海泡石是一种链式层状结构对纤维状富镜桂酸盐點土矿物，其结构单元是由二层硅氧四面体和夹在中间一层的镜氧阳离子八面体及吸附于晶体层间对水化阳离子构成的。海泡石有巨大比表面积和丰富空隙的特殊结构，决定其具有良好的物化性能、较强的表面吸附和离子交换能力。土壤中添加海泡石后，土壤溶液中的金属离子进入海泡石层间，就会与土壤中可交换的阳离子发生离子交换反应，此过程称为离子交换吸附。另外一种是表面络合吸附，由于重金属离子可与海泡石的经基和水分子形成配位体，重金属离子作为中心离子，轻基或水分子作为配位体。孙约兵等研宄发现，海泡石对重金属污染土壤有较好的固化效果。(3)羟基磷灰石羟基磷灰石是一种活性生物材料，不会对环境造成二次污染是一种天然经济的憐酸盐来源，可以和重金属元素形成溶解性很低、相对稳定化合物，对二价的重金属离子具有高效的去除效果。其原因与以下几个因素有关：经基憐灰石与磷灰石矿质表面基团形成络合螯合物；（通过溶解作用释放出，而广等阴离子电性的增加导致对阳离子的吸附加大溶液中阳离子和吸附而成为新的阴离子进行共沉淀反应。羟基磷灰石对土壤溶液中铅的吸附能力及吸附亲和力都有所增加，陈世宝等试验结果表明，土壤中加入后，显著增加了土壤对铅的吸附量，同时降低了铅的析出百分数。磷灰石中存在结构孔道，其结构孔道与磷灰石对土壤中铅离子的吸附有重要的作用。在平衡溶液中溶出的数与被除去的数之比往往接近于相当于离子交换过程，再就是已发现某些磷灰石中含有结构铅离子，从而进一步为离子交换机理提供了依据。（4）复合固化剂针对土壤中重金属复合污染，考虑到重金属之间相互作用，实验中将多种稳定剂进行组合或者在稳定剂中加入其他物质，取得了很好效果。在重金属复合污染土壤上采用石灰加肥料处理，使水稻、小麦籽粒中重金属含量降低。另外，有研究表明，在污染土壤中施加石灰和粉煤灰处理能明显降低豌豆对重金属的吸收。许多研究表明，单一固化剂可以明显降低污染土壤重金属含量及抑制植株吸收重金属含量，单一固化剂主要是通过提高土壤值来降低土壤中重金属活性。另外，关于组配固化剂的研究，是通过实验测定各处理对土壤重金属浸出量的影响，研究各组配固化剂对土壤重金属的固化效果，并将其与单一固化剂的效果进行比较，以期得出效果较好的组配，运用于土壤重金属的治理中。（关于固化剂的选择来自吴燕明的硕士毕业论文国内外研究现状部分）（吴燕明,2014）2.2.2土壤固化应用设备要求固定化技术在应用中有输送、灌浆、搅拌等多个环节，需要使用泥浆搅拌器、传送管、钻孔机等机器设备，同时修复材料和污染土壤的混合程度会导致修复效果存在很大的差异。混匀的主要目的是保证添加剂和污染物之间充分接触反应，其在固定化技术中起到很重要的作用，有时需要借助相应的仪器设备。近年来，国内有不少学者发明了进行固化的设备和装置，如郑犁等（2013）发明了异位固化修复拌合系统；张长波等（2011）人发明了液体药剂异位修复污染土壤的模拟试验装置；此外，我国还从北欧和日本引进了土壤筛分、破碎和混合机械，目前已出现了筛分、混合设备的租赁公司和专业化作业公司。实际使用过程中，国外混合设备具有效率高、可移动、占地小、施工场地适应能力强、不易堵塞和运行稳定可靠等优势（蒋建国,2012）。3 沿革（包括技术的开发、更新等发展过程，及其中代表性人物/单位、代表著作、对应时间等）重金属固化修复的研究始于20世纪50年代，人们最早使用吸附剂固定水体中不同的重金属，随后逐渐应用到土壤重金属的吸附固定中。随着人们对土壤重金属的毒性与其在土壤中存在的各种形态有密切的相关性，一些基于降低重金属生物有效性的物质被应用于固定土壤和沉积物中的重金属（如沸石、水泥和石灰等）。20世纪80年代以后，许多固定物质，如人工合成的沸石、磷酸盐衍生物等应用于重金属污染土壤的固定中，在随后的长期研究和实践过程中，逐渐形成了一种污染土壤修复技术，即土壤固化技术。在污染土壤的固化研究和应用方面，美、英等西方国家走在了世界的前列，如在美国这种技术已被用于180个超级基金项目。土壤固化修复土壤中的重金属的发展，主要依赖于固化剂。然而，对于固化剂的研究我国起步相对较晚，在21世纪以后才有较多的发展，如2000-2010年，我国关于固化剂修复土壤中重金属的发明专利逐渐起步，其中具有代表性的赵建夫等（2003）发明污泥土地利用时所含重金属的处理方法。其将硫化物和石灰作为固定剂,按污泥中所含重金属种类和含量，调整配方和加入量。李克亮等（2008）发明土壤聚合物和粉煤灰基土壤聚合物固化土壤中的重金属的方法。张云升等（2008）发明用于重金属废弃物固封的无机聚合材料。吴敏等（2008）发明一种降低活性污泥中重金属生物有效性的方法，即加入粉末腐殖土，室温下均匀搅拌20-30天后,活性污泥中Zn、Cu、Ni、 Pb四种重金属可交换态和碳酸盐结合态的比例降低1.4-7倍。贾晓蕾（2010）发明水泥和粉煤灰组成的固化剂对含重金属污泥的处理方法。而在2011今，此类发明专利迅速增多。据不完全统计，2011年共有7项关于重金属固化剂的发明专利，其中同以济大学的席永慧;吴晓峰(2011)为代表人物，先后发明了含海泡石、硅藻土和蒙脱土的重金属固化剂。2012年共有4项关于重金属固化剂的发明专利，其中刘承帅(2012)为代表人物，发明公开了一种基于粘土的重金属热固化剂及其固化重金属的方法。它按质量分数100计,包括粘土4060、氧化铁515、粉煤灰2030和石粉1525。2013年共有9项关于重金属固化剂的发明专利，其中石林(2013)为代表人物，发明公开一种利用低品位磷矿生产营养型土壤重金属固化剂的方法,以低品位磷矿、白云石、磷石膏为主要料,将上述原料按比例混合。2014年吴学勇(2014)为代表人物，发明专利属于重金属污染土壤修复技术领域,尤其涉及一种重金属固化剂及使用该重金属固化剂固化稳定化土壤重金属的方法。所述重金属固化剂由固化剂A和固化剂B组成,所述固化剂A中各组分的质量百分比为：粉煤灰4080,水泥520和电石渣2040；所述固化剂B为碱溶液(固液比0.20.6)。2015年孟涛(2015)为代表人物，发明了一种污染土壤重金属固化剂,其特征在于：按重量百分比计,所述固化剂由以下三种成分组成：粉煤灰33%-40%,石灰34%-51%,泥炭16%-33%。利用该固化剂处理污染土壤时,按所述固化剂与重金属污染土壤为1:10-20(重量比)进行充分混合,再加入所述混合料40%(重量比)的水,充分搅拌混合。2016年李向东(2016)为代表人物，重金属复合污染土壤的固化剂,该固化剂包括贝壳灰和泥炭灰,贝壳灰的质量百分比贝壳灰为5-15,泥炭灰的质量百分比为5-10。现阶段徐超等（2012）组配固化剂的研制，以更好的固化修复复合重金属污染土壤。4 该方法、技术的原理、使用工具、使用方法、作业方式4.1工具或设备：破碎机、振动筛、搅拌机、水泥储罐、单斗提升机、螺旋输送机、配料机、皮带输送机、化学试剂储槽、清水箱、清水泵/化学泵、装载机、粘土、HDPE膜、固化剂（郝汉舟等2011，；张敏等，2014）。图1 固化流程图4.2固化原理：固化技术是将污染物囊封入惰性基材中，或在污染物外面加上低渗透性材料，通过减少污染物暴露的淋滤面积达到限制污染物迁移的目的。土壤重金属固化是向土壤中加入固化剂，调节和改变土壤的理化性质，通过沉淀作用、吸附作用、配位作用、有机络合和氧化还原作用等改变重金属在土壤中的赋存形态和化学形态，降低其迁移性和生物有效性，达到修复受污染载体的目的。（1）沉淀作用：固化材料通过自身溶解作用所产生的阴离子与重金属元素产生沉淀作用，从而降低重金属的迁移性和生物有效性。沉淀作用是土壤重金属固化的一种重要方式；（2）吸附作用：固化材料对重金属的吸附作用实际上是吸附剂对吸附质质点的吸引作用，分为物理吸附作用和化学吸附作用；（3）配位作用：黏土矿物羟基化表面可以通过静电作用与溶液中的离子发生表面配位反应。黏土矿物层与层之间是分子引力相联接，重金属离子可以进入层间与 SiO-发生晶间配合作用。向污染土壤中添加黏土矿物，利用其对重金属的配合作用降低重金属的迁移性和生物有效性，可实现污染土壤的化学修复。（4）有机络合作用：土壤有机质在微生物作用下，通过生物和化学作用使一些分解的中间产物重新合成复杂高分子聚合物，与重金属离子发生有机络合作用形成络合物，从而使重金属离子固化下来（孙鹏程等，2014）。图2 固化修复示意图（a.原位固定修复；b.异位固定修复）4.3使用方法：污染土壤上料污染土壤筛分污染土壤初步破碎污染土壤干燥粉碎固化处理暂存验收土壤回填（赵述华等，2013；高飞，2013）。图3 国内污染土壤固化修复效果评价与处置4.4作业方式 （王永强等，2009；陈亚沛等，2013）（1）可行性评价在对污染土壤进行修复工程前首先要进行可行性评价。可处理性研究通常包括两个阶段：实验室研究和污染场地现场试验。 实验室研究是在恒定的温度和湿度环境条件下进行前处理和固化剂选择的小批量试验，用以指导现场试验和处置工程的实施。 包括污染样品采集、土壤物理化学性质的分析、修复工艺的确定，从固化体的物理性质和对污染物质浸出的阻力两个方面评价固化稳定化效果 。（2）污染现场小型试验与室内试验不同，污染现场的土壤温度和湿度会随着深度的不同而发生变化。固化剂一般呈碱性，发生水化反应时会产生热量，处理大量土壤时这种放热效应就会被放大，因此现场试验的温度控制很困难。另外，在室内试验进行的过程中，现场土壤的物理化学性质可能发生了一定的变化，因此在进行大型修复工程之前需要对实验室结果进行验证。污染现场小型试验的流程与实验室研究内容大致相同。但现场试验的土壤混合技术更加复杂，需要借助大型机械，因此要求具有较大的空间，且要保证电力设施的正常运行。现场养护也容易受到周围环境变化的影响，需要进行保温保湿处理，防止干湿交替和冻融现象的发生。（3）处理工程操作现场小型试验对实验室研究结果加以修正后，就可以在污染现场开展大型处置工程。这个过程中污染土壤与固化剂的充分混合是至关重要的步骤。按处置位置的不同，可以将固化/稳定化技术分为原位和异位处置。异位固化/稳定化技术是将土壤从最初污染位置挖掘出来，运输至一个处理系统中实现与固化剂的混合和后续养护。挖掘污染土壤增加了运输成本，并且增大了污染物向周围扩散的可能性，但是异位处置能够很好控制试剂加入量，能够保证污染土壤与固化剂的充分混合，比较适合于污染深度较浅的场地。原位固化/稳定化技术不需要对污染土壤进行搬运，节省了运输费用，减小了有机污土壤污染物挥发的可能性。为了实现土壤和固化剂的混匀，通常要利用各种挖掘、钻探和耕作设备，现场条件下需要根据不同的土壤深度选择合适的混合方式。 如果污染土壤在挖掘铲能够达到的深度时，就可以采用这种方法。5技术应用、客观评价和发展前景5.1技术应用资料一 土壤固化技术至今已形成一门综合了结构力学、胶体化学、土壤化学等理论的综合性交叉学科。随着对土壤固化剂研究的不断深入，目前土壤固化剂被主要用于软土地基处理、公路工程和水利工程中。另外其在铁路工程、港口和机场工程、农业工程、环境保护、战场工程、石油工程、工业与民用建筑工程中也进行了尝试使用，均取得了明显的经济、社会和环保效益(樊恒辉等, 2006; 王大宝, 2010; 胥明等, 2012)。表1 固化剂的研究与应用目前可应用的固化技术主要包括：水泥固化、石灰固化、大 型包胶、专用药剂固化、自胶结固化和玻璃固化等。 常用的固化稳定化剂有粉煤灰、石灰、沥青、粘土及水泥等，其中水泥应用最为广泛。从经济性和技术可行性角度来说，将水泥作为固化材料进行固化具有更广阔的应用前景。水泥固化技术是将废物和普通水泥混合，形成具有一定强度的固化体，从而达到降低废物成分浸出的目的。美国环保局将水泥基材料固化称为处理有毒有害废物的最佳技术。固化稳定化技术也已被用于治理正在修建的Utah高速公路附近的铅酸电池废弃物的污染。采用水泥作粘合剂，固化后的废弃物可用于建筑公路路基的材料。毒性特性试验研究Toxicity Characteristic Leaching Procedure(TCLP)表明，处 理后废弃物中淋滤出来的铅不至达到有毒的浓度。 过去的30年期间，欧、美、日等国家在土壤修复技术方面取得了极大的进步，积累了丰富的现场修复技术与工程应用经验。从土壤中重金属分布特征、重金属在土壤中的迁移、转化，重金属对植物的影响等基础研究，到污染土壤的治理和修复实践，已取得了许多进展，许多方法已得到实际应用。目前，英国剑桥大学已经建立了固化体的安全评价体系，对固化后材料的环境安全性和长期性能进行研究；日本的一家公司对于重金属砷污染的土壤，通过加入稳定化剂后用作地基；美国已有对污泥及矿区重金属污染土壤通过修复用作植被的实例；我国也有将河道污泥固化修复后用作护坡的实例。但相比之下，我国的污染土壤修复技术研究因起步较晚，对土壤重金属污染的问题不够重视，因而与美国、英国、德国、日本等国存在相当大的差距，适合于我国情况的技术和理论还处于研究中，亟待加强（宋云等，2010）。资料二 印染污泥处理中的固化及稳定化技术 （1）技术概述 固化及稳定化技术用于封闭污染物，最大限度地减少污染物的释 放，提高污泥强度，降低污泥流动性，稳定污泥中污染物。美国环保局 作了如下定义：固化（solidification）是指在废物中加入固化剂使之不 可流动变为固体的过程，稳定化（stabilization）是指降低污染物的溶 解性、毒性及流动性，以削弱其污染能力。 目前常用的固化及稳定化技术有水泥、石灰、热塑性材料、自胶 结和玻璃固化及稳定化等，水泥和石灰固化及稳定化技术是较为经济 的。前者是以水泥为基材，粉煤灰、煤渣等为辅助固化剂对污泥进行固 化稳定化处理，后者是以石灰为基材，粉煤灰、水泥窑灰为添加剂实现 固化稳定化目的。 （2）研究进展 20世纪 50 年代，固化技术最早应用于放射性废物的处理，随着 环境污染的加重，固化技术逐渐得到研发和应用，至今，固化及稳定化 技术作为污染物的预处理技术已渐趋成熟。如石灰固化及稳定化技术被 广泛应用于钢铁工业产生的废液废渣，电镀污泥，石油冶炼污泥及烟道 气脱硫废渣的处理。在美国，石灰固化及稳定化技术在污泥稳定化中发 展应用的较为彻底。 （3）应用实践 固化及稳定化技术在国内外得到了很好的研究和发展，在实际污 泥处理应用中也取得了一定的成果。日本研究者采用水热法进行废物固 化试验，发现在 150200的条件下，固化时间为 1220h，得到的 固化体的拉伸应力为 610MPa。大量研究表明，采用水泥、粉煤灰和 煤渣作为固化剂，固化块的抗压强度可达 330kPa，含水率在 40% 50%之间，而且固化剂对重金属元素和 COD 等污染物有较好的固定作用。5.2客观评价资料一 固化技术效果评价的国内外浸出标准 我国对危险废物进行固/稳定化的研究较多，目前国内外对危险废物的处置方式主要是安全填 埋。危险废物要经过固化/稳定化处理使之达到危险废物填埋污染控制的要求才可进行最终填埋。但对土壤进行固化的研究相对较少。对危险废物进行固化后的最终处置场所是填埋场，但对土壤进行 稳定化后土壤仍留在原地或者作为建筑材料使用，二者的暴露途径不同，对人体和环境的危害不同， 因此必须对固化体的固化效果即环境安全性进行深入严格的评价，减少固化系统的风险性，提高固化系统的长期稳定性。包括用来反映固化体安全性能的毒性浸出实验和用来评估力学性能的抗压强度反映其安全性的指标主要是浸出试验，固化体的固化效果主要通过重金属浸出量来评价。现在国外固体废物浸出毒性试验方法很多，这些方法都可以评估污染物在环境中的潜在浸出性，但是不同的方法可能会得出差异显著的结论。目前国内外的实验室测试固体废弃物的浸出毒性实验方法有：我国固体废物浸出毒性浸出方法翻转法、美国环保局标准浸出测试方法TCLP(Method 1311)、SPLP(Method 1312)、MEP、OWEP，加州的WET，美国的材料与测试协会的测试程序(ASTM D3987)，德国的DEVS4法与水槽试验法， 荷兰的NEN7341、7343、7345和7349方法，法国的X31-210方法，瑞士的TVA方法以及日本的环 境告示第13号和46号中方法等。以及扩散模型试验程序(Diffusion Modeling Tests)、固体废弃物的 浸出程序(SWLP)、平衡浸出试验程序等。 美国环保局标准毒性特性浸出程序(Toxicity Characteristic Leaching Procedure)1986年由EPA正 式推出并开始试行，是美国EPA惟一、法定的试验室测试程序。TCLP法是建立在环境风险评估的 基础上，其基本假设是95的市政垃圾和5的工业废物合并处理，用于模拟最劣状况下潜在的危 险废物与市政垃圾合并处理的浸出情况，确定某种危险废物是否可以满足土地处置的限定要求，或 确定某种废物是否可以在含有有机废物的无衬填埋场合并处置。 SPLP法(Method 1312)目的是模拟受酸沉降污染的土壤对地下水的影响，该方法对由降雨而 导致的金属浸出可以给出更为实际的评价。 美国材料与测试协会(ASTM)技术委员会制定的标准浸出方法D3987，可用于评估在特定实验 条件下废物中无机组分的迁移性，而不能用于模拟特定场所的浸出状况。 日本的浸出方法将浸出试验与处置方式联系起来，主要保护目标是海洋和普通填埋场地下水。 MEP(Multiple Extraction Procedure)法是用人工台成酸雨作提取剂进行连续提取，来模拟酸雨对 固体废弃物的长期浸出效果(1000年)。 OWEP(Oily Waste Extraction Procedure)法适用于含有大量油类物质的固体废弃物浸出毒性的测 试，但测定项目仅限于金属。 WET(California Waste Extraction)是用柠檬酸作提取剂的提取程序。提取程序提取效率极高， 比EPT和TCLP高出10-100倍。但由于它破坏了固体废弃物的几何形状，使过滤极其困难。 LEP(Ontaria Ministry of Environment vest)是用去氧蒸馏水作提取剂，模拟工业废弃物单独投置 在安全填坑中；其毒性浸出的情况，除了提取剂不同外，程序同TCLP。 针对固化技术，英国剑桥大学已经建立起了一整套的试验和性能测试标准，并主要分为物理和 化学试验两大部分。物理实验用来预测混合物的性能、体积增加以及对比处理前后材料的强度和耐 久性等，主要包括：无侧限抗压强度、渗透系数、抗老化试验等：化学试验用来检测固化材料的浸 出能力。资料二 技术评价土壤固化剂作为一种新型的土壤固化材料,它的出现、研究与应用解决了软弱地基处理中很多实际问题,其固化土体具有速度快、强度高、稳定性好等优点(童彬等, 2009)。我国研究固化剂和固化技术尚处于起步阶段，目前市场上土壤固化剂大多是引进美、日等发达国家的产品；市面上出售的国产土壤固化剂，往往存在抗压强度达不到行业标准、价格昂贵和耐久性差等缺点。因此，对于土壤固化剂的研发，要综合考虑诸多因素，包括固化效果、适用性、耐久性、施工方式、成本、环境友好程度等等，而且还要考虑建设施工本身的要求(李兵, 2013)。因此，在研发土壤固化剂过程中应注意以下几个方面：(1)土壤固化剂的研制应同时考虑针对性和兼容性。由于自然界的土质复杂多变,土壤组成、结构、矿物成分和化学成分往往因成土条件的不同而不同,导致土壤固化剂的固化性能有很大差异,造成固化剂的使用效果不很理想,因此各个地区应结合当地的实际情况推出具有针对性的固化剂。但是,由于自然界中各种土壤分布的不均匀性,造成施工过程中土质的不确定性。因此,在研制土壤固化剂时,应当兼顾土壤固化剂的针对性和兼容性,从而使土壤固化剂具有较大的应用范围和较好的效果。(2)固化剂的基础理论不完善。土壤固化学是一门边缘学科,其涉及到土壤化学、岩土力学、有机高分子化学、材料工程、环境工程、道路工程等众多学科的知识。因此,土壤固化剂的基础理论研究非常复杂。而土壤固化剂的基础理论,对于生产、施工等具有不可替代的理论指导作用,所以应当加强交叉学科的合作研究,深入研究土壤固化剂的基础理论。(3)急需建立一套统一的、专门的试验规程对土壤固化剂性能进行评价。由于土壤固化剂的应用领域不同,不同工程要求的固化性能指标也就有所不同。(4)土壤固化剂可以适用的领域较多,但是由于各个领域的要求不同,使得施工工艺也不同,使用的设备也有差异。应不断进行土壤固化剂施工工艺的研究,并研制各行业专用的施工机械和设备,简化施工过程。(5)土壤固化剂作为一种新型的材料,属于化学加固材料范畴,在其产品的主要成分中难免会存在或多或少的对周围环境有不良作用的组分,有的甚至还会掺入有毒的化学剂。因此,选用固化材料时必须考虑到其是否对环境产生有害影响,而且有必要时还需进行严格的环境监控。5.3发展前景在固化剂的研究上,要综合考虑诸多因素,包括固化效果、适用性、耐用性、施工方式、成本、环境保护、建设施工本身的要求等等(沈飞等, 2008; 宋南京等, 2009; 周海龙等, 2014)。每种固化剂各有优缺点,有各自适用的特定场合(苏群等,2005)。所以在目前阶段,固化剂的研究应该注重以下几点:(1)在各类固化剂的研究上注意扬长补短。在保证原有优势的基础上,研究的方向应着重于逐渐消除缺陷。在深刻理解固化机理和施工过程的基础上,有针对性的进行改良和创新。努力提升土壤的强度、耐久性、抗冻融和耐水性等方面全方位的使用效果。(2)由于不同的土壤固化剂都有不同的缺点和不足,摸索多种固化剂的组合使用,促进优势互补。在实现优势互补的基础上,可以综合考虑如何降低成本和简化施工。(3)促进多学科联手,加强成分分析、结构分析和机理研究,对现有机理进行优化,增加合理性,从而进一步指导土壤固化剂的开发。(4)加快土壤固化剂的实际应用步伐。缩短固化剂从实验室研究到实现商品化的周期。实际应用反馈的信息可以促进固化剂的完善和更新。随着对土壤固化剂的兼容性或特殊性、固化机理、性能和工艺等继续进行深入的研究,土壤固化剂作为一种新型的土木工程材料,其在工程领域有着良好的性能和巨大的发展潜力。相信在未来的工程领域中,土壤固化剂将会发挥更大的作用,有着美好的应用前景。虽然目前我国已有不少固化/稳定化技术研究、应用的工程案例，但与美国、欧洲和日本相比，还存在研究不够深入；材料、技术、装备等难于相互协同，对实际工程和环境管理支撑力度有限；缺乏对实际固化/稳定化工程的经验总结和长期环境监测评估、工艺控制粗放；国产成套高效可移动固化/稳定化设备有待开发等问题。因此，固定/稳定化技术未来的研究方向可以从以下三个方面来开展：(1)开展高效固化/稳定化技术、工艺和装备的协同研究，提高产业化水平和装备技术水平，重点研究出自动化程度高的一体化处理设备，促进我国固化/稳定化工程向高效和精细化施工发展。(2)进行绿色环保高效的固化/稳定化材料的研发， 尽量减少二次污染，满足达标排放。(3)研究固化/稳定化技术与其他修复技术如生物法、化学淋洗法等结合使用，针对不同重金属污染情况研究出最适合的工艺组合供工程应用选择。虽然S/S是一种快速、简单且成本低的处理技术， 但是目前常用的固化/稳定剂对不同土壤、不同重金属离子的修复效果和机理以及现场应用等方面依然存在一些不足。首先，因为 S/S 技术只是改变重金属在土壤中的存在形态，并未彻底去除，所以只适合污染不太严重的地区，而在污染严重的地区，采用此措施很难将 农作物可食部分的重金属含量降到可食用的安全水 平；其次，目前应用的固化/稳定剂种类还比较少，修复效果还有待提高，固化体的长期稳定性的研究还比 较缺乏；再次，由于固化/稳定剂具有复杂的结构和作 用机理，目前人们对固化剂的钝化修复机理研究的还 不够；最后，固化/稳定化中的许多技术措施尚处在实 验室研究阶段或现场小型试阶段，还缺少大范围的工程实际应用。 因此，对于现阶段存在的主要问题，提出几个今后可能的发展方向：（1）对现有固化/稳定剂进行加工改 良或者寻找和开发新的固化/稳定剂，特别是快速、经济实用、对生态环境安全的固化/稳定剂来修复重金 属污染的土壤，提高土壤生产力和实现生态恢复将成 为今后研究的热点；（2）加强对S/S修复重金属污染的 机理研究，深入探讨影响固化/稳定化效果的因素，如土壤 pH值、有机质含量、质地、铁锰氧化物含量、时间、温度、湿度等环境因子，保证其修复效果的稳定性 和长期性也可能是今后研究的方向；（3）加快S/S技术示范、应用和推广，及时把科研成果应用到实际工作 中，考察其修复效果和经济效益，同时有必要定期对S/S处理的污染土壤进行取样和监测分析，评价它的固 化 / 稳定化效果，并对其进行风险评估。（4）加强固化 / 稳定化修复和电化学修复、化学淋洗修复、植物修复等 技术联合综合应用，加强与相关学科之间的交流与合 作，研究和开发多种联合修复技术，对加快重金属污染 土壤的防治与修复将具有重要意义（赵述华等，2013）。参考文献1 Environment Agency, UK. 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