高浓度含砷污泥的药剂稳定化和水泥固化研究_杨远强
用于修复含砷废渣的稳定化药剂及使用方法[发明专利]
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专利名称：用于修复含砷废渣的稳定化药剂及使用方法专利类型：发明专利
发明人：刘俐,黎宁,秦旭芝,邓敏军,邓超冰,杨海菊
申请号：CN201710868116.0
申请日：20170922
公开号：CN107789787A
公开日：
20180313
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种用于修复含砷废渣的稳定化药剂，所述稳定化药剂主要由以下质量份数的原料混合制备而成：氧化剂为1‑25；铁系矿粉为1‑25；铁盐和/或铝盐为1‑25；pH调节剂为0‑15；凝胶剂为0‑35。
该稳定化药剂对污染土壤治理后土壤砷的固定效果好，特别对砷重度污染的土壤具有较好的修复效果。
申请人：广西壮族自治区环境监测中心站,刘俐
地址：530028 广西壮族自治区南宁市青秀区佛子岭路16号
国籍：CN
代理机构：北京爱普纳杰专利代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：王玉松
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一种含砷废渣固化稳定化处理的方法[发明专利]
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专利名称：一种含砷废渣固化稳定化处理的方法
专利类型：发明专利
发明人：吴文卫,姬成岗,毕廷涛,张涛,王金华,吴米娜,赵海亮,杨子轩
申请号：CN201811186022.6
申请日：20181012
公开号：CN109570183A
公开日：
20190405
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属于固体废弃物处理技术领域，具体涉及一种含砷废渣固化稳定化处理的方法。
一种含砷废渣固化稳定化处理的方法包含土方挖掘，破碎筛分，固化稳定化，堆存测定，填埋等步骤。
采用本发明的方法处理含砷废渣，由于水泥是一种无机胶结材料，经过水化反应后可以生成坚硬的水泥固化体，从而达到降低废物中危险成分浸出的目的，是固化处理方法中最为经济和实惠的方法。
通过本方法处理后得到的水泥块稳定性好，砷的浸出率低，固化用稳定剂容易得到且成本低廉。
申请人：云南省环境科学研究院(中国昆明高原湖泊国际研究中心)
地址：650000 云南省昆明市五华区王家坝23号
国籍：CN
代理机构：北京市盈科律师事务所
代理人：罗东
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砷污染场地土壤的稳定化技术工程应用研究
供试土壤
WSL WSX FZ FZS
As 总量 / ( mg/kg) 4 120. 0 1 210.0 95 334. 5
—
表1供试土壤的基本信息 Table 1 Basic information of tested soils
水中As浸出浓度/ pH
(mg/L)
修复目标
1.49 10.2 177.0 63.6
供试土壤
投加比/%
FБайду номын сангаасM
CF
WSL
1、2、3
2、3、3. 5
WSX
5、10、20
10、20
FZ
3、5、10
15、20、30
MPA修复材料对高浓度神污染土壤的稳定化 效果试验:针对高浓度神污染土壤样品FZ,以MPA1 /I/皿系列材料进行稳定化效果对比和投加比调 节。具体稳定化试验方案如表3所示。
-736 -
环境工程技术学报
第11卷
表3 MPA修复材料FZ 土壤稳定化试验方案设计 Table 3 Design of batch experimental scheme of FZ soil
stabilization by MPA remediation materials
供试 土壤
FZ
MPA- I 10、12、15、20
WSX及FZ)进行稳定化小试试验，比较Fen/Mg复 配型(F2M)、Ca/Fe 复配型(CF)及 MetaPro©-ani (As)系列修复材料(MPA)对土壤中神污染的稳定 化效果,进一步分析修复材料用量对稳定化效果的 影响，并选择稳定化效果较优材料进行工程化施工 验证(基于FZS 土壤样品)。
Vol. 11, No.4 July, 2021
高浓度含汞盐泥的稳定化技术工程应用试验研究_闫利刚
收稿日期：2016-11-20作者简介：闫利刚（1980-），男，硕士，注册环保工程师，主要从事水污染防治和固体废物处置与资源化等方面的研究，E-mail:ylghebu@.文章编号：2095-3046（2017）01-0061-05DOI:10.13265/ki.jxlgdxxb.2017.01.010高浓度含汞盐泥的稳定化技术工程应用试验研究闫利刚1，李季1，孙尧1，韦云霄1，李庆1，杨远强1，胡浩2，单晖峰2(1.北京建工环境修复股份有限公司，北京100015；2.北京宜为凯姆环境技术有限公司，北京100061)摘要：含汞固废和污染土壤因其中汞的强挥发性、高迁移性和高毒性的特点使得其稳定化技术面临着挑战.通过对药剂稳定化的研究，对比分析采用3种不同的稳定化药剂处理某氯碱厂两种不同浓度含汞盐泥的处理效果.研究表明，药剂MetaFix I-10和多硫化钙对高浓度含汞盐泥的处理效果比较理想：在0.5%的质量投加比条件下，药剂MetaFix I-10和多硫化钙均可使总汞浓度为663.5mg/kg 的样品的汞浸出浓度降低至1μg/L 的《地下水质量标准》（GB/T 14848-93）中的III 类标准限值；质量投加比分别为0.5%的MetaFix I-10药剂和1%的多硫化钙药剂均能使总汞浓度为1012mg/kg 的样品中汞的浸出浓度降至1μg/L.本研究可为含汞固废和土壤的稳定化修复提供理论依据和技术支持.关键词：汞；氯碱行业；盐泥；稳定化中图分类号：X781.2文献标志码：AApplication research on stabilization for remediation of saltymud with high mercury concentrationYAN Ligang 1,LI Ji 1,SUN Yao 1,WEI Yunxiao 1,LI Qing 1,YANG Yuanqiang 1,HU Hao 2,SHAN Huifeng 2（1.BCEG Environmental Remediation Co.,Ltd.,Beijing 100015,China;2.Beijing Enviro-Chem Environmental Technology Co.,Ltd.,Beijing 100061,China ）Abstract:Mercury-contaminated solid wastes and soil are difficult to be stabilized due to the high volatility,high mobility and toxicity of mercury.Two kinds of salty mud with different mercury concentration from a Chlor-alkali factory were used for a bench scale stabilization test in order to assess the effects of three reagents.The results show that reagents MetaFix I-10and calcium polysulfide are proved to be effective in treating the samples:the sample with total mercury content of 663.5mg/kg was decreased below class III standard limited level of Quality standard for ground water with 0.5%(mass ratio)reagent MetaFix I-10and calcium polysulfide.The treatment with 0.5%(mass ratio)reagent MetaFix I-10or 1%reagent calcium polysulfide could decrease the concentration of mercury of the sample with the total mercury content of 1012mg/kg below class III standard limited level of Quality standard for ground water.This study could provide theoretical basis and technical support for further study of remediation of mercury contaminated solid wastes and soil.Keywords:mercury;chlor-alkali industry;salty mud;stabilization江西理工大学学报Journal of Jiangxi University of Science and Technology第38卷第1期2017年2月Vol.38,No.1Feb.2017表1含汞盐泥样品S 1和S 2中典型的重金属总量及原始浸出浓度0引言单质汞是常温常压下唯一以液相存在的金属，常被用来制造测量仪器、电极、药剂、催化剂和节能灯等[1].通常情况下，汞以单质形态（Hg 0）、无机形态（Hg +、Hg 2+）和有机形态存在.不同形态汞的毒性不同，有机汞的毒性要远大于无机汞，其中甲基汞的毒性极大.甲基汞进入人体后，主要入侵中枢神经系统，造成语言和记忆障碍，还会导致肾脏、肝脏和生殖毒性病变[2].世界八大公害事件中的日本水俣病事件就是甲基汞中毒的典型案例，该事件促使联合国规划署拟定并通过《水俣公约》，以控制和减少全球范围内汞的排放.氯碱行业是我国汞污染的主要人为释放源之一[3].在以食盐为主要原料用电解法制取氯、氢和烧碱的氯碱工业中，生产过程中排放了大量的盐泥.盐泥主要成分为氢氧化镁、碳酸钙、硫酸钡和泥砂.采用以汞为电极的水银法烧碱工艺产生的盐泥中含有高浓度的汞化合物.1994年国内烧碱产量为428.8万t ，而其中水银法烧碱工艺占比为2.7%[4].因此，水银法烧碱工艺所遗留含汞盐泥废物的处理和处置受到极大的关注.稳定化技术是通过稳定化药剂与重金属污染物的络合和螯合等化学反应，将重金属污染物转化为不易溶解、迁移能力低或毒性更小的形态来实现无害化，降低对环境的污染风险.实际应用中稳定化技术常常与固化技术联合使用.固化/稳定化技术因其见效快、经济有效，常被用来处理汞污染的土壤和固体废物.据美国环保署（EPA ）统计，在57个汞污染处理项目中，有18个采用了固化/稳定化技术，分别为12个场地规模的修复和6个试验室规模小试[5].目前汞污染土壤常用的固化/稳定化药剂有水泥、火山灰、单质硫、含硫化合物以及高分子有机物等[6-8].由于水泥或者火山灰使其增容较大，进而增加填埋登处置费用等[9].因此目前能够经济有效处理高浓度汞污染土壤和固体废物的稳定化药剂还较少，高效汞污染物稳定化药剂的研发亟待需求.本研究通过药剂稳定化试验，对比了3种稳定化药剂以不同剂量的投加比处理南方某氯碱厂高浓度含汞盐泥的效果，以满足该氯碱厂要求的填埋标准（《地下水质量标准》（GB/T 14848-93）III 类标准限值），以期为开展含重金属盐泥和土壤的稳定化修复提供参考.1试验部分1.1盐泥信息试验所用盐泥采自中国南方某氯碱厂.根据污染物垂向分布不均的特征，分别用钻机采集盐泥堆场0～2m 及2～5m 处的样品，分别标记为样品S 1和样品S 2.其中典型重金属总量和原始浸出浓度如表1.项目测试方法单位检测限危废鉴定标准值浓度/(mg ·kg -1)S 1样品S 2样品As USEPA 6010C-2007mg /kg 1-41.1±1.338.3±0.6Cd USEPA 6010C-2007mg /kg 0.3-9.0±0.57.1±0.4Hg USEPA 7470A-1994mg /kg 0.05-663.5±24.71012±96.2As （浸出）USEPA 6020A-2007μg /L 105000<0.01<0.01Cd （浸出）USEPA 6020A-2007μg /L 101000<0.01<0.01Hg （浸出）USEPA 7470A-1994μg /L110054.5±0.7387.5±2.1注：-表示此项目不适用于危废鉴定标准.江西理工大学学报2017年2月62表2盐泥样品S1和S2中3种药剂的质量投加比盐泥样品稳定化药剂质量投加比/%样品S1药剂A0.5药剂A0.8药剂A1药剂B2药剂B3药剂B4药剂C0.5药剂C1药剂C 1.5药剂C3样品S2药剂A0.5药剂A1药剂A3药剂B5药剂B8药剂B10药剂C1药剂C2药剂C3药剂C71.2药剂信息试验选用3种稳定化药剂进行研究：药剂A、药剂B和药剂C，各药剂信息如下：药剂A：北京宜为凯姆环境技术有限公司生产的MetaFix I-10，是由强还原性矿物质、活化剂、催化剂、pH调节剂和吸附剂组成的复合配方产品，其稳定化机理为重金属与多种含铁、硫矿物质形成极其难溶且稳定的沉淀物质，结合了化学还原、络合作用、吸附作用等过程.药剂B：一种钙镁系药剂，是以MgO为主，并含有Si、Ca和Al等成分的白色粉末.其稳定化原理是利用Mg、Si、Ca、Al与重金属发生凝硬反应，从而降低重金属的迁移能力，并减小其浸出毒性[10].工程实践中可以粉末的形式向土壤或盐泥中添加.药剂C：质量浓度为29%的多硫化钙溶液.该药剂在修复Cr污染土壤方面效果较好，也被EPA 认定为一种可进行汞污染土壤修复的固化/稳定化药剂.1.3试验方法与步骤按照标准USEPA9045D-2004规定的方法测定盐泥样品的pH，并按标准USEPA SW-846规定的方法测定盐泥样品的含水率.稳定化试验过程：1）准确称取200g干重当量的含汞盐泥，对2组不同浓度的样品分别单独添加盐泥干重不同比例的药剂（见表2），并设置不添加任何药剂的空白试验；2）然后将药剂与盐泥混匀，人工搅拌15min，保证充分均匀；3）加水调节盐泥的含水率至30%，继续搅拌15min以上，使盐泥充分湿润、混匀；4）静置养护7d，覆膜/盖以保持密闭环境；5）按照《固体废物浸出毒性浸出方法-硫酸硝酸法》（HJ/T299-2007）进行汞元素的毒性浸出试验，并将结果与《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》（GB5085.3-2007）以及《地下水质量标准》（GB/T 14848-93）的III类标准中汞毒性浸出标准进行比较.2结果与讨论2.1含汞盐泥的理化性质含汞盐泥样品S1和S2均为灰白色无味的泥体.样品S1的含水率为26.7%，pH值为8.4；样品S2的含水率为28.5%，pH值为8.9.对盐泥中重金属的浸出毒性进行分析，结果表明盐泥样品S1和S2中汞的浸出浓度分别为54.5μg/L 和387.5μg/L，分别为《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》（GB5085.3-2007）标准值100μg/L的0.54和3.87倍，则样品S2属于危险废物级别.但是样品S1和S2中汞的浸出毒性均不满足《地下水质量标准》（GB/T14848-93）的III类标准的小于等于1μg/L限值，因此必须对污染盐泥进行处置以降低盐泥中汞的浸出浓度.2.23种药剂对样品S1的稳定化效果评估盐泥主要为氢氧化镁、碳酸钙、硫酸钡等主要化合物组成的混合物[11]，而土壤中除了矿物质之外，还存在一定含量的有机质.因此盐泥与土壤的性质有一定差距，盐泥中汞的稳定化可能与氧化还原、沉淀溶解等化学因素有关.pH值是影响重金属溶解度、化学形态及迁移性的重要因素[12-14].通常随着pH值的提高，阳离子重金属的溶解性和迁移闫利刚，等：高浓度含汞盐泥的稳定化技术工程应用试验研究第３８卷第１期63性会降低，固相环境介质对重金属的吸附量会增多，有效态重金属的含量会降低，从而导致重金属的毒性下降.调节环境介质的pH 值一般是稳定化药剂发挥效应的一个重要措施.采用3种稳定化药剂处理后，样品S 1的pH 值的变化趋势不尽相同：样品S 1的pH 值随着药剂A 投加量的增加出现明显降低；而经过药剂B 和C 处理后，样品S 1的pH 值明显升高，如图1所示.药剂A 加入盐泥后pH 值降低可能为pH 调节剂的作用，药剂B 加入盐泥后pH 值升高的原因可能为镁的化合物生成氢氧化镁所致.当药剂C 的质量投加比为1.5%时，样品S 1的pH 值上升至10.4；而药剂的质量投加比大于1%后，药剂C 处理后样品S 1的pH 值一般较高于药剂B 的处理.当药剂C 的质量投加比为1.5%时，样品S 1的pH 值为10.4；而当药剂B 的质量投加比高达4%时，样品S1的pH 值仅为9.9.这可能与药剂C 的成分有关，其是由生石灰、硫磺加水熬制而成的，pH 值可达11左右[15].当药剂A 的质量投加比为0.5%、0.8%和1%时，样品S 1的pH 值均下降为8.0.经3种药剂稳定化处理后，样品S 1中汞的浸出浓度均随着药剂质量投加比的增加出现不同程度的降低，见图2.当药剂A 和药剂C 的投加量均为0.5%时，样品S 1中汞的浸出浓度分别降低至0.9μg/L 和0.3μg/L ，低于1μg/L 的《地下水质量标准》（GB/T 14848-93）的III 类标准限值，其稳定化效率分别为98.3%和99.4%；而4%质量投加比的药剂B 仅能使样品S 1中汞的浸出浓度降至26.9μg/L ，超出《地下水质量标准》（GB/T 14848-93）的III 类标准限值的26倍.这表明药剂A 和药剂C 对含汞盐泥具有较好的稳定化效果，而药剂B的效果较差.药剂A 和药剂C 处理效果较好的主要原因可能是两者均存在含硫化合物的成分，与盐泥中的汞结合为硫化汞沉淀（Ksp =4×10-53），加强了其稳定性[16].除此之外，药剂A 中还存在强还原性矿物质和pH 调节剂的作用.药剂C 的pH 为11左右，创造了稳定化的环境.药剂B 稳定化效果较差的原因可能为其成分与盐泥相似，难以较好固定盐泥中的汞.2.33种药剂对样品S 2的稳定化效果评估3种药剂对样品S 2的pH 的改变效果与样品S 1相似：药剂A 降低了样品S 1的pH 值，而药剂B 和药剂C 提高了样品S 1的pH 值，如图3所示.当药剂A 的质量投加比为3%时，样品S 2的pH 降低了0.9；当药剂B 和药剂C 的质量投加比分别为10%和2%时，样品S 2的pH 分别提高了0.6和1.7.图4为3种药剂对样品S 2的稳定化效果.类似于样品S 1的稳定化处理，药剂B 对样品S 2的稳定化效果较差，即使高达10%的质量投加比，91.8μg/L 的浸出浓度仍远远超过1μg/L 的《地下水质量标准》（GB/T 14848-93）的III 类标准限值（图4）.药剂A 和药剂C 的稳定化效果明显，质量投加比为0.5%的药剂A 的稳定化效率即为99.9%，图23种稳定化药剂对盐泥S 1中汞的稳定化效果60504030H g /（μg ·L －1）01234AB C54.527.70.50.90.30.30.3药剂投加比/%0.1＜0.127.026.9图33种稳定化药剂对盐泥S 2的pH 值的影响10.510.09.59.08.58.0图13种稳定化药剂对盐泥S 1的pH 值的影响10.510.09.59.08.58.0p H01234AB C10.410.49.99.89.68.98.68.48.08.08.0药剂投加比/%p H0246810A B C 10.610.39.89.28.98.28.38.010.39.39.5药剂投加比/%江西理工大学学报2017年2月64样品S 2中汞的浸出浓度即低至0.5μg/L ；当药剂C 的质量投加比为1%时，样品S 2中汞的浸出浓度低至0.4μg/L ，其稳定化效率高达99.90%，药剂A 和药剂C 的稳定化处理均能使样品S 2中汞的浸出浓度低于1μg/L.3结论1）MetaFix I-10药剂和多硫化钙药剂对含汞盐泥具有较好的稳定化效果：添加0.5%的MetaFix I-10药剂和多硫化钙药剂均能使样品S 1中汞的浸出浓度降低《地下水质量标准》（GB/T14848-93）的III 类标准限值以下；添加0.5%的稳定化MetaFix I-10药剂和1%的多硫化钙药剂均能使样品S 2中汞的浸出浓度降低《地下水质量标准》（GB/T 14848-93）的III 类标准限值以下.药剂B 对含汞盐泥的稳定化效果较差.2）经MetaFix I-10药剂处理后，含汞盐泥的pH 值随药剂质量投加比的增加而降低；而经多硫化钙药剂处理后，含汞盐泥的pH 值均比初始值升高明显.参考文献：[1]Li P,Feng X B,Qiu G L,et al.Mercury pollution in Asia:areview of the contaminated sites[J].Journal of Hazardous Materials,2009,168(2):591-601.[2]Berlin M ，Zalups R K ，Fowler B A ．Handbook on the toxicology ofmetals[M]．4th edition.San Diego ：Academic Press ，2014：1013-1075．[3]赵秋月，童莉，周学双．我国氯碱行业汞污染现状与防治对策[J]．化工环保，2009，29(6)：483-487．[4]王蓉慧，王琪，朱雪梅，等．水银法烧碱工艺遗留盐泥废物的汞污染问题研究[J]．环境污染与防治，2013，35(4)：22-25,32．[5]杨远强，王翔，郭丽莉，等．高浓度含砷污泥的药剂稳定化和水泥固化研究[J]．环境科学与管理，2013，38(5)：94-99．[6]金吟.汞污染土壤化学稳定化修复技术[D].北京：北京化工大学,2012．[7]Hou 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Engineering,1998,124(10):945-952.图43种稳定化药剂对盐泥S 2中汞的稳定化效果400200100001234A B C387.51160.5药剂投加比/%＜0.110691.80.40.4＜0.10.4＜0.1H g /（μg ·L －1）闫利刚，等：高浓度含汞盐泥的稳定化技术工程应用试验研究第３８卷第１期65。
高含水量淤泥的固化试验研究
钙 矾石 最大 的特点 就是 会产 生体 积膨胀 。虽 然 它起 到增强 和密 实作 用 ， 进早期 强 度提高 ， 当磷 促 但 石膏过 多 时 ， 膨胀 会破 坏 已经形成 的凝 胶体 ， 导致 早 期、 后期 强 度都有 所 降低 。
Ｏ Ｏ
ｌ Ｏ
２ Ｏ
３Ｏ
石膏含量 图 ２ ａ ｃ＝ ｆ ： ３石 膏 添 加 量 与 样 品 强 度 的关 系 图
１ ９ ） 进 行 ， 个 配 比测 定 ３个 试 样 ， 行 平 行 ９９ 》 每 进
试验。
水 泥生成 产物 中的水 化铝 酸钙 将继续 与磷 石膏 中的主要 成分 二水 硫 酸 钙进 一 步 反 应 ， 成 三硫 型 生 水 化铝 酸钙 （ Ｃ Ｏ・ Ｌ Ｏ ・Ｃ Ｓ ３ Ｈ Ｏ） 简称 钙 ３ ａ Ａ ： ３ ａ Ｏ ・２ （
基本 一致 ； １ 除 ４ｄ变 化 较 大外 ， 品 的强 度 随石 膏 样
的增 加 而略有 变化 。
图 ２表 明 ， 在粉煤 灰 为水泥 量 ３倍 的情 况下 ， 趋
势 与 １ 情况 相近 。 倍
２ 试 验 结 果 与 分 析
２ １ 石 膏含 量 对 Ｕ Ｓ的 影 响 ． Ｃ
，
摘
一
要 ： 用 杭 州 某 河 道 疏 浚 淤 泥 、 业 废 料 粉 煤 灰 、 膏 和 水 泥 进 行 固 化 试 验 ， ｌ 试 验 组 ， 组 都 加 入４ ｇ ｍ 的 水 泥 ， 采 工 石 共 ０个 每 ０ｋ／
组 对 照 组 添 加 水 泥 ， 余 添 加 量 分 别 为 水 泥 量 １倍 、 其 ３倍 、 的 粉 煤 灰 ， 及 水 泥 量 １ ％ 、０ 、０ 的 石 膏 ， 用 ３、 １ ２ ６倍 以 ０ ２％ ３％ 采 ７、４、８ｄ
重金属市政污泥固化稳定化技术研究
应用化工 Applied Chemical Industry
Vol. 43 No. 8 Aug. 2014
重金属市政污泥固化稳定化技术研究
毕涛1，2 ，王文茜1，2，3 ，周海韵1 ，杨伟1，2
（1. 天津生态城环保有限公司，天津 300467；2. 天津市污染场地治理修复技术工程中心，天津 300467； 3. 天津生态城环境检测中心有限公司，天津 300467）
2 结果与讨论
2. 1 无侧限压抗压强度
污泥固化 7，14 d 和 28 d 的无侧限抗压强度见
表 1。
表 1 固化体养护无测压抗压强度 Table 1 Unconfined compressive strength of the sample
样品
药剂添 加量 / %
原样含 水率 / %
无限侧抗压强度 / kPa
城市污水处理厂、企业污水处理站的兴建和运 营对水污染控制起到积极的作用，另一方面，一个潜 在的问题也会随之而来，即如何有效地处理系统产 生的污泥，尤其是含有重金属成分的污泥［1］。现有 污水处理设施中具备污泥处理设施的不足 1 / 4，处 理工艺和配套设备较为完善的还不到 1 / 10［2］。我 国仅有的十几座污泥消化池中，能够正常运行的为 数不多，少部分城市污水厂污泥直接堆放或丢弃，造 成水环境的二次污染，严重威胁人民生活用水安全。 重金属与其它污染物不同，不能被微生物所降解，一 旦进入土壤，容易被土壤吸收，而且会在植物体内累 积，最终通过食物链对人畜产生危害。如何有效去 除重金属是解决污泥处理处置和资源化利用的关键 性问题。
1508
应用化工
第 43 卷
化。采用的固化稳定剂包括水泥、粉煤灰、石灰新型 固化稳定剂及其混合物［4-6］。
土壤污染及固化稳定化修复后评估方法研究
土壤污染及固化稳定化修复后评估方法研究土壤污染是指土壤中存在有污染物质或其代谢产物，对土壤产生了有害影响的现象。
土壤污染来源于工业废料、生活垃圾、农业化肥和农药等，严重影响了土壤的肥力和生态环境，对人类的健康和生态平衡构成了威胁。
面对土壤污染问题，人们必须采取有效的修复方法来减轻和消除对人类和环境的危害。
土壤固化稳定化修复技术是一种有效的修复方法，但是如何评估修复效果，对于修复工程的实施至关重要。
本文主要研究土壤污染及固化稳定修复后的评估方法，以期提供一定的参考和指导。
一、土壤污染及固化稳定修复1. 土壤污染的来源土壤污染的来源主要包括工业排放、农用化肥和农药的长期使用、生活垃圾堆积等。
这些污染物质会进入土壤，破坏土壤的生物、物理、化学性质，严重影响土壤的肥力和生态环境。
2. 固化稳定化修复技术固化稳定化修复技术是一种有效的修复方法，通过添加固化剂或稳定化剂，将土壤中的有害物质转化成不溶于水或稳定的形式，达到固化、稳定、减少渗漏和毒性的效果。
常用的固化剂包括水泥、石灰、石膏等，稳定化剂包括磷灰石、铁基固体废物等。
二、土壤污染及固化稳定化修复后的评估方法1. 土壤污染的评估方法（1）物理和化学评估方法：包括土壤颗粒分析、土壤pH值、土壤有机质、土壤养分、土壤微生物等指标的测定。
这些指标可以客观地反映土壤中污染物质的分布和影响程度。
（2）生物评估方法：包括土壤微生物群落、土壤动植物群落、土壤酶活性等指标的测定。
这些指标可以客观地反映土壤生态系统的健康状况和生物多样性。
3. 评估方法的比较和分析（1）客观性：物理和化学评估方法客观性较强，结果可靠性高，但需要专业设备和技术。
生物评估方法受环境条件和干扰因素影响较大，结果相对较主观。
（2）全面性：生物评估方法能全面反映土壤生态系统的健康状况和生物多样性，是一种较为综合的评估方法。
物理和化学评估方法主要反映土壤中污染物质的分布和影响程度，是修复效果的一个方面。
高含水量淤泥的固化及其收缩性研究
本文进行 了高含水量 淤泥 固化试验 ，对 其收缩性和强度 的影响 因素进行 了研究 。研究结果表 明强度与初始含水量成 反 比增长 ，与水 泥添加量和龄期成 正比增加 。收缩性与初始
含水量 和龄 期成正 比增加 ，与水 泥添加量成反 比增大 。实验
结 果 对 相 应 工 程 有 一 定 的借 鉴 意 义 。
２ ． 试验 方 法
本 文 中水 泥添 加 量 以水 泥 质 量 与 干 土 质 量 比 来 控 制 ，水
海 法 、现 场搅 拌法 等 占用场 地太 大、 处理 时 间长 ，费用 比
较 昂 贵 ， 同 时 对 周 围 环 境 造 成 很 大 的 破 坏 ， 因 此 ，疏 浚 淤 泥 的 处 理 问 题 已 成 为 制 约 沿 海 地 区海 洋 空 间 开 发 等 工 体 积 ，ｃ ｍ。
一
某一试验过程中 的体积 ，ｃ ｍ。 。
的阻止能 力较小 ，初期收缩较大 ；范公俊 （ ２ ０ ０ ７ ）根 据工程 实际需求 ，通过试验研究 了疏 浚淤泥 的收缩性质 ，并得出一 些有益的结论 ；姚冲 （ ２ ０１ ２ ）采 用工业废料粉煤 灰、石膏和 水泥对杭州某河道疏浚淤泥进行固化试验 ， 采 用 ＵＣ Ｓ、 Ｓ ＥＭ、
（ 浙 江 工 业大 学 建 筑 工 程 学 院 ，浙 江 杭 州 ３ １ ０ ０ １ ４）
摘
要 ：固化淤 泥作 为回填材 料存在较为严重 的收缩和开 裂现象 ，对 工程的强度、抗渗和稳定性等都会造成 不利 影
响 。文 中选取杭 州地 铁施 工地段高含水量淤泥 ，进行 了高含水 量淤 泥固化试验 ，并对其收缩性和强 度的影响因素 进
二 、 试 验 方 法 １ ． 试 验 材 料
水泥固化重金属污染土的强度及环境特性:r试验及数值模拟
水泥固化重金属污染土的强度及环境特性：r试验及数值模拟杜盼晓;张宇;魏闻语;唐强【摘要】为了探究碳化作用下水泥固化/稳定化重金属污染土的强度、环境特性,开展碳化作用下水泥固化污染土在重金属种类、重金属含量、水泥掺量、含水率、养护龄期等条件下的强度试验;并用固化土作地基加固桩,通过COMSOL软件模拟桩体在运营期间Zn2+、Cu2+、Pb2+的对流-弥散过程.强度试验表明,Pb2+影响较小,而Cu2+和Zn2+延长了水泥水化、初凝和终凝时间,并显著降低强度.重金属含量的减少和水泥掺量的增大,提高了固化污染土的强度.在早期碳化作用中,形成的碳酸盐沉淀具有骨架作用,提高了固化土的强度;后期沉淀附着在水泥水化产物表面,阻碍碳化反应发生,固化土强度降低.模拟结果表明,前期运移速率Pb2+>Zn2+>Cu2+,后期Cu2+>Zn2+>Pb2+.复合桩体材料使地下水体中污染物浓度显著降低.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2018(018)021【总页数】9页(P146-154)【关键词】重金属污染土;水泥;固化/稳定化;无侧限抗压强度;碳化作用;数值模拟【作者】杜盼晓;张宇;魏闻语;唐强【作者单位】中交路桥华东工程有限公司,上海201203;苏州大学轨道交通学院,苏州215131;苏州大学轨道交通学院,苏州215131;苏州大学轨道交通学院,苏州215131;河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,河海大学,南京210098;江苏省岩土工程技术工程研究中心,河海大学,南京210098【正文语种】中文【中图分类】X53随着工业发展和城市化进程的推进，场地污染问题日益突出，进而吸引了岩土工程相关领域学者的广泛关注[1,2]。
据Nguyen等和Tang 等的统计，在越南采矿区和法国南部，土壤中Cu及Pb的含量高达背景值的近80倍[3,4]；根据Xu的调查，在中国福建某铜矿地区，土壤中Pb和Zn含量分别为1 838.0 mg/kg和6 390.0 mg/kg，已超出背景值若干倍[5]。
高浓度含砷污泥的药剂稳定化和水泥固化研究
关键词 ： 砷； 污泥 ； 污染土壤 ； 固化 ； 稳定化
中 图分 类 号 ： Ｘ ７ ０ ３ 文献 标 识 码 ： Ａ
Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｎ Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｈｉ ｇ ｈ Ｃｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ａｒ ｓ ｅ ｎ ｉ ｃ— — ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｌ ｕ ｄ ｇ ｅ
ｂ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｉ ｎ ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｌ ｏ ｗ ｌ ｅ ｖ ｅ ｌ ａ ｒ ｓ ｅ ｎ ｉ ｃ ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｍｉ ｎ ａ ｔ ｅ ｄ ｓ ｏ ｉ ｌ ，ｆ ａ ｉ ｌ ｔ ｏ ｐ ａ ｓ ｓ ｔ ｈ ｅ ｈ ａ ｚ ａ ｄｏ ｒ ｕ ｓ ｗａ ｓ ｔ ｅ ｌ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｆ ５ ｍｇ ／ Ｌ ｉ ｎ ａ ｒ ｓ ｅ ｎ ｉ ｃ ｌ ｅ ａ ｃ ｈ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ
ｔ ｉ ｏ ｎ ／ ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ａ ｇ ｅ ｎ ｔ ｓ （ Ａ， Ｂ ａ ｎ ｄ Ｐ Ｓ Ａ）ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｔ ｅ ｓ ｔ ｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｍ ｓ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｅ ｌ ｙ ．Ｒ ｅ ａ ｇ ｅ ｎ ｔ ｓ ｗ ｅ ｒ ｅ ｍｉ ｘ ｅ ｄ ｗ ｉ ｔ ｈ ｓ ｌ ｕ ｄ ｇ ｅ
一种土壤氧化固化稳定化修复药剂及其使用方法
一种土壤氧化固化稳定化修复药剂及其使用方法土壤污染在人类社会的发展过程中已经成为不容忽视的环境问题，其对人类生存环境造成的危害也是与日俱增。
当前，环境问题亟待寻找有效的解决方案，其中土壤修复技术自然成为目前社会关注的热点。
针对土壤修复技术的不断发展，一种土壤氧化固化稳定化修复药剂应运而生。
本文将着重介绍这种药剂的性质、优势和使用方法。
一、药剂的性质该药剂是一种绿色环保产品，主要成分为无机化合物和有机化合物两类，采用配比合理的方法研制而成。
无机化合物是其主要成分之一，其具有强氧化、沉淀和吸附的特性，可以有效地将土壤中的重金属、有机物等有毒有害物质固定在土壤粒子表面，使之不能再向外扩散，同时使得土壤变得稳定并减少有害物质的渗透；有机化合物则能够促进土壤微生物的繁殖和活性，使得有毒有害物质得以被分解，同时增加土壤的肥力。
二、药剂的优势1、高效性：该药剂不仅能够吸附固定有毒有害物质，还能够促进土壤中的微生物代谢和生长，繁殖速率大大提高，促使有毒有害的物质迅速的被稳定化处理，缩短修复时间，减少修复成本。
2、环保：该药剂是一种绿色环保产品，使用过程中无污染，可以有效避免二次污染的产生。
3、经济：土壤治理过程短暂，对环境的影响较小，因而使其成本较低，可以降低治理成本，节约了大量的人力物力。
4、适用性强：该药剂适用于海洋沉积物、地下水、臭氧层破坏物质等多种土壤类型，其高效、快速的特性使得其得到了广泛的应用。
三、药剂使用方法1、药剂配合土壤：药剂需与土壤充分混合并静置，经过适当的反应时间后进行固化。
2、固化后药剂移除：将固化后的土壤表面进行剥离，移除药剂。
3、处理表面：移除药剂后进行表面处理，以达到预防和控制土壤二次污染的目的。
总之，该药剂的出现有效解决了土壤修复工作耗时、费力、成本高等难题，为土地资源的保护、再利用提供了有力的措施。
当然，该药剂还存在一些使用方面需要的技术问题，因此，需要针对具体情况进行科学的配比、施工与维护，达到更好的修复效果。
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第38卷第5期2013年5月环境科学与管理ENVIRONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENT Vol.38No.5May 2013收稿日期：2013－04－17作者简介：杨远强（1985－），男，硕士研究生，技术工程师，主要从事污染场地修复研究与工程实践工作。
通讯联系人：李书鹏文章编号：1674－6139（2013）05－0094－06高浓度含砷污泥的药剂稳定化和水泥固化研究杨远强，王翔，郭丽莉，马骏，李书鹏（北京建工环境修复有限责任公司，北京100045）摘要：以某铜冶炼厂高浓度含砷污泥为研究对象，分别开展了药剂稳定化和水泥固化小试研究，并对比分析了不同剂量的两种稳定化药剂和矿渣硅酸盐水泥(PSA )单独投加后污泥中砷的浸出毒性。
研究发现:该铜冶炼厂污泥中砷含量极高，达到危废级别。
对含砷污染土壤具有较好稳定化效果的两种药剂对高浓度含砷污泥的处理效果并不理想，在高剂量投加(15%)条件下仍不能使污泥中砷的浸出浓度低于5mg /L 的危废鉴别标准值。
相比而言，传统的水泥固化处置方式能有效降低污泥中砷的浸出浓度，使其低于5mg /L ，但该处置方式污泥增容显著，会增加后续相关处理费用和难度。
本研究对开展含重金属污泥和污染土壤的固化/稳定化修复提供了有重要价值的参考和借鉴。
关键词：砷;污泥;污染土壤;固化;稳定化中图分类号：X703文献标识码：AStudy on Solidification and Stabilization of High Concentration Arsenic －containing SludgeYang Yuanqiang ，Wang Xiang ，Guo Lili ，Ma Jun ，Li Shupeng（Beijing Construction Engineering Environmental Remediation Co．，Ltd．，Beijing 100045，China ）Abstract ：Sludge with high arsenic concentration from a copper smelter is used for bench scale treatability test of 3stabiliza-tion /solidification reagents （A ，B and PSA ）in order to test the treatability of them separately．Reagents were mixed with sludge samples in various percentages in dry weight of the sludge sample and the leachability of arsenic was tested．The results indicate that the initial leachability of arsenic in the sludge sample is above hazardous waste level．Reagent A and B ，which are proved to be effective in treating low level arsenic contaminated soil ，fail to pass the hazardous waste level of 5mg /L in arsenic leachability of sludge sample with 15%（d．w．of sludge ）reagent．In contrast ，the traditional solidification of cement can effectively reduce the leachability of arsenic to less than 5mg /L．However ，this treatment will increase sludge volume and costs for further disposal．This work has generated valuable data and set a foundation for further study in solidification and stabilization of heavy metal con-taminated sludge and soil．Key words ：arsenic ；sludge ；contaminated soil ；solidification ；stabilization随着中国城市化和工业化进程的加快，固体废弃物的产量激增，在其中有相当一部分达到危险废物级别。
据预测，到2015年中国工业危险废物的产生量将达0.27亿吨，由工业危废所引发的环境问题将会越来越突出［1］，如何合理处置这些危险废物以防止其产生二次污染已经成为急需解决的环境问题。
由于具有快速、有效、经济等特点，固化/稳定化技术被广泛应用于含重金属污泥和污染土壤等危险废物的处置。
据统计1982年－2005年间，美国超级基金共对977个场地进行修复或拟修复，其中有217个场地修复采用固化/稳定化技术［2］。
固定化处理是通过惰性材料将污染物包埋，以减小污染物的暴露面积，从而限制污染物的迁移。
目前常用的固化剂有水泥、石灰、沥青以及酚醛塑料等有机聚合物［3］。
其中水泥是最常用的廉价固化剂，其固化原理是碱性的水泥在水化过程中能通过吸附、沉降、离子交换、钝化等多种方式与重金属发生反应，最终使得重金属以稳定的氢氧化物或络合物的形式停留在水泥水化胶体表面，进而抑制重金属的渗滤［4－5］。
稳定化处理则主要是通过添加稳定化药剂，改变重金属的化学形态，从而降低重金属的溶解性、迁移性及其毒性，从而达到降低环境风险的目的。
根据所含金属元素种类的不同所添加的稳定化药剂也有所差异，常用的稳定化药剂主要有磷酸盐、硫化物（硫酸亚铁、硫化钠等）、氧化物（铁氧化物、锰氧化物等）、氢氧化物（铁、铝氢氧化物及氢氧化钠等）、石膏及有机螯合剂等［6－7］。
本研究以某铜冶炼厂烟气制酸工艺过程中产生的高浓度含砷污泥为研究对象，分别开展药剂稳定化和水泥固化小试，并对比分析不同剂量的两种稳定化药剂和矿渣硅酸盐水泥（PSA）单独投加后污泥中砷的浸出毒性及固化/稳定化效果，以期为开展含重金属污泥和污染土壤的固化/稳定化修复提供有价值的参考和借鉴。
1实验部分1．1污泥信息本研究所用污泥采自中国西部某铜冶炼厂，该冶炼厂所用铜矿石原材料中伴生砷，并含有镉、铅、锌、镍等多种重金属。
使得冶炼过程中这些重金属进入烟气，烟气经制酸工艺处理，进入在制酸系统分流出的废酸液中，然后转入污水处理站，废酸液经与电石泥（主要成分为Ca（OH）2）搅拌中和产生沉淀，经压滤脱水后形成污泥（含水率40% 75%）。
小试污泥样品为灰色混杂浅褐色的糊状泥体，污泥中典型重金属全量和原始浸出浓度分别如表1和表2所示。
表1含砷污泥样品中典型重金属的全量项目测试方法单位检测限浓度As mg/kg0.590250.7ʃ4171．9 Cd mg/kg0.01605.0ʃ106．1 Cr mg/kg0.116.0ʃ3．1 Cu USEPA200.8－1994mg/kg0.143．5ʃ5．7 Pb mg/kg0.1200.5ʃ21．9 Ni mg/kg0.18．6ʃ0.3Zn mg/kg0.52560.0ʃ311．1Cr（VI）USEPA3060A＆7196A－1996mg/kg0.5＜0.5表2含砷污泥样品中典型重金属的原始浸出浓度金属测试方法单位检测限危废鉴定标准值浓度Asμg/L55000921260.0ʃ106066.0 Cdμg/L0.110005．1ʃ6．2 Crμg/L115000 5.0ʃ1．4Cu USEPA6020A－2007μg/L11000001．5ʃ2．1Pbμg/L15000 2.0ʃ2．8 Niμg/L1500021．5ʃ2．1Znμg/L510000052．5ʃ20.5Cr（VI）GB/T7467－1987mg/L0.0045＜0.0041．2药剂信息小试选用三种固化/稳定化药剂进行研究：稳定化药剂A、稳定化药剂B和固化剂PSA，各药剂信息如下。
两种稳定化药剂A、B均由北京宜为凯姆工贸有限公司生产。
北京宜为凯姆工贸有限公司是一家中美合资公司，通过引进美国等在环境修复领域的先进技术与产品，在中国进行本土化研发和生产，销售一系列适用于中国污染土壤与地下水的修复药剂及设备，并提供实验室可行性测试、修复设计和技术支持等全程或单元服务。
稳定化药剂A：是以MgO为主，并含有Ca、Si、Al 等成分的乳白色粉末（见图1－A ）。
其主要处置原理是利用Mg 、Ca 、Si 、Al 与重金属发生凝硬反应，降低其迁移能力和浸出毒性。
对多种重金属具有广谱性，工程实践中可以粉末或者泥浆的形式向土壤或污泥中添加。
稳定化药剂B ：由黄铁矿和氢氧化铁按照特定比例配置而成的黄褐色粉末（见图1－B ），对砷具有专一性。
其主要处置原理是在碱性条件下利用砷与药剂中的有效组分硫、铁发生反应，生成难溶的硫砷化合物和砷酸铁盐，降低其迁移能力和浸出毒性。
PSA 32.5：由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣、适量石膏磨细而制成，是常用的廉价固化剂（见图1－C ）。
图1用于试验的稳定化药剂A （A ）、稳定化药剂B （B ）和固化剂PSA （C ）1．3小试过程（1）污泥含水率及pH 值测定：按照标准USEPASW －846及标准USEPA 9045D －2004规定方法分别测定小试污泥样品的含水率及初始pH 值。
（2）两种药剂对高浓度含砷污泥的稳定化实验：各称取100g 干重当量的含砷污泥，分别单独投加污泥干重3%、5%、7%、10%和15%的稳定化药剂A 或药剂B ，搅拌混合均匀，于室温下静置反应12h ，之后按照《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》（HJ /T 299－2007）进行砷元素的毒性浸出实验。
每组设置三个平行单元。
（3）PSA 对高浓度含砷污泥的固化实验：称取一定量的含砷污泥，分别按照质量比（m 水泥：m 污泥）为20%、30%、40%和50%投加PSA 32.5，加水搅拌混合成糊状，注入方形的模具内制作污泥固化体，固化体分别在20ʃ2ħ条件下养护7d 和14d 后，按照《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》（HJ /T 299－2007）进行砷元素的毒性浸出实验。
每组同样设置三个平行单元。