2 固化/稳定化技术

　　固化/稳定化技术

　　2.1 技术概述

　　固化/稳定化技术（Soldification/Stabilization）是指在污染的土壤中加入一定比例的固化剂/稳定剂，使其与土壤中的污染物发生一系列物理化学作用，从而将污染物固定或密封在相对密实或惰性的土壤-固化/稳定化材料一体化固体材料中，通过降低污染物的流动性而达到阻碍污染源释放，最终控制和降低土壤中污染物的浸出、迁移性能及毒性。图5-2为固化/稳定化技术实施过程的示意图。

图4-3 固化/稳定化技术实施过程示意

　　固化/稳定化技术是通过将污染物固定在土壤介质中、避免或减缓其释放出来的治理技术，该技术通常不会完全破坏土壤中的污染物，而是避免有害物质向周围环境的释放。以其具体原理的差异，固定化是将污染土壤中的有害成分用惰性材料加以束缚的过程，通常采用具有高度结构完整性的整场固体将污染物密封起来已降低其物理有效性，实际应用经常将受污染土壤烧结成整体硬化材料；稳定化则是将污染土壤的有害成分进行化学改性或将其导入某种稳定的晶格结构中以降低污染物的化学有效性，从而使其危害性或移动性降低，如在重金属污染土壤加入石灰，使石灰和重金属反应形成金属氢氧化物而不易移出土壤。固化/稳定化技术在实际修复工程中得到广泛应用，是常用的污染场址修复技术之一。固化/稳定化的土壤会根据其物料特性经常与填埋技术结合，形成污染土壤的安全综合处理与处置方案。

　　稳定化技术（药剂固定化）是目前实际工程应用中最常用的固定化方式。常用的土壤固化剂包括水泥、石灰、磷酸盐、沸石和pH值控制剂等多种物质，近年也有将赤泥等进行土壤稳定化的研究报道，固化剂加入的目的是使重金属从有效形态变为沉淀物而固定下来，最终降低金属的污染。文献表明，在Cd污染的土壤上施用石灰等碱性物质，可以使土壤中重金属Cd的有效态含量降低15%左右，减少Cd被作物吸收；若将Hg污染的土壤pH值提高到6.5以上，可使Hg形成难溶的碳酸汞、氢氧化汞或水合碳酸汞，明显降低汞的有效性。药剂固定化的特点是土壤结构不受扰动，且经济性较好，适合于农业耕地等大面积地区的操作。

　　固定化一般采用电磁辐射或其他加热方式把土壤加热到较高的温度，使土壤形成玻璃态物质，从而把土壤中的污染物固定使其溶出性大幅度降低。加热固定化可用于包括重金属在内的多种无机和有机污染物的治理，同时玻璃化技术对特殊废物如放射性核废料是非常适用的，因为在通常条件下该种固定化方式非常稳定，不易出现泄漏的现象。早期的辐射加热采用电极加热的方式，插入到污染土壤中的电极使辐射能转化成热能并导致土壤温度的升高。该技术已经被用于实际的场址修复中。美国汉福德核工厂是美国在二战期间的核基地，是美国核污染最严重的基地之一，该厂区在2003年将玻璃化技术应用于核废物污染场址的修复，使用电极来熔融受污染的土壤和废物，成功将污染土壤和废物转变成可防泄漏的形态。辐射固定化的成本较高，较适用于特殊废物如放射性核废料的处理。

　　2.2 适用性分析

　　近几年，污染土壤的原位固化/稳定系统已经成为许多污染土壤的应急处理的关键技术。据国外文献报道，对于土壤或重金属污染深度超过10英尺的场地，原位稳定处理比异位处理更为节约和经济。固化技术由于其加热特别是加热到高温的玻璃化技术（土壤温度达1600～2000℃）等因其高成本和对土壤物理结构和化学性质破坏等原因一般仅适用于污染严重或特殊污染土壤（如放射性污染）的局部性、事故性土壤。

　　由于原位固化/稳定化和填埋均没有破坏污染物或改变污染物质特性，土壤污染物的存在已然可能成为潜在的环境问题，尤其是药剂或其他农艺措施的稳定化随着环境条件如pH值、氧化/还原剂等的讯在等发生形态改变时容易造成二次释放。在稳定化技术的应用设计和后期监测时应重点加以考虑。

　　2.3 修复案例

　　上海世博园园区建在一片老工厂原址上，厂区土壤污染修复是世博园建设首要解决的问题。该污染场地位于浦西世博园区E区的城市最佳的实践区内，场地维护面积约2.4x104m2。主要污染物为重金属和多环芳烃，污染土壤占地月5400m2，污染深度约2～4m。

　　在世博会园区污染土壤修复中，根据土壤污染特性，专门开发了稳定型固化剂，重金属和多环芳烃类污染土经过稳定型固化剂的稳定固化之后，浸出毒性极低，各项浸出指标远低于浸出毒性标准中的限制。固化后的外运土作为路基材料资源化利用。工程具有快速、经济、实用的特点，取得了很好的维护效果。