污染地块修复技术指南—固化稳定化技术(试行

更新时间:2020-09-01 09:35
 

  北极星环境修复网讯:日前,环保部印发《污染地块修复技术指南固化/稳定化技术(试行)(征求意见稿)》。全文如下:

  固化/稳定化技术是一种通过添加固化剂或稳定剂,将土壤中的有毒有害物质固定起来,或者将污染物转化成化学性质不活泼的形态,阻止其在环境中迁移和扩散过程,从而降低其危害的修复技术。固化和稳定化技术在工作原理和作用

  特点上各有不同,但在实践中经常搭配使用,是两个密切关联的过程。固化处理是利用惰性材料(固化剂)与污染土壤完全混合,使其生成结构完整、具有一定尺寸和机械强度的块状密实体(固化体)的过程;稳定化处理是利用化学添加剂与污染土壤混合,改变污染土壤中有毒有害组分的赋存状态或化学组成形式,从而降低其毒性、溶解性和迁移性的过程。固化处理的目的在于改变污染土壤的工程特性,即增加土壤的机械强度,减少土壤的可压缩性和渗透性,从而降低污染土壤处置和再利用过程中的环境与健康风险;稳定化处理的目的在于降低污染土壤中有毒有害组分的毒性(危害性)、溶解性和迁移性,即将污染物固定于支持介质或添加剂上,以此降低污染土壤处置和再利用过程中的环境与健康风险。

  固化/稳定化技术已有数十年的发展历史,是较为成熟的土壤修复技术,既可用于修复污染土壤,也可用于处理沉积物、污泥和固体废物等,具有修复周期短,达标能力强,作用对象广泛(可处理多种性质稳定的污染物),并能与其他修复技术配合使用的特点,是国内外普遍应用的污染土壤修复技术。然而,固化/稳定化技术也有其不足与局限性,例如不能实质性销毁或去除污染物,修复后可能会使土壤产生增容效应,污染物的长期环境行为难以预测,需要对固化/稳定化产物进行长期监测与维护等。

  根据修复模式要求或实际操作条件需要,固化/稳定化修复可在异位也可在原位进行。异位固化/稳定化适用于修复浅层污染土壤或大型机械无法进入的小型污染地块,且由于其能较好控制粘合剂的添加和混合质量,修复效果往往较为理想,不足之处是需要开挖污染土壤、暂存土壤、转运土壤和对污染土壤进行前处理(如破碎和筛分),这些过程会造成扬尘和噪音,甚至挥发物释放等环境影响,且修复完成后还需回填或处置土壤,并对土壤进行压实与覆盖等操作,修复成本较高。原位固化/稳定化适用于深层及大面积污染土壤的治理与修复,其通过利用开凿或钻孔机械将粘合剂与受污染土壤原地直接混合,操作环节相对异位修复要少,对环境造成二次污染的风险也较小,并可显著降低污染土壤的治理与修复成本,但局限性在于难以有效治理粘稠度较大的土壤,容易受到地下障碍物(如碎石瓦砾等)和地层结构变化的影响,常因混合搅拌不够均匀而降低修复效果与质量,修复单元间对接不充分会形成污染土壤“夹层”,修复后土壤体积增容改变地面形状,操作过程对地面承载力和地块面积有一定的要求等。

  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。具体工作步骤为:首先根据地块污染特征及固化/稳定化技术特点进行技术适用性评价;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、粘合剂的种类和用量需求、原位/异位修复设备与条件的需求等,并对修复成本、时间和效益等进行分析,采用适当的性能指标和参数(主要包括固化/稳定化产物的抗压强度、渗透系数、增容比和浸出特性等)综合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工作进度安排,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,对固化/稳定化产物进行长期监测与维护,保证修复效果持久有效。

  常用的固化技术包括水泥固化、石灰/火山灰固化、塑性材料固化、有机聚合物固化、自胶结固化、熔融固化(玻璃固化)和陶瓷固化等;常用的稳定化技术包括pH 值控制技术、氧化/还原电位控制技术、沉淀与共沉淀技术、吸附技术、离子交换技术等。常见的固化剂(胶凝材料)包括无机粘合物质(如水泥、石灰等)、有机粘合剂(如沥青等热塑性材料)、热硬化有机聚合物(如酚醛塑料和环氧化物等)和玻璃质物质等;常见的稳定剂(添加剂)包括磷酸盐、硫化物、铁基材料、黏土矿物、微生物制品(剂)或上述材料的复合混配制品(剂)等。固化/稳定化施工建设过程使用的重型机械和装备一般包括挖掘机、推土机、搅拌机、灌浆机、喷浆机、螺旋钻机以及其他辅助设备(如防尘罩)等。

  固化/稳定化技术既适用于处理无机污染物,也适用于处理部分有机污染物。许多无机物和重金属污染土壤,如无机氰化物(氢氰酸盐)、石棉、腐蚀性无机物以及砷、镉、铬、铜、铅、汞、镍、硒、锑、铀和锌等重金属污染的土壤,均可采用固化/稳定化技术进行有效治理与修复,而有机污染土壤中适用或可能适用的污染物类型包括有机氰化物(腈类)、腐蚀性有机化合物、农药、石油烃(重油)、多环芳烃(PAHs)、多氯联苯(PCBs)、二恶英或呋喃等,但对卤代和非卤代挥发性化合物一般不适用(除非进行了特殊的前处理)。此外,由于有机污染物往往对水硬性胶凝材料的固结化作用有干扰效应,因此,在实践上固化/稳定化技术更多用于无机污染土壤的治理与修复。

  影响固化/稳定化技术应用的关键因素包括土壤特性、土壤颗粒大小、密度、渗透性、自由压缩力,以及土壤含水量、重金属污染浓度、硫酸盐含量、有机物含量等。目前已知有多种无机盐和有机化合物可对固化/稳定化作用产生干扰效应,一些内部因素(如pH、渗透系数、孔隙度等)和外部环境因素(如干-湿替、冻-融交替、气体侵蚀等)也会对固化/稳定化产物的性能造成重要影响。

  固化/稳定化施工过程质量控制是保证修复效果达标的重要保证,也是决定修复工程成败的关键。施工过程必须严格做好材料与设备的质量控制以及混合过程的质量控制,以免造成修复效果不达标的不良后果。固化/稳定化修复效果不达标需重新进行修复,重新修复是一个成本昂贵且操作困难的工程,一般会涉及固化/稳定化产物的破碎和前处理,且相比于原来的污染土壤,破碎后的固化/稳定化产物其再固化/稳定化的处理效果往往相对较差,修复效果不达标的风险会升高。因此,必须严格做好固化/稳定化施工过程的质量控制,保证修复效果稳定达标。此外,施工过程还需做好二次污染防治、环境监测、健康与安全防护等工作,确保修复进程顺利。

  固化/稳定化修复完成后需进行修复效果评估,并对产物进行长期监测与维护。修复效果评估以固化/稳定化产物能够有效控制污染物释放,从而实现对地下水(或地表水)的保护为主要目标,性能评价指标一般包括固化体机械强度(通过测试固化体抗压强度进行评价)、抗渗透性(用试验结果进行评价)以及固化/稳定化产物的抗浸出性(用浸出率进行评价)等,澳门百家如何才需补牌特定条件下还应评估抗干-湿性(用试验结果进行评价)、抗冻-融性(用试验结果进行评价)、耐腐蚀性(用试验结果进行评价)和耐热性(导热与不可燃性,用实验结果进行评价)等。对化/稳定化产物处置或再利用有体量限制要求的,还应评估其增容比(用测量结果进行评价);增容比应越低越好,尽量少增容或不增容,减少土壤修复的综合成本。

  长期监测通过在固化/稳定化产物处置或再利用区域周边建立地下水监测井(或地表水监测点)进行,重点监测和评估固化/稳定化产物对地下水(或地表水)的影响,一般修复完成后前五年的监测频率为每半年一次,第五年后视具体

  情况进行调整。长期监测期间发现固化/稳定化产物中污染物的溶出浓度超过预先规定的地下水(或地表水)标准的,应采取补救措施,防止固化/稳定化产物对环境的污染。长期监测持续时间原则上不少于5 年,第五年后根据固化/稳定化产物的长期稳定性和运行效果决定是否需要继续监测,当固化/稳定化产物中污染物的溶出浓度能持续满足地下水(或地表水)的相关标准要求时,可终止监测;反之,则需继续进行监测。

  为贯彻落实《土壤污染防治行动计划》和《污染地块土壤环境管理办法(试行)》(环境保护部令第42 号),指导和规范固化/稳定化技术在污染地块治理与修复中的应用,制定本指南。

  本指南适用于污染土壤的固化/稳定化治理与修复。河流沉积物、污泥及其他固体废物的治理与修复可参照执行。

  通过添加固化剂或稳定剂,将土壤中的有毒有害物质固定起来,或者将污染物转化成化学性质不活泼的形态,阻止其在环境中的迁移、扩散等过程,从而降低污染物毒害程度的修复技术。

  能够固化/稳定化土壤污染物的反应剂,可以是一种,也可以是多种反应剂的混合物,按反应特点和作用原理可分为固化剂和稳定剂。

  以特定地块污染土壤为试验材料,通过实验室小试和现场中试,研究和确定该地块土壤的污染特性和使用固化/稳定化技术修复的前处理要求、粘合剂配比与用量、现场操作条件与要求、修复成本、时间和效益,以及其他性能指标和参

  又称性能规范,是指在开展固化/稳定化技术适用性评价、方案设计、施工建设、修复效果评估和长期监测与维护等活动过程中,用于评价固化/稳定化产物性能与效果的各类参数以及相关的检测方法和评估标准的集合。

  简称无侧限强度,是指固化/稳定化产物在无侧限条件下,抵抗轴向压力的极限强度。

  又称渗透系数,是表征固化体透水能力的参数。其物理意义为水力坡度为1时地下水在固化体中的渗透速度,量纲为L/T。

  浸出是指可溶性污染物通过浸透或扩散等方式从固化/稳定化产物中溶解到浸出液的过程,浸出特性是固化/稳定化产物通过各种理化机理固定和稳定污染物的性能描述,可用浸出率进行评价。

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