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在国内,固化稳定化技术起步较晚,可喜的是通过近十年来持续不断的努力,该技术不论在在技术还是管理层面都已基本获得认可,并在土壤(尤其是场地土壤)修复工程中得到应用。现阶段,国内对重金属污染土壤处理以稳定化为主。据不完全统计,到目前为止,全国范围内实施的污染土壤稳定化修复工程已达100多项。典型的污染土壤稳定化修复场地包括:上海世博会场地、苏州东升F地块、原长沙铬盐厂场地、福建某电化老厂区、原武汉染料厂等。
现阶段,我国的固化稳定化修复工程特点表现为:(1)以现场异位稳定化处理工艺为主,原位稳定化处理以中试工程为主,实际工程案例甚少;(2)以工业场地污染土壤修复为主,而农田、矿山等土壤的稳定化修复案例相对较少;(3)受开发利用驱动,以污染场地开发利用过程中的修复为主;(4)主要用于土壤中重金属及半挥发性有机物的修复。
目前,我国在固化稳定化修复工程方面面临的挑战:(1)修复材料以国外产品为主,具有自主知识产权的固化稳定化修复材料缺乏;(2)技术工艺以异位稳定化处理为主,原位技术工艺缺乏;(3)工程设备以国外产品为主,缺乏自主设计的集成装备;(4)固化稳定化效果评估方法以硫酸硝酸法为主,缺乏适合我国实际的综合评估方法体系。
稳定化处理材料
土壤重金属稳定化处理的材料包括:碱性材料、含磷材料、含铁化合物、硫化物、粘土等。不同的材料其适用的土壤重金属的不同。由于土壤性质和场地环境条件不同,相同的稳定化处理材料对同样的重金属,其处理效果也会出现有利或不利的影响(见表1)。对于土壤重金属的固化处理,主要的修复材料主要包括:水泥、专利材料、粉煤灰、石灰、沥青等,其中水泥和专利材料使用比例最高。
表1 土壤重金属稳定化处理材料及其适用性
稳定化修复材料的选择,应首先要采集典型土样并分析土壤的理化性质分析及污染物种类和污染程度,如土壤质地、土壤pH值、阳离子交换量、容积密度、有机质含量和塑性指数等理化指标和土壤污染物含量。根据污染物选择稳定化材料,依据土壤干重按一定比例添加稳定化材料,按一定水土比加水混合,按设定的养护时间养护。养护结束后立即进行浸出测试。如果直接使用一种材料满足浸出测试要求,且在允许的添加量范围内,可以结束材料选择。如果不能达到要求,可选择两种或两种以上稳定化材料,重复进行材料选择实验。
稳定化处理工艺及设备
土壤稳定化修复总体上包括原位(Ex-situ)和异位(In-situ)两种工艺。异位稳定化处理是首先对污染土壤进行挖掘,然后在现场(On-site)或场外(Off-site)进行破碎、筛分、加入处理药剂并搅拌混合等处理,养护一定时间后取样测试其处理效果。异位稳定化处理所使用的设备包括具有上述功能的可移动的一体化集成设备(见图2a),也包括以挖掘机平台的搅拌斗式混合设备(见图2b)。前者通常有自动计量功能,根据所设定的修复药剂加入比例相对准确地加入到土壤中,并进行充分混合搅拌处理。后者则相对简单,不具有计量功能,对砂性土壤处理效果较好。原位稳定化处理是不对土壤进行挖掘,而是直接将修复药剂注入到污染土壤中,采用合适的原位搅拌混合设备(见图2c)将污染土壤与修复药剂进行混合,然后进行养护,一定时间后取样测定土壤污染物的稳定化处理效果。目前,在我国国内,异位稳定化处理应用相对比较广泛,这与我国国内现有的技术水平和开发驱动的修复工程项目特点密切相关。
稳定化处理工艺及设备
土壤稳定化修复总体上包括原位(Ex-situ)和异位(In-situ)两种工艺。异位稳定化处理是首先对污染土壤进行挖掘,然后在现场(On-site)或场外(Off-site)进行破碎、筛分、加入处理药剂并搅拌混合等处理,养护一定时间后取样测试其处理效果。异位稳定化处理所使用的设备包括具有上述功能的可移动的一体化集成设备(见图2a),也包括以挖掘机平台的搅拌斗式混合设备(见图2b)。前者通常有自动计量功能,根据所设定的修复药剂加入比例相对准确地加入到土壤中,并进行充分混合搅拌处理。后者则相对简单,不具有计量功能,对砂性土壤处理效果较好。原位稳定化处理是不对土壤进行挖掘,而是直接将修复药剂注入到污染土壤中,采用合适的原位搅拌混合设备(见图2c)将污染土壤与修复药剂进行混合,然后进行养护,一定时间后取样测定土壤污染物的稳定化处理效果。目前,在我国国内,异位稳定化处理应用相对比较广泛,这与我国国内现有的技术水平和开发驱动的修复工程项目特点密切相关。
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