污染場(chǎng)地原位固化穩(wěn)定化技術(shù)

技術(shù)名稱技術(shù)名稱：原位固化/穩(wěn)定化，英文名稱：In-situ可處理的污染物類型：金屬類，石棉，放射性物質(zhì)，腐蝕性無(wú)機(jī)物，氰化物以及砷化合物等無(wú)機(jī)物；農(nóng)藥/除草劑，石油或多環(huán)芳烴類，多氯聯(lián)苯類以及二噁英等有機(jī)化合物。應(yīng)用限制條件：該技術(shù)不宜用于揮發(fā)性有機(jī)化合物，不適用于以污染物總量為驗(yàn)收目標(biāo)的項(xiàng)目。技術(shù)介紹的基礎(chǔ)上使其與污染介質(zhì)污染物發(fā)生物理化學(xué)作用將污染介質(zhì)固封在結(jié)構(gòu)完整的具有低滲透系數(shù)固態(tài)材料中或?qū)⑽廴疚镛D(zhuǎn)化成化學(xué)性質(zhì)不活潑形態(tài)降低污染物在環(huán)境中遷移和擴(kuò)散。系統(tǒng)構(gòu)成和主要設(shè)備：主要由挖掘、翻耕或螺旋鉆等機(jī)械深翻松動(dòng)裝置系統(tǒng)、試劑調(diào)配及輸料系統(tǒng)、氣體收集系統(tǒng)、工程現(xiàn)場(chǎng)取樣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及長(zhǎng)期穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成。主要設(shè)備包括機(jī)械深翻攪動(dòng)裝置系統(tǒng)（如挖掘機(jī)、翻耕機(jī)、螺旋中空鉆等、試劑調(diào)配及輸料系統(tǒng)（輸料管路、試劑儲(chǔ)存罐、流量計(jì)、混配裝置、水泵、壓力表等、氣體收集系統(tǒng)（氣體收集罩、氣體回收處理裝置、工程現(xiàn)場(chǎng)取樣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（驅(qū)動(dòng)器、取樣鉆頭、固定裝置、長(zhǎng)穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（氣體監(jiān)測(cè)探頭、水分、溫度、地下水在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等。主要包括：污染介質(zhì)組成及其濃度特征、污染物組成、污染物位置分布、固化劑/穩(wěn)定化劑組成與用量、場(chǎng)地地質(zhì)特征、無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度、滲透系數(shù)以及污染物浸出特性。（1）污染介質(zhì)組成及其濃度特征：污染介質(zhì)中可溶性鹽類會(huì)延長(zhǎng)固化劑的凝固時(shí)間并大大降低其物理強(qiáng)度水分含量決定添加劑中水的添加比例有機(jī)污染物會(huì)影響固化體中晶體結(jié)構(gòu)的形成往往需要添加有機(jī)改性黏結(jié)劑來(lái)屏蔽相關(guān)影響修復(fù)后固體的水力滲透系數(shù)會(huì)影響到地下水的侵蝕效果。（2）污染物組成：對(duì)無(wú)機(jī)污染物，添加固化劑/穩(wěn)定化劑即可實(shí)現(xiàn)非常好的固化/穩(wěn)定化效果；對(duì)無(wú)機(jī)物和有機(jī)物共存時(shí)，尤其是存在揮發(fā)性有機(jī)物（如多環(huán)芳烴類，則需添加除固化劑以外的添加劑以穩(wěn)定有機(jī)污染物。（3）污染物位置分布：污染物僅分布在淺層污染介質(zhì)當(dāng)中時(shí)，通常采用改造的旋耕機(jī)或挖掘鏟裝置實(shí)現(xiàn)土壤與固化劑混合當(dāng)污染物分布在較深層污染介質(zhì)當(dāng)中時(shí)通常需要采用螺旋鉆等深翻攪動(dòng)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)試劑的添加與均勻混合；（4）固化劑組成與用量：有機(jī)物不會(huì)與水泥類物質(zhì)發(fā)生水合作用，對(duì)于含有機(jī)污染物的污染介質(zhì)通常需要投加添加劑以固定污染物石灰和硅酸鹽水泥一定程度上還會(huì)增加有機(jī)物質(zhì)的浸出。同時(shí)，固化劑添加比例決定了修復(fù)后系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性特征。（5）場(chǎng)地地質(zhì)特征：水文地質(zhì)條件、地下水水流速率、場(chǎng)地上是否有其他構(gòu)筑物、場(chǎng)地附近是否有地表水存在這些都會(huì)增加施工難度并會(huì)對(duì)修復(fù)后系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性產(chǎn)生較大影響。帕/平方英尺，（約合580Pa/2，材料的抗壓強(qiáng)度至少要和周圍土壤的抗壓強(qiáng)度一致。才不會(huì)造成固化體侵蝕和污染物浸出。固化/穩(wěn)定化后固化體的滲透系數(shù)一般應(yīng)小于方法和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，具體方法見(jiàn)表表6-1評(píng)價(jià)方法類型

主要評(píng)價(jià)方法 關(guān)鍵特征 優(yōu)勢(shì) 不足最大釋放水平的測(cè)試動(dòng)態(tài)釋放能力的測(cè)試針對(duì)再利用情景的浸出方法體系

中國(guó)：HJ/THJ/T歐盟：

?固化體破碎后達(dá)到浸出平衡；?參照固廢的管理體系，帶有一定的強(qiáng)制性；?設(shè)定明確評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)限值，如40CFR等。?保持固化體本身物理特性；?基于動(dòng)態(tài)釋放通量；?考慮風(fēng)險(xiǎn)累積。?基于土壤再利用情景，設(shè)置4種不同的浸出方法。

?方法簡(jiǎn)單便于操作；?時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本均較低；?有較多的科學(xué)性驗(yàn)證結(jié)論?更接近于實(shí)際環(huán)境狀況；?降低預(yù)處理難度；?能夠反應(yīng)隨時(shí)間變化的趨勢(shì)。?接近于實(shí)際環(huán)境狀況；?可以根據(jù)實(shí)際情況選擇不同的浸出測(cè)試方法。

?主要模擬非規(guī)范填埋場(chǎng)滲濾液和酸雨對(duì)污染物的浸提；?浸出方法僅考慮最不利情況，過(guò)于保守；?不能真實(shí)反映實(shí)際環(huán)境狀況；?操作相對(duì)復(fù)雜所需時(shí)間較長(zhǎng)；?影響因素相對(duì)較多，實(shí)驗(yàn)的重現(xiàn)性不高。?部分測(cè)試方法相對(duì)復(fù)雜，耗時(shí)較長(zhǎng)；?方法的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性有待于改進(jìn)；?還缺乏相應(yīng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。在利用該技術(shù)進(jìn)行修復(fù)前，應(yīng)進(jìn)行相關(guān)測(cè)試評(píng)估污染場(chǎng)地應(yīng)用原位固化/穩(wěn)定化技術(shù)的可行性，并為下一步工程設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)參數(shù)。具體測(cè)試參數(shù)包括（1）固化/穩(wěn)定化藥劑選擇需考慮藥劑間的干擾以及化學(xué)不兼容性金屬化學(xué)因素處理和再利用的兼容性成本等因素（分析所選藥劑對(duì)其他污染物的影響（3化藥劑添加量（4染物浸出特征測(cè)試（）評(píng)估污染介質(zhì)的物理化學(xué)均一性（6）確定劑添加導(dǎo)致的體積增加量（7）確定性能評(píng)價(jià)指標(biāo)（）確定施工參數(shù)。首先基于修復(fù)目標(biāo)建立修復(fù)材料的性能參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室可行性分析確定固化劑添加劑和水的最佳混合配料比然后進(jìn)行場(chǎng)地試驗(yàn)進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)施技術(shù)建立運(yùn)行性能參數(shù)。最后，實(shí)施修復(fù)工程，并對(duì)修復(fù)過(guò)程實(shí)施后的材料性能進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)控與監(jiān)測(cè)。實(shí)施過(guò)程具體包括（1針對(duì)污染場(chǎng)地情況選擇回轉(zhuǎn)式混合機(jī)挖掘機(jī)螺旋鉆等鉆探裝置對(duì)深層污染介質(zhì)進(jìn)行深翻攪動(dòng)并在機(jī)械裝置上方安裝灌漿噴射裝置（2過(guò)液壓驅(qū)動(dòng)液壓控制將藥劑直接輸送到噴射裝置運(yùn)用攪拌頭螺旋攪拌過(guò)程中形成的負(fù)壓空間或液壓驅(qū)動(dòng)將粉體或泥漿狀藥劑噴入污染介質(zhì)中或使用高壓灌漿管來(lái)迫使藥劑進(jìn)入污染介質(zhì)孔隙中通過(guò)安裝在輸料系統(tǒng)閥端的流量計(jì)檢測(cè)固化劑的輸入速度摻入量使其按照預(yù)定的比例與污染介質(zhì)以及污染物進(jìn)行有效的混合（3對(duì)于固化穩(wěn)定化處理過(guò)程中釋放的氣體，通過(guò)收集罩輸送至處理系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)害化處理4選擇不的采樣工具對(duì)不同深度和位置的修復(fù)后樣品進(jìn)行取樣分析（5置長(zhǎng)期穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)定期對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和浸出性（地下水）進(jìn)行監(jiān)測(cè)。修復(fù)實(shí)施過(guò)程質(zhì)量控制的主要內(nèi)容包括（1保藥劑添加比例與實(shí)驗(yàn)室及中試階段所驗(yàn)證比例的一致性（2確保藥劑與污染介質(zhì)的充分混合（3對(duì)處理后的材料進(jìn)行取樣分析以驗(yàn)證其是否符合固化/穩(wěn)定化修復(fù)性能指標(biāo)（4）核實(shí)理后的體積。實(shí)施監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容包括（1地下水是否滲透進(jìn)入固化材料中（2所有樣品是否超過(guò)土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)（3固化體是否發(fā)生物理或化學(xué)退化（4通過(guò)地下水監(jiān)測(cè)判斷是否發(fā)生污染物浸出（5）利用測(cè)模型評(píng)估未來(lái)浸出的可能性。處理周期一般為3-6化學(xué)性質(zhì)及其濃度分布情況及地下土壤特性等因素而定。根據(jù)美國(guó)數(shù)據(jù)顯示，應(yīng)用于淺層污染介質(zhì)修復(fù)成本約為原位固化/穩(wěn)定化是比較成熟的廢物處置技術(shù)，經(jīng)過(guò)幾十年的研究，已成功應(yīng)用于污染土壤放射性廢物底泥和工業(yè)污泥的無(wú)害化和資源化與其他技術(shù)相比該技術(shù)對(duì)于大多數(shù)的無(wú)機(jī)污染物以及一些有機(jī)污染物都具有顯著的修復(fù)效果此技術(shù)在頑固性及混合型污染場(chǎng)地的修復(fù)中具有明顯的優(yōu)勢(shì)，處理時(shí)間短、適用范圍廣，裝置及材料簡(jiǎn)單易得。美英等國(guó)家率先開(kāi)展了污染土壤的固化/穩(wěn)定化研究，并制訂了相應(yīng)的技術(shù)導(dǎo)則。據(jù)美污染土壤進(jìn)行搬運(yùn)，節(jié)省了運(yùn)輸費(fèi)用，減小了有機(jī)污染物揮發(fā)的可能性。此外，原位固化/穩(wěn)定化也成功應(yīng)用到了棕地污染修復(fù)中。表6-2序號(hào) 場(chǎng)地名稱 目標(biāo)污染物 規(guī)模1 美國(guó)阿肯色州西孟菲斯填埋場(chǎng) s

多環(huán)芳烴PCBs

（多氯聯(lián)苯）,2 美國(guó)哥倫布天然氣廠場(chǎng)地 苯乙苯甲苯化物

無(wú)數(shù)據(jù)3 美國(guó)卡羅萊納州南部科伯斯公司阿什利河超級(jí)基金場(chǎng)地

sDP（高密度非水相液體）

4 美國(guó)新澤西州港市前木材處理棕地 砷，木材防腐劑（Creosote）

該技術(shù)在國(guó)內(nèi)處于中試階段。某焦化廠占地面積約萬(wàn)中提取各類煤化工產(chǎn)品。主要污染物類型為含量從地表到深層遞減。該場(chǎng)地修復(fù)后將規(guī)劃為遺址公園、綜合開(kāi)發(fā)區(qū)（居住與商業(yè)、工業(yè)用地（車輛段開(kāi)發(fā)）三類用地。本案例為中試試驗(yàn)。主要污染物為場(chǎng)地調(diào)查結(jié)果表明污染物主要以4環(huán)以上難揮發(fā)的s為主2-3環(huán)揮發(fā)的量達(dá)到由于表層土壤較為酥松深層土壤對(duì)污染物