污染場(chǎng)地固化/穩(wěn)定化修復(fù)評(píng)價(jià)方法與標(biāo)準(zhǔn)分析

固化/穩(wěn)定化技術(shù)是一種廣泛用于污染介質(zhì)（如土壤、污泥和沉積物）處理的工程技術(shù)，能夠有效防止或降低這些介質(zhì)中污染物的遷移和暴露。固化是固化劑與污染介質(zhì)黏合的過(guò)程，通過(guò)增加應(yīng)力強(qiáng)度、降低滲透性以及包裹污染介質(zhì)改變污染介質(zhì)的物理特性；而穩(wěn)定化則是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)減少污染物質(zhì)的溶解度和可滲透性，降低污染物的可遷移性和危害風(fēng)險(xiǎn)。固化/穩(wěn)定化技術(shù)由于具有處理時(shí)間短、成本低、操作性強(qiáng)、能同時(shí)處理多種污染物等優(yōu)勢(shì)，已在歐美等國(guó)家得到了數(shù)十年的發(fā)展以及廣泛應(yīng)用。根據(jù)場(chǎng)地修復(fù)技術(shù)年度報(bào)告第14版，1982—2011年，美國(guó)超級(jí)基金修復(fù)的1266個(gè)污染場(chǎng)地中，已有280個(gè)污染場(chǎng)地中使用了固化/穩(wěn)定化技術(shù)。

我國(guó)的固化/穩(wěn)定化技術(shù)研究及應(yīng)用起步較晚，通過(guò)近十年來(lái)持續(xù)不斷的努力，該技術(shù)不論在技術(shù)還是管理層面都已基本獲得認(rèn)可，并在污染場(chǎng)地修復(fù)工程中得到一定的應(yīng)用。為了驗(yàn)證固化/穩(wěn)定化技術(shù)修復(fù)污染場(chǎng)地的可行性，有必要對(duì)固化/穩(wěn)定化的修復(fù)效果進(jìn)行評(píng)估。固化/穩(wěn)定化技術(shù)是將污染物固定或封存在固化/穩(wěn)定化產(chǎn)物中，污染物并未從污染介質(zhì)中去除，因此評(píng)價(jià)固化/穩(wěn)定化技術(shù)的修復(fù)效果不能采用其他大多數(shù)修復(fù)技術(shù)所使用的去除率的標(biāo)準(zhǔn)，而國(guó)內(nèi)對(duì)該項(xiàng)技術(shù)修復(fù)效果的評(píng)價(jià)方法及標(biāo)準(zhǔn)還不明確。

該研究綜述了國(guó)內(nèi)外常用的固化/穩(wěn)定化修復(fù)效果的評(píng)價(jià)方法及標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)未來(lái)的研究方向進(jìn)行了展望，以期為固化/穩(wěn)定化技術(shù)在我國(guó)污染場(chǎng)地的修復(fù)應(yīng)用提供一些參考。

1、固化/穩(wěn)定化修復(fù)效果的評(píng)價(jià)方法

固化/穩(wěn)定化修復(fù)效果的評(píng)價(jià)方法主要包括浸出試驗(yàn)和物理評(píng)價(jià)方法。浸出試驗(yàn)用于評(píng)價(jià)固化/穩(wěn)定化產(chǎn)物的浸出行為；物理評(píng)價(jià)方法用于預(yù)測(cè)固化/穩(wěn)定化藥劑與土壤的混合情況、藥劑需求量和固化/穩(wěn)定化產(chǎn)物的增容比，以及比較固化/穩(wěn)定化處理前后的強(qiáng)度和耐久性等。

1．1 浸出試驗(yàn)

浸出試驗(yàn)是為了評(píng)估污染物由固相轉(zhuǎn)移到液相的程度。由于早期污染土壤固化/穩(wěn)定化后一般進(jìn)行填埋處置，污染土壤固化/穩(wěn)定化后的浸出方法多采用固體廢物的毒性浸出方法。隨著污染場(chǎng)地修復(fù)工程的增多及修復(fù)后的土方量不斷增加，填埋已不能滿足固化/穩(wěn)定化處置的需求，資源化再利用成為歐美國(guó)家處置污染土壤固化/穩(wěn)定化產(chǎn)物的發(fā)展方向．歐美國(guó)家正著力于建立并完善以修復(fù)后最終處置或再利用方式為基礎(chǔ)的情景模擬浸出方法體系。根據(jù)浸提劑在浸出試驗(yàn)過(guò)程中是否更換，浸出試驗(yàn)主要分為兩大類：振蕩浸出試驗(yàn)和動(dòng)態(tài)浸出試驗(yàn)。

1．1．1 振蕩浸出試驗(yàn)

振蕩浸出試驗(yàn)用于評(píng)估穩(wěn)態(tài)下固化/穩(wěn)定化產(chǎn)物的浸出情況，通常將固化/穩(wěn)定化產(chǎn)物破碎到一定尺寸以下，通過(guò)振蕩加速固相和浸提劑之間的接觸程度，從而使固化/穩(wěn)定化產(chǎn)物中的污染物在短時(shí)間內(nèi)與浸提劑中污染物達(dá)到平衡。振蕩浸出試驗(yàn)通常有相當(dāng)好的重現(xiàn)性，適用于污染物的浸出毒性鑒別。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，可評(píng)估固化/穩(wěn)定化技術(shù)的適用性及固化/穩(wěn)定化產(chǎn)物的最終處置方式。常用的振蕩浸出試驗(yàn)包括：

1．1．1．1 毒性特征浸出試驗(yàn)方法

最常用的浸出測(cè)試方法是TCLP（thetoxi citycharacteristic leaching procedure）方法（USEPA1311方法），是USEPA（美國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)局）指定的污染物釋放效應(yīng)的評(píng)價(jià)方法，用來(lái)檢測(cè)在振蕩浸出試驗(yàn)中液相、固相和多相廢棄物中污染物的遷移性和溶出性。TCLP模擬了固體廢棄物與城市垃圾共同填埋處置條件下向地下水中滲濾污染物的過(guò)程，主要目標(biāo)是保護(hù)地下水。對(duì)于一般工業(yè)固體廢物，該方法采用pH為4．93±0．05的醋酸緩沖溶液，對(duì)于偏堿性的工業(yè)固體廢物，采用pH為2．88±0．05的醋酸緩沖溶液，土水比為1∶20，浸提時(shí)間為18h。TCLP是美國(guó)《資源回收與保護(hù)法》（RCRA）中規(guī)定的浸出程序，如果浸出液中含有的任何一種毒性物質(zhì)成分的含量等于或大于US40CFR261．24中規(guī)定的濃度限值，則該廢物需要修復(fù)以避免污染地下水。我國(guó)的HJ/T300—2007《固體廢物浸出毒性浸出方法醋酸緩沖溶液法》與該方法相當(dāng)，該方法模擬工業(yè)廢物在進(jìn)入衛(wèi)生填埋場(chǎng)后，其中的有害組分在填埋場(chǎng)滲濾液的影響下，從廢物中浸出的過(guò)程。不同之處在于對(duì)于堿性廢物，考慮到酸中和容量的因素，采用pH為2．64±0．05的醋酸溶液為浸提劑。

1．1．1．2 合成沉淀浸出試驗(yàn)方法

由于TCLP方法主要用于評(píng)估廢棄物填埋處置時(shí)的浸出行為，USEPA又推出了SPLP（the synthetic precipitation leaching procedure）方法（USEPA1312方法），用以模擬廢棄物在酸雨條件下（由于重工業(yè)和燃煤造成的大氣污染）的暴露和遷移特征，主要目的是保護(hù)地表水和地下水。用于評(píng)估密西西比河?xùn)|岸土壤和廢物的浸出能力時(shí)，采用pH為4．20±0．05的硫酸/硝酸溶液作為浸提劑；用于評(píng)估密西西比河西岸土壤和廢物的浸出能力時(shí)，采用pH為5．00±0．05的硫酸/硝酸溶液作為浸提劑，提取時(shí)間為18h。我國(guó)的GB5085．3—2007《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別》中采用的浸出方法是與USSPLP方法類似的HJ/T299—2007《固體廢物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》。用于測(cè)定樣品中重金屬和半揮發(fā)性有機(jī)物的浸出毒性時(shí)，采用pH為3．20±0．05的硫酸硝酸溶液作為浸提劑；用于測(cè)定氰化物和揮發(fā)性有機(jī)物的浸出毒性時(shí)，采用試劑水作為浸提劑。

1．1．1．3 歐盟的振蕩浸出試驗(yàn)方法

歐盟制定了用于評(píng)估固化/穩(wěn)定化產(chǎn)物受到非酸性地表水或地下水浸瀝時(shí)，其中無(wú)機(jī)污染物浸出特征的試驗(yàn)方法BSEN12457。該方法未考慮非極性有機(jī)物和生物可降解有機(jī)物的浸出特征，主要目的是保護(hù)地表水和地下水。該方法包括4個(gè)部分（Part1to4），均采用去離子水作為浸提劑，形成無(wú)緩沖能力的浸出體系，土水比分別為1∶2、1∶10、1∶（2＋8）和1∶10，浸出時(shí)間為24h，其中第三部分分為兩個(gè)階段，為了加速浸出前期的浸出速度，在第一階段設(shè)置了較高的土水比。我國(guó)的HJ557—2010《固體廢物浸出毒性浸出方法水平振蕩法》和GB5086．1—1997《固體廢物浸出毒性浸出方法翻轉(zhuǎn)法》均采用了去離子水作為浸提劑，模擬了固體廢物在特定場(chǎng)合中受到地表水或地下水的浸瀝，其中的有害組分浸出而進(jìn)入環(huán)境的過(guò)程。

表1歐盟BSEN12457試驗(yàn)方法的操作參數(shù)

1．1．1．4 日本的振蕩浸出試驗(yàn)方法

日本振蕩浸出試驗(yàn)方法采用的浸提劑分別為pH＝5．8～6．3和pH＝7．8～8．3的去離子水，前者模擬陸地水體對(duì)固化/穩(wěn)定化產(chǎn)物的浸出情況，后者模擬海水對(duì)固化/穩(wěn)定化產(chǎn)物的浸出情況。試驗(yàn)時(shí)將樣品破碎至粒徑＜0．5mm，取50g樣品按液固比10∶1與浸提劑混合，室溫下振蕩6h后，測(cè)試浸提劑中污染物的濃度。