固化稳定化在重金属污染场地修复中的应用

1、固化、稳定化在重金属污染场地修复中的应用作者：日期：固化，稳定化技术在重金属场地污染修复中的模拟应用1.技术概述固化、稳定化急速是指将有害废物固定或密封在惰性固体基质中，以降低 污染物流动性的一种处理方法。 其中, 固化是将废物中的有害成分用惰性材料加 以束缚的过程 , 而稳定化使将废物的有害成分进行化学改性或将其导入某种稳 定的晶格结构中的过程 , 即固化通过采用具有高度结构完整性的整块固体将污 染物密封起来以降低其物理有效性， 而稳定化则降低了污染物的化学有效性 。代表性固化药剂包括水泥、粉煤灰、石灰、沥青等。以水泥固化为例 , 其固 化机理为：（1）利用水化作用形成的具有高比表面积的 C

2、-S- 凝胶吸附污染物； （） 将污染物包裹于水化产物晶格当中；（）使污染土壤形成结构致密、孔隙率少的固化体，降低污染物迁移；（） 水化产物具有较高 pH值，可以有效降低酸沉降对固化体的破坏。 代表性的稳定化药剂包括： D ramed- 、 Envir Blnd、HCM（地下 水） 、磷酸盐、硫化物药剂等。其稳定化主要机理为：（1）通过氧化还原反应改变污染物形态，降低其毒性，如采用零价铁、 亚硫酸钠、硫化亚铁等还原剂将 Cr（I ）还原为 Cr（II ），或（2）通过离子交换反应使污染物形成沉淀，降低迁移性 , 如使用磷酸盐、硫 化物药剂处理铅污染土壤。.技术应用.工艺流程图1 施工组织设计图

3、2.2 主要设备通过土壤混合装置，对要修复的土壤进行混合。如下图图 2 土壤混合装置3.工程模拟3.模拟工程概况规划用地类型 : 居住用地占地面积 :84 亩主营业务：自行设计、制造、安装的全循环尿素生产样板厂；生产多孔粒 状硝酸铵 ; 总氨年生产能力可达到 2万吨。污染物:砷场地分布平面图如下（图 3） :图 场地分布平面图将场地分为 AG7个区间, 如下表:区域编号区域范围污染程度A西北角煤场中度污染区B北部煤场中度污染区C净化车间、 水煤气储罐、 前段压缩工序重度污染区D水处理系统重度污染区E造气车间中度污染区汽油库、机加工、 变电站、 金属库、油漆库生活污染区其它区域轻度污染区 2 对

4、场地进行调查以及评价对场地进行初步调查，调查点分布如下 （图 4）:图 调查点分布图采用高精度 G确定原功能区边界 , 进行布点 , 全场完成采样点 N个, 确定 场地主要污染物为 As, 并判断污染区域。再必要的情况下对场地采取补充调查 , 补充调查模拟分布图如下 （图 5、6）:图 5 补充调查分布图（对红色区域进行补充调查 ）图 6 补充调查详细分布图通过调查评价结果如下：（1 ）该化工厂土壤中砷污染较重。居住情景下 , 致癌风险最高可达 .07 10-2 ，平均值超过 510-4 ，远高于可接受水平。（2） 土壤中砷对人体的危害基本来自摄入及皮肤接触途径，后期修复管理 时应主要考虑该途

5、径。（3）在用地开发情景下，砷对建筑工人的致癌风险最高达 1 94104, 因此在场地修复和开发过程中要注意现场的污染预防。（）由于土壤中的重金属难以直接去除，因此控制暴露途径是降低环境 风险，确保人体健康安全的重要手段。 .3 处治方案吸附在细土颗粒上的污染物从土体中分离出来。洗涤水可以采用基本的浸 出剂、表面活性剂或螯合剂 , 或通过调节 pH值来去除有机物和重金属。土壤和 洗涤水在异位的水箱或其它处理单元中混合。洗涤水和各种土壤组分通常采用 重沉降分离（土壤修复目标值如下图 7）。图 土壤修复目标值为保守起见 ,将各层土壤拟作为表土 ,并以 10-6 为致癌风险可接受限值，计 算场地修复

6、目标值为 .4 mg/kg，与美国标准相近 , 表明模型计算具有合理性。考虑到项目所在地土壤中砷的表土背景值为 14.2 5. mg/kg（数据参 考中国土壤元素背景值 ）, 因此采用 RBCA计算的修复目标值显得过于保守。 此外，考虑到当地的经济发展水平 , 亦不建议用北京筛选值作为该场地的修复筛 选值。经过综合考虑建议采用我国新推出的 土壤环境质量标准 （修订 ） （ GB15 1 2008,征求意见稿）中，居住用地二级环境质量标准 （50 m/k ）,作 为判定场地中污染区域的修复目标值。通过小试，中试等步骤确定修复所需投加的修复药剂量，对污染修复场地进行污染修复。现场采取不同的土样进行

7、小试。（图 8）图 8 采样土小试结果中试: 药剂投加量的确定土壤：砷全量为 41. 1 /kg, 原始浸出浓 度为 23.2 mg/。(图 9)图 9 中试药剂投放量和土体 PH 值变化 确定的修复技术 :(1)对于第一层污染土壤 , 采用固化 / 稳定化技术进行修复。(2)基坑开挖过程中产生的污染土壤，作为表层土壤进行修复 , 同样采用 固化稳定化技术进行修复。 基坑底板之下的污染土壤 , 结合混凝土底板进行原 位阻隔。(3 )基坑之外的第二层污染土壤，采用 HDPE膜等进行原位阻隔。(4 )固化/ 稳定化处理后土壤去向 : 根据场地开发利用规划，回填于硬化路 面，利用硬化地面层。(5 )作为阻隔层 ,阻隔其与人的接触途径。固化稳定化修复后的土壤杜绝与 人体的直接接触。4. 总结固化/稳定化技术发展初期， 受限于科学水平和机理了解 ,固化/ 稳定化药剂 以较为简单的