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4.2.1 内部因素
影响固化/稳定化产物性能的内部物理因素主要包括固化/稳定化产物的单元尺寸、渗透系数、孔隙度等,其中,渗透系数是最重要的内部因素,决定着地下水与固化/稳定化产物接触的方式,比如渗透性高时地下水会穿透和流过固化/稳定化产物的内部,而渗透性低时地下水只是围绕其表面(绕行)流过。
内部化学因素中pH 对固化/稳定化产物性能的影响最大,因为其既可影响污染物的浸出特性(如通过改变污染物的形态),也可影响固化/稳定化产物的结构性能(如使提供强度的矿物质发生溶解)。pH 的主要影响对象包括:
水泥类固化/稳定化产物的酸中和能力;
无机污染物在固化/稳定化产物中的赋存形态(如离子交换态、吸附态、在孔隙水中的沉淀态等);
吸附有机污染物的有机质(腐殖酸、富里酸等)。
4.2.2 外部因素
外部因素对固化/稳定化产物的影响与固化/稳定化产物在地下放置的位置有关,尤其与地下水位之间的相对位置有关,具体包括:
(1)饱和带水流影响:在饱和带中,地下水会缓慢渗过固化/稳定化产物或从其表面绕行。一般情况下,只要地下水状况保持稳定,固化/稳定化产物的性质基本保持不变,且可根据相关模型预测产物中污染物的浸出特性。
(2)包气带水流影响:在包气带中,固化/稳定化产物主要受到雨水下渗的影响,但这种影响相对于饱和带中地下水流动的影响要小得多,因此固化/稳定化产物在包气带中的耐久性一般比在饱和带中要好一些。包气带中可能对固化/
稳定化产物产生影响的主要因素有:
干-湿交替的影响:干-湿交替可能会导致固化体收缩开裂,但通常不会影响到固化体的整体结构。必要时应对固化体的耐干-湿交替能力进行评估,也可测定干-湿交替对浸出毒性的影响。
冻-融交替的影响:冷冻条件下固化体中的孔隙水膨胀会产生应力,严重时可导致固化体发生变形或产生破裂,导致浸出毒性升高。
气体侵蚀反应的影响:在包气带中,由于固化体与土壤气接触,容易发生碳酸化反应和氧化反应,从而使浸出特性发生改变,影响修复效果。
另外,物理性损坏(如破裂和磨损)一般对固化体性能影响较小,并且多由地震活动引起。大的贯通式破裂会使固化体的外部暴露面积略有增加,但这对污染物的固定效果影响较小。不过,必要时也可在修复过程中适当考虑提高固化体的抗震能力。工程质量问题,如设计错误、施工水平低下、质控技术落后等人为因素也会间接影响固化/稳定化产物的各项性能。
4.3 固化/稳定化技术工作流程
固化/稳定化技术的一般工作程序包括:技术适用性评价、方案设计、施工建设、修复效果评估、长期监测与维护等(图4-3)。具体工作步骤为:首先根据特定地块污染特征及固化/稳定化技术特点进行固化/稳定化技术适用性评价;若技术适用,则可进行方案设计,开展可行性试验研究,确定污染土壤的前处理要求、粘合剂种类主用量、原位/异位修复设备需求,以及修复成本、时间和效益等性能指标,并采用适当的参数(主要包括固化/稳定化产物的抗压强度、渗透系数和浸出特性等)评价该技术的可行性;若可行性试验研究证明固化/稳定化技术合理可行,则可完成修复方案编制并进入施工建设阶段;施工前要做好现场布局安排和进度安排等工作,施工期间则要做好施工质量控制、二次污染防治、环境监测、健康与安全防护等工作;修复完成后需对固化/稳定化产物进行修复效果评估,符合规定标准的可进行安全处置或资源化再利用,随后进行长期的监测与维护,以保证修复效果持久有效。
5 固化/稳定化技术适用性评价
确定采用固化/稳定化技术进行污染土壤治理与修复前,应先开展技术适用性评价,尤其要关注影响固化/稳定化技术适用性的关键因素,包括土壤特性、土壤颗粒大小、含水量、重金属浓度、硫酸盐含量、有机物含量、密度、渗透性、自由压缩力等。
固化/稳定化技术适用性评价可参照以下步骤进行:
(1)确认地块污染概况,包括确认地块条件、污染物类型、污染介质的种类,同时应建立地块概念模型,明确修复目标和修复范围,以及需要进行固化/稳定化处理的污染土壤方量等信息。在充分分析各项指标后,综合判断已有的地块信息是否满足启动修复的条件和要求,若无法满足,则需重新确认地块污染概况。确认污染地块概况的技术流程和技术方法可参照《污染地块土壤修复技术导则》(HJ 25.4)执行,确认的主要内容参见表5-1。
(2)根据地块污染概况、地块概念模型、土地再利用规划和功能属性等综合制定修复策略,包括明确是否采用控制污染源、切断暴露途径、保护敏感受体等方式进行治理与修复;确认现场是否允许原位或异位修复,是否适合采用物理或化学修复技术等。修复策略制定的技术流程可参照《工业企业污染调查评估与修复技术指南(试行)》执行。
(3)根据修复策略比选并确认修复技术,应考虑污染物处理的可行性、土壤修复的可行性、污染分布范围与深度、修复过程污染物的排放、修复时间要求、运输条件和限制因素,以及修复成本、效益等各种因素。修复技术比选的技术流程可参照《工业企业污染调查评估与修复技术指南(试行)》执行。固化/稳定化技术的适用条件可参见附录1。
(4)适合采用固化/稳定化技术进行修复的污染物类型见本指南表2-1。选择固化/稳定化技术进行土壤修复前,必须充分论证其对目标地块的修复潜力。首先明确该技术应是针对某特定地块的最佳修复技术,也可以是针对某种污染物或局部区域的最佳修复技术,或是能够配合其他技术协同修复污染地块的最佳技术。若固化/稳定化技术并非修复某特定地块的最佳可行技术,则应充分考虑和论证其他最佳技术;若所有修复技术均不能满足地块修复目标的要求,则应重新修正或制定更加切合实际的修复目标。
(5)综合各项因素和选定的最佳修复技术,编制总体修复方案。多种修复技术联用时,要根据污染介质类型、污染物特征、地块地质单元结构确定修复流程。固化/稳定化技术应用受到限制时,技术层面上的问题应尽量通过工程技术
方法解决。固化/稳定化技术与其他技术联用的常见技术组合包括:
固化/稳定化技术与地表覆盖技术联用;
固化/稳定化技术与防渗阻隔墙(如泥浆墙)或可渗透反应墙技术联用;
洗土法与固化/稳定化技术联用;
热解吸与固化/稳定化技术联用;
生物处理与固化/稳定化技术联用;
固化/稳定化技术与水力控制技术联用;
固化/稳定化技术与监测自然衰减技术联用。
(6)确定使用固化/稳定化技术后,应根据以下情况来判断是否可以进入方案设计阶段,包括:
是否存在严重阻碍固化/稳定化技术使用的限制条件;
是否有证据证明固化/稳定化技术是实现修复目标的最佳技术;
固化/稳定化技术与其他技术联合应用的可能性;
固化/稳定化技术是否可持久解决问题;
与其他技术相比在修复成本上是否相对有利;
已掌握的信息其不确定性水平如何。
(7)在确定固化/稳定化技术为最佳修复修复技术后,应与管理部门和其他利益相关方进行沟通与汇报,汇报内容应包括以下要点:
修复方案确定过程介绍及主要目标;
土壤及地块环境特征;
包含所有污染联系的地块概念模型;
修复技术筛选标准和筛选结果;
提出修复方法(采取单独技术还是联合修复技术)。
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