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44 ― 附件

2 污染地块修复技术指南―固化/稳 定化技术(试行)(征求意见稿) 二一七年十一月 ―

45 ― 概要固化/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 ―

46 ― 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―47 ― 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-湿交 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,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 固化/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 ―

48 ― 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. ―

49 ― 目录前言.50

1 适用范围.50

2 术语和定义.50

3 规范性引用文件.51

4 固化/稳定化技术概况.52 4.1 固化/稳定化技术原理与特点.52 4.2 影响固化/稳定化作用的主要因素.54 4.3 固化/稳定化技术工作流程.57

5 固化/稳定化技术适用性评价.60

6 固化/稳定化方案设计要求.62 6.1 可行性试验研究技术要求.62 6.2 粘合剂使用要求.64 6.3 设备及现场条件要求.66 6.4 方案确定.68

7 固化/稳定化施工建设要求.68 7.1 现场工作安排.68 7.2 施工过程操作技术要求.69 7.3 施工过程质量控制要求.70 7.4 二次污染防治要求.75 7.5 环境监测要求.76 7.6 健康与安全防护要求.78

8 固化/稳定化修复效果评估要求.80 8.1 修复效果评估内容与技术要求.80 8.2 修复效果评估指标与方法.81

9 固化/稳定化产物长期监测与维护要求.84 9.1 长期监测.84 9.2 长期维护.85

10 附录.87 附录

1 固化/稳定化技术适用条件分析.87 附录

2 常见粘合剂举例.89 附录

3 常用固化/稳定化技术装备举例.92 附录

4 案例评估.94 ―

50 ― 前言为贯彻落实《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.

1 适用范围 本指南适用于污染........