污染场地固化/稳定化修复的评价方法与标准

固化/稳定化技术是一项在欧美等国家的污染场地修复中广泛应用的技术.在分析固化/稳定化修复效果常用的浸出试验方法和物理评价方法以及相对应的评价标准的基础上,发现我国固化/稳定化修复效果的评价方法仅有少量振荡浸出试验的方法,还缺少动态浸出试验的评价方法;浸出毒性测试普遍采用硫酸硝酸法浸出评估,忽略了As、Cr(Ⅵ)等含氧阴离子在中性至弱碱性pH下溶解度达到最大的情况;固化/稳定化修复效果的评价标准则主要借鉴固废毒性鉴别与管理方法,但该方法未规定污染土壤资源化再利用时的评价依据;另外,污染土壤和固体废物的自身特性也有一定的差异.提出了基于我国国情的污染土壤固化/稳定化浸出测试和评价标准体系:当污染土壤固化/稳定化后采用卫生填埋或一般工业固体废物贮存、处置场处置时,可参考固体废物填埋处置时的评价方法与标准;当污染土壤固化/稳定化后原址填埋时,则应增加绕流浸出方法或穿透浸出试验方法,其评价标准可参考GB/T 14848—1993《地下水质量标准》或根据关注点浓度的要求进行风险评估推算确定;当污染土壤固化/稳定化后再利用时,需根据再利用的具体情景选择相应的评价方法与标准.      

铁锰双金属材料在不同pH条件下对土壤As和重金属的稳定化作用

pH是影响土壤As和重金属赋存形态及稳定化过程的重要因素,本文以人工合成的铁锰双金属材料(FMBO)为研究对象,研究了其在不同pH条件下对3种As和重金属复合污染土壤的稳定化作用,同时探讨了材料添加对土壤pH和酸碱缓冲性的影响.结果表明,As、Pb元素分别在土壤pH 3~9的中性偏酸性条件、pH 5~10的中性偏碱性条件下较为稳定,Cd、Zn、Cu在pH为7~11的碱性条件下浸出浓度较低.在碱性条件下,FMBO材料自身稳定性及稳定化作用均优于酸性条件,在As和重金属稳定的最适pH范围内,随着材料添加量增加,稳定化效率逐渐升高,其对As、Pb、Cd、Zn、Cu的稳定化效率最高分别能达到92.7%、100%、97.0%、88.7%、82.7%.添加FMBO材料可使土壤pH值升高,并能够提高土壤的酸缓冲能力,对As和重金属的长期稳定性有促进作用,而对土壤碱缓冲作用影响较小.从浸出元素的相关关系可以看出,Fe元素对土壤中As的稳定性有重要作用,Pb、Cd、Zn、Cu的稳定性受土壤pH影响较大.     

铬污染土壤稳定化处理对蚯蚓的毒性效应

浸出毒性测试是评价重金属污染土壤稳定化处理效果的主要方法,但该方法不能准确反映稳定化处理后土壤的生物毒性变化.本研究以多硫化钙(CPS)稳定化处理的电镀厂铬(Cr)污染土壤为对象,以赤子爱胜蚓为指示生物,研究评估土壤稳定化处理的生物毒性效应.结果表明,在Cr污染土壤中,随着CPS投加量的增加,蚯蚓的毒性效应逐渐减弱随后增强.高浓度Cr污染土壤经过CPS稳定化处理后仍然具有明显的生物毒性,CPS与土壤中Cr(VI)投加比(物质的量比,下同)为3时土壤浸出毒性虽满足浸出标准,但对蚯蚓的7 d致死效应高达100%,且暴毒期间出现肉眼可见的外部形态变化,回避率为83.3%,在暴毒第5 d时蚯蚓体内总Cr含量为20.9 mg·kg~(-1).CPS对蚯蚓具有较强的生物毒性作用,在不含Cr污染的对照组土壤中,CPS投加量与稳定化处理Cr污染土壤中稳定化药剂投加比为5相同时,蚯蚓的7 d急性毒性致死率为100%.蚯蚓的致死率和外部形态变化可快速直观地反映重金属污染土壤的生物毒性,可为土壤稳定化处理的安全性与生物毒性评估提供参考依据.     

膨润土对不同类型农田土壤重金属形态及生物有效性的影响

通过盆栽试验,研究了膨润土对3种类型农田土壤中土壤理化性质、Cd、As、V和Cr的形态、小白菜(Brassica chinensis L.)生长、重金属吸收及根际微生物群落的影响.结果表明,添加膨润土降低了3种土壤中可交换态Cd比例,降幅依次为黄壤(Gy,19. 44%)黄褐土(Sy,13. 85%)潮土(Bf,5. 03%),小白菜地上部Cd对应降幅为Gy(34. 81%) Bf(23. 91%) Sy(11. 11%);与各自对照相比,Bf和Sy中可交换态As比例降低,降幅分别为4. 53%和25. 16%,Gy中可交换态As比例升高了0. 57%;可交换态Cr比例均升高,增幅依次为Sy(31. 30%) Gy(2. 91%) Bf(0. 58%); As、V和Cr残渣态均升高(Sy中Cr除外),小白菜对其吸收也不同程度地降低.膨润土有助于3种土壤中小白菜的生长,Bf中小白菜生物量、根表面积、根尖数分别增大了147. 55%、80. 71%和124. 31%.此外,膨润土降低了3种类型土壤中速效氮、速效磷和有机质的含量,增大了速效钾含量和根际微生物群落多样性.因此,认为膨润土均适用于这3种土壤的修复改良.     

Soft subgrades’ stabilization by using various fly ashes

This publication presents the results of research involving different types of self-cementing fly ashes (without any other activators) for the stabilization of four different types of soft subgrades from various road sites in Wisconsin, USA. The strength approaches were applied to estimate the optimum mixture design and to determine the thickness of the stabilized layer. The stabilized soil samples were prepared by mixing fly ash at different contents at varying water contents. The performance of fly ash stabilized subbase depends both on the specific source of fly ash and the engineering properties of soils. It is suggested that the performance analysis of fly ash should be based upon the laboratory tests such as index properties, compaction, unconfined compressive strength and CBR tests of a specific site. This is suggested rather than using the study of the physical properties and chemical composition of fly ash and soil. As disclosed in the literature, the strength gain due to stabilization depends mainly upon three factors; ash content, molding water content and compaction delay. The samples were subjected to unconfined compression strength and California bearing ratio (CBR) tests after 7 days curing time to develop water content–strength relationship. To evaluate the impact of compaction delay that commonly occurs in the field during construction, the sets of samples were compacted 2 h later after mixing with water. The unconfined compression strength and CBR tests were performed and used to determine the thickness of the stabilized layer in pavement design. All of these factors were taken into account throughout this research.     

MINTEQ modeling for evaluating the leaching behavior of heavy metals in MSWI fly ash

At present,all kinds of municipal solid waste incineration (MSWI) fly ash stabilization technology has been reported and successfully applied in many countries.However,leaching procedures are very different that the technologies lack uniform standard,and it is even impossible to predict the long-term stabilization.Geochemical model can explain the environmental stabilization based on chemical phase and thermodynamic crystal structure,and it is also able to guide the development of environment-friendly stabi...     

污水厂污泥碱式胶凝稳定化研究

采用氯氧镁稳定剂对污水厂污泥进行了稳定化实验.结果表明,氯氧镁中的MgCl₂具有高吸水性,MgCl₂对每100 g污泥的吸水效率可以达到1.55 mL/g,同时氯氧镁稳定剂在污泥中发生水化反应,还能结合部分水分,可以有效降低污泥的含水率.氯氧镁凝结硬化后的3相和5相为晶体结构,使污泥抗压强度可以达到85.14 kg/cm², 最佳的MOC/污泥=3/100,MgO/MgCl₂=3/1.同时污泥中的Si²⁺、Al³⁺、Cu²⁺等离子在Mg²⁺和OH^-激发下形成了Mg-Si-Al凝胶体系,对污泥中的重金属离子有稳定化作用.浸出实验表明,稳定化污泥中Cu、Zn、Cd、Cr、As 的含量均低于浸出标准值.     

温度对短程硝化反硝化的影响

以间歇式活性污泥法(SBR)处理生活污水,系统考察了温度变化对短程硝化反硝化稳定性和硝化反硝化速率的影响.结果表明:在较高哌温度下((28±1)℃),通过实时控制和控制污泥龄在lOd左右,可以成功实现短程硝化反硝化.在此基础上对完全亚硝酸型硝化的污泥(NO2--N/NOx--N≈1)进行降温实验,每降1℃稳定一个多月,半年后不刻意控制温度,经历了冬季lO℃的低温,成功的稳定了常温、低温短程硝化反硝化,亚硝化率始终维持在78.8%以上.实验发现降低温度后对于AOB和NOB的活性都有很大的影响,但对于AOB的影响要大于NOB,对比氨氧化速率的影响大于比反硝化速率的影响.26℃条件下的比氨氧化速率和比反硝化速率分别是10℃条件下的4.49和2.91倍.可见降低温度对于短程系统硝化反应的影响要大于反硝化的影响.     

不同性质污泥在模拟填埋场中的稳定化进程研究

为确定污泥达到稳定化所需的时间,研究了污泥及改性污泥在填埋后的稳定化进程.结果显示,经过498d的降解,生物污泥、生物污泥+矿化垃圾和化学污泥中有机质的降解率分别为67.1%、61.6%和30.5%.污泥初始有机质含量越高,总降解率越高.生物污泥较化学污泥易于降解.按照污泥中的有机质降到100mg·g-1预测,污泥填埋场达到稳定化所需时间约为3年;按照生物可降解物质（BDM）降到4.76%为污泥达到完全稳定状态预测,污泥填埋场达到稳定化所需时间是2.9~4.7年.从上海老港污泥填埋场多年的实际运行情况来看,污泥填埋场在封场3年后即可达到稳定化,所形成的矿化污泥即可开采和利用.     

采用巯基捕收剂稳定化处理垃圾焚烧飞灰中的重金属

研究了3种巯基捕收剂,二乙基二硫代氨基甲酸钠（乙硫氮）、乙基黄原酸钾（乙基黄药）和二丁基二硫代磷酰铵（丁铵黑药）,对垃圾焚烧飞灰中重金属的稳定化效果.3种巯基捕收剂的用量均为62.5　μmol·g^-1飞灰.扫描电镜观察发现,飞灰经稳定化处理后,巯基捕收剂均匀地覆盖于飞灰晶体表面,使矿物晶体棱角变得模糊.利用酸浸提程序（TCLP法）和水浸提程序（水平振荡法）评价飞灰中重金属Cu、Pb、Cd、Cr和Zn的浸出毒性.在0.1 mol·L^-1醋酸浸提条件下,与Na₂S相比,巯基捕收剂对Cu和Pb的稳定化效果较好,其中乙硫氮对Cu的稳定化比率接近100%,丁铵黑药对Pb的稳定化比率达到69.2%;在水浸提条件下,乙硫氮、乙基黄药和丁铵黑药对5种重金属的稳定化比率分别为72.6%、73.5%和76.8%,显著高于Na₂S处理（52.4%）. 3种巯基捕收剂对5种重金属亲和力的强弱顺序大致为Cu＞Pb＞Cr＞Cd＞Zn,并且超过60%的巯基捕收剂与酸可浸提重金属离子发生了螯合沉淀反应.重金属-巯基捕收剂絮凝物在中性和碱性条件下（pH>6）比较稳定,在酸性条件下（pH<6）可发生部分溶解.为获得较好的重金属稳定化效果,维持稳定化飞灰的高酸缓冲容量十分重要.