固化、稳定化在重金属污染场地修复中应用

1、-. z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展化学改性或将其导入*种稳定的晶格构造中的过程，即固化通过采用具有高度构造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1。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外表积的C-S-H凝胶吸附污染物；2将污染物包裹于水化产物晶格当中；3使污染土壤形成构

2、造致密、孔隙率少的固化体，降低污染物迁移；4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：Daramend-M、EnviroBlend、EHCM地下水、磷酸盐、硫化物药剂等。其稳定化主要机理为：1通过氧化复原反响改变污染物形态，降低其毒性，如采用零价铁、亚硫酸钠、硫化亚铁等复原剂将CrVI复原为CrIII，或2通过离子交换反响使污染物形成沉淀，降低迁移性，如使用磷酸盐、硫化物药剂处理铅污染土壤。2.技术应用2.1工艺流程图1 施工组织设计图2.2 主要设备通过土壤混合装置，对要修复的土壤进展混合。如下列图：图 2 土壤混合装置3.工程模拟3.1模拟工程概况规

3、划用地类型：居住用地占地面积：840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；总氨年生产能力可到达24万吨。污染物：砷场地分布平面图如下图3：图3 场地分布平面图将场地分为A-G7个区间，如下表：区域编号区域围污染程度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F汽油库、机加工、变电站、金属库、油漆库生活污染区G其它区域轻度污染区3.2 对场地进展调查以及评价对场地进展初步调查，调查点分布如下图4：图 4 调查点分布图采用高精度GPS确定原功能区边界，进展布点，全场完成采样点

4、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展补充调查图 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1.0710-2，平均值超过510-4，远高于可承受水平。2土壤中砷对人体的危害根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1.9410-4，因此在场地修复和开发过程中要注意现场的污染预防。4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，确保人体安康平安的

5、重要手段。3.3 处治方案吸附在细土颗粒上的污染物从土体中别离出来。洗涤水可以采用根本的浸出剂、外表活性剂或螯合剂，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别离土壤修复目标值如下列图7。图 7 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为致癌风险可承受限值，计算场地修复目标值为0.45mg/kg，与美国标准相近，说明模型计算具有合理性。考虑到工程所在地土壤中砷的表土背景值为14.25.08 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，考虑到当地的经济开展

6、水平，亦不建议用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GB15618-2008，征求意见稿中，居住用地二级环境质量标准50 mg/kg，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，对污染修复场地进展污染修复。现场采取不同的土样进展小试。图8图 8 采样土小试结果中试:药剂投加量确实定土壤：砷全量为1412.71 mg/kg，原始浸出浓度为23.28 mg/L。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：对于第一层污染土壤，采用固化/稳定化技术进展修复。基坑开挖过程中产生的污染土壤，作为表层土壤进展修复，同样采用固化/稳定化技术进展修复。基坑底板之下的污染土壤，结合混凝土底板进展原位阻隔。3基坑之外的第二层污染土壤，采用HDPE膜等进展原位阻隔。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/稳定化技术开展初期，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固化作用