多硫化钙对铬污染土壤处理效果的长期稳定性研究

稳定化修复技术逐渐成为我国现阶段重金属污染土壤修复的主要技术,其修复后验收主要通过分析土壤重金属的浸出浓度来评价修复效果,然而该验收指标未反映土壤重金属在不同情景下的长期稳定性.本研究以经稳定化药剂多硫化钙(CPS)处理前后的某电镀厂铬(Cr)污染土壤为对象,开展多pH浸出、模拟酸雨淋溶、冻融循环和干湿交替作用下土壤重金属Cr的长期稳定性研究.结果表明:在多pH浸出实验中,稳定化处理后达标土壤(CPS-D-3)在pH大于6.92时,Cr(Ⅵ)浸出浓度大于0.05 mg·L~(-1).在整个试验模拟酸雨淋溶作用的过程中(30年),稳定化处理可以有效抑制Cr向环境中释放,CPS-D-3中的总Cr和Cr(Ⅵ)的累积释放量比未经稳定化处理的Cr污染土壤(CPS-D-1)分别显著减少了91.86%和99.61%.在冻融循环的过程中,稳定化处理可有效降低土壤中浸出总Cr的含量.经过15次干湿交替后CPS-D-1和CPS-D-3分别比未经过干湿交替作用时浸出总Cr浓度减少了99.96%和96.88%.多pH浸出试验可以作为检验土壤安全的较为敏感的指标,冻融循环、模拟酸雨淋溶和干湿交替评估方法可协助评价重金属的长期稳定性.     

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.      

DOM对飞灰中重金属溶出影响及环境风险评估

该文探究了溶解性有机物(DOM)在不同环境p H条件下对稳定化飞灰中重金属(Pb、Zn、Cu、Cd)溶出行为的影响并进行环境风险评估。腐殖酸(HA)和富里酸(FA)浸提环境下p H值均是主导飞灰中重金属浸出的关键因素,且pH越低,浸出浓度越高。DOM会影响浸出重金属在“飞灰-浸出液”体系中的终点浓度分布,但其影响规律因浸提环境(HA或FA)、飞灰类型、重金属种类而异,同时受环境pH的影响。相比HA浸提环境,FA对重金属的终点浓度分布影响波动较大,并无一致性规律。DOM在3种环境pH条件下总体上均减弱了稳定化飞灰重金属的“总体浸出环境风险水平”。酸中和能力(ANC)是维持填埋稳定化飞灰所赋存重金属稳定性的关键,一旦飞灰的ANC被酸性pH环境所耗尽,螯合剂或磷酸稳定化作用以及DOM的减弱作用均难以阻碍重金属浸出环境风险的再次增加。研究结果能够为非规范填埋条件下(如因未严格分区填埋存在酸性有机渗滤液入侵现象)稳定化飞灰中重金属浸出行为评价及环境风险管控提供科学依据。     

我国重金属污染土壤修复技术的发展现状及选择策略

介绍了重金属污染修复技术及其在国内外应用情况,提出土壤修复技术选择的原则和程序。阐述了我国重金属污染土壤修复存在的问题,对阻隔填埋、固化稳定化、土壤清洗和植物修复在我国的应用问题进行了深入分析,并提出了对策建议。     

焚烧飞灰磷灰石药剂稳定化技术研究

对垃圾焚烧飞灰的全组分和浸出特性进行了分析,表明焚烧飞灰含有多种重金属,其中Pb、Zn和Cd等的浸出毒性分别达到11.8、164.9和31.2mg/L,远高于危险废物浸出毒性标准.实验选择新型无机稳定化药剂———磷灰石对焚烧飞灰的重金属稳定化效果进行研究,结果表明:在磷灰石投加量7%时,处理后焚烧飞灰的重金属浸出毒性(部分样品除镉外)均达到了危险废物填埋入场控制限值;焚烧飞灰的稳定化效果与磷灰石的粒径有关,当其粒径为200目时能够取得较好的稳定化效果;稳定化产物在养护时间1d后,其重金属浸出浓度不再改变;实验证明在pH 3～11范围内稳定化产物都具有较好的稳定化效果,减少了稳定化产物在环境条件下的二次污染的风险.     

淹水和干湿交替对修复后土壤铬的稳定性影响研究

采用固化/稳定化技术修复后的场地和土壤因其污染物未彻底清除而备受关注，外界环境胁迫下重金属存在再活化的风险，但再活化的速率和形式尚不明确. 我国华南地区高温多雨，水热交换频繁剧烈，固化/稳定化后修复场地的安全利用面临更大的潜在风险. 以珠三角地区2个典型固化/稳定化修复后场地土壤为研究对象，开展淹水和干湿交替对土壤重金属铬(Cr)的释放、形态转化及其影响机制研究. 结果表明:①淹水和干湿交替可提高已固化/稳定化土壤中Cr的浸出浓度. 场地A和B土壤Cr的浸出浓度较淹水前分别上升了1.32和8.72倍，干湿交替后场地A土壤Cr的浸出浓度略有下降，场地B土壤Cr的浸出浓度则增加了4.32倍. ②淹水和干湿交替促使已固化/稳定化的Cr从酸可提取态向相对稳定的可氧化态等转化. 场地A和B土壤中酸可提取态Cr含量较淹水前的变化率分别为?60.17%和?14.34%，可氧化态Cr含量的变化率分别为2.71%和13.30%；干湿交替后土壤可提取态Cr含量的变化率分别为?28.78%和?2.13%，可氧化态Cr含量的变化率分别为5.48%和10.22%. ③淹水通过降低土壤氧化还原点位(E_h)、pH和无定形氧化铁等影响Cr的稳定性，促使Mn4+、Fe3+的还原和Cr的重新释放；干湿交替较淹水处理对固化/稳定化体系的影响相对较小. 研究显示，水分胁迫可提高固化/稳定化修复后土壤Cr的浸出浓度、改变赋存形态，但其浸出浓度远低于GB 5085.3—2007《危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别》和HJ/T 301—2007《铬渣污染治理环境保护技术规范(暂行)》规定的浸出液浓度限值；鉴于外界环境胁迫的长期性和复杂性，以及当前“一评定终身”的效果评估管理模式对未彻底清除污染物场地后期监管的无力性，持续关注和系统管控是实现固化/稳定化修复后场地可持续安全利用的必要途径.      

渗滤液浸沥下稳定化飞灰中重金属的浸出行为

稳定化飞灰与生活垃圾混合填埋过程中,在渗滤液浸沥作用下,存在稳定化飞灰中重金属溶出的风险.为探究渗滤液浸沥环境下稳定化飞灰中重金属的浸出行为,基于浸提实验,以填埋场早期、晚期渗滤液为浸提剂,研究了不同液固比（10：1、20：1、30：1、50：1、100：1、150：1、200：1）条件下磷酸稳定化飞灰、螯合剂稳定化飞灰中重金属（Cd、Cu、Zn、Pb、Cr、Ni）的浸出行为.结果表明：随着液固比的增加,浸出液中Cd、Cu和Zn浓度先上升后下降,在液固比20：1时达到最大值,Pb的浸出浓度随液固比的升高整体呈现缓慢增加的趋势,Cr、Ni浸出浓度变化较小,液固比对其影响不显著;Cd和Cu在早期渗滤液浸沥环境下更容易浸出,Zn、Pb、Cr、Ni在早期、晚期渗滤液浸沥环境下差别不大.在两种渗滤液浸沥环境下,螯合剂稳定化飞灰比磷酸稳定化飞灰具有更好的稳定性.     

我国土壤固化/稳定化技术应用现状及建议

本文在总结我国污染土壤固化/稳定化应用、处置和再利用、效果评估等基础上,对比国外经验分析了我国固化/稳定化材料、技术装备和工艺的水平及存在的问题。研究了国外固化/稳定化效果评估的体系和方法并讨论了我国砷、六价铬等含氧阴离子浸出测试问题,以及浸出水平要求和浸出情景。根据固化/稳定化的特点,分析了分类管理、施工过程环境监管和长期环境监测的重要性,并提出了环境管理方案,最后针对性地给出了对策和建议。     

固化稳定化修复重金属污染土壤的研究进展

固化稳定化可以降低土壤中重金属的迁移,被广泛应用于重金属污染土壤修复工程中,是处置重金属污染土壤最常用的技术之一。文章通过调研国内外文献,对固化稳定化的研究进行综述,总结了常用固化稳定化材料,如水泥、碱性材料、黏土矿物质、磷酸盐类材料、金属氧化物和生物炭的研究进展,阐明这些修复材料固化稳定化重金属的基本原理,论述效果评估技术的适用性及局限性,并提出未来研究需求,为以后的固化稳定化修复重金属污染土壤提供参考。     

冻融对污染场地土壤重金属稳定化性能的影响

为了分析冻融对污染场地土壤重金属稳定化性能的影响,采用赤泥和硫化钠作为添加剂,对土壤中的Pb、Zn和Cd进行稳定化处理,并通过模拟冻融过程,分析冻融循环后重金属的浸出毒性、生物可给性、土壤pH和土壤结构的变化,探讨冻融循环对稳定化处理土壤中重金属长期稳定性能的影响. 结果表明:稳定化处理后土壤中Pb、Zn和Cd的浸出毒性比原始供试土壤分别降低了98.5%、99.8%和99.7%. 养护30 d后,稳定化处理土壤中Zn和Cd的生物可给性分别由28.8%、49.5%降至11.5%、21.8%,Pb的生物可给性由52.9%升至57.9%. 经过30 d冻融循环后,冻融土壤中Pb、Zn和Cd的浸出毒性比原始供试土壤中相应重金属质量分数分别增加了4.27、2.47、89.65 mg/L. 经过冻融循环后,土壤中重金属的生物可给性比未冻融土壤略有升高. 随着养护时间和冻融时间的延长,土壤pH呈升高趋势. 不同阶段土壤扫描电镜结果显示,冻融循环致使土壤空隙变大、结构松散,说明冻融循环对稳定化土壤结构有一定损伤. 分析结果表明,冻融过程增加了Pb、Zn和Cd释放的环境风险.      

Cu和Cd复合重金属污染土壤修复后对地下水的安全性研究

以修复前污染土壤为对照,对化学固化修复后的铜(Cu)、镉(Cd)复合重金属污染土壤进行了模拟酸雨淋溶实验和SPLP浸出实验,研究了修复后土壤中Cu、Cd的释放特征,应用模糊综合评级法,评价了修复后土壤对地下水安全的风险级别。在十年酸雨淋溶下,污染土壤Cd释放总量为14.06 mg,Cu为7.27 mg,对地下水安全的风险级别为11;修复后土壤中的Cu和Cd 10年释放总量都为0,对地下水安全的风险级别为1。Cu、Cd复合重金属污染土壤经化学固化修复后对地下水的风险较低。     

试论重金属污染场地土壤修复技术

土壤重金属污染有着隐蔽、长期和不可逆等特点,重金属污染土壤修复技术包含的填埋法、稀释技术、土壤淋洗、植物修复等技术,实践过程中可以选择土壤修复组合技术,如动力修复联合植物修复、氧化还原联合固化稳定化等,确保达到理想的污染土壤修复效果。     

污染土壤中铅和镉稳定化修复效果评估方法比较

在重金属污染土壤稳定化修复实践中,通常采用不同的浸提方法测定土壤中重金属由高活性态向低活性态的转化情况,进而评估污染土壤中重金属的稳定化修复效果。采用硫酸硝酸(AA)法、TCLP法、DTPA法和连续分级提取法评估了污染土壤中重金属铅和镉的稳定化修复效果,比较了不同浸提方法评估结果的差异及相关性。结果表明:AA法、TCLP法和DTPA法对污染土壤中铅和镉的浸提量均随着稳定化材料投加量的增加而下降,采用不同浸提方法得到的污染土壤中铅和镉的浸提量表现为DTPA法TCLP法AA法,且采用3种浸提方法得到的污染土壤中铅和镉的浸提量与重金属活性态(B1)均呈极显著的正相关关系,与重金属潜在活性态(B2)和稳定态(B3)均呈极显著的负相关关系,污染土壤中铅和镉的浸提量变化可反映土壤中铅和镉由活性态向潜在活性态和稳定态的转化情况;随着稳定化材料投加量的增加,不同浸提方法得到的污染土壤中铅和镉的稳定化率有一定的差异,但变化趋势基本相似。     

污染地块土壤砷修复目标值确定方法研究

修复目标值的确定是污染地块环境监管的重要环节,通常基于风险评估方法计算风险控制值来确定。而对于砷污染地块,采用HJ 25.3—2019《建设用地土壤污染风险评估技术导则》推荐模型和参数推算得到的修复目标值往往低于土壤砷环境背景值,难以满足监管需求。系统梳理了国内外污染地块土壤砷修复目标值确定方法,探讨了基于土壤环境标准值、传统风险评估、层次化风险评估、等效风险评估及土壤砷环境背景值修正方法的实现路径与实践应用。结合我国污染地块监管策略和砷污染地块开发再利用现状,提出了基于土壤环境背景值、层次化风险评估和生物可给性相关参数修正的土壤砷修复目标值确定方法,旨在为我国砷污染地块的修复和再利用提供更加科学合理的方案。     

我国污染场地风险评估发展历程概述

风险评估是污染场地再开发利用的关键步骤之一。我国引入污染场地风险评估至今已有20多年。目前,我国基本上形成了基于风险的污染场地环境管理技术体系。但由于我国的风险评估主要是引进发达国家早期的风险评估方法,在实际应用中存在过于保守的情况,因此,本文建议应进一步开展基于土壤污染物形态归趋等方面的精细化风险评估理论与方法研究,研究制定基于不同形态的土壤污染物风险筛选值和修复目标值,以解决目前因评估结果过于保守而导致过度修复的问题。     

沈阳某冶炼厂污染土壤中砷的稳定化研究

稳定化是一种相对经济有效的治理重金属污染土壤的方法。文章以沈阳某冶炼厂厂区旧址的重金属复合污染土壤为研究对象,通过向土壤中添加不同药剂,研究了不同碱性化学物质对土壤砷稳定化的效果。结果表明,碳酸钠和硫化钠的加入对土壤pH的贡献均较大,但使砷的浸出毒性增强,对土壤中砷的稳定起负作用;碳酸钙和多硫化钙对土壤中砷的稳定化效果也不明显;氧化钙的效果最好,使得该重污染土壤中砷的浸出毒性降低到危险废弃物毒性浸出标准(GB5085.3-1996)以内。     

杭州某退役污水处理厂退役场地污染调查与健康风险评估

通过对杭州某污水处理厂退役场地环境总体质量进行调查分析,得出场地主要超标特征污染物是锌、镍,污染区域主要分布在内堆场区域,内堆场土壤样品中重金属超标率为29%,最大超标深度为4 m,污染深度主要集中在0¹00 cm深度土层中。通过健康风险评估方法对退役场地在居住用地暴露情景下进行风险评估,评估结果表明,退役场地致癌风险较小,存在一定的非致癌风险,镍和铬是主要的非致癌风险污染物,主要的暴露途径是经口摄入暴露,基于退役场地后续开发利用规划,建议采用外运处置、客土封闭等技术对场地污染土壤进行修复。     

不同方式处置的疏浚沉积物重金属生态风险评价对比

以山东沂河沉积物处置示范工程为例,分别对经土工管袋填埋和减量化隔离处置3年后的沉积物生态风险进行跟踪评价,以探究不同处置方式对沉积物重金属安全性的影响。对2种处置方式下沉积物中Cr、As、Zn、Cu、Cd、Pb和Hg的总量及赋存形态进行分析,并采用浸出毒性法、风险评价编码法（RAC）和潜在生态风险指数法（PERI）进行生态风险和环境安全性评估。结果表明:2种沉积物处置场地内沉积物As、Cd和Hg总量超过GB 15618—2018《土壤环境质量 农用地土壤 污染风险管控标准（试行）》的风险筛选值;2种场地内沉积物中Zn和Hg的形态分布存在较大差异;浸出毒性实验表明,土工管袋填埋处置Cr、As和Cu浸出毒性高于减量化隔离处置,而Zn则相反。综合浸出毒性法、RAC和PERI的结果,经土工管袋填埋处置后沉积物重金属的生态风险相对较高。在选择何种方式对疏浚沉积物进行异位处理时,应综合权衡各个方面因素,以确保环境效益和经济效益的最大化。     

废干电池填埋处理的重金属浸出特征及健康风险评估

以醋酸缓冲溶液和垃圾填埋场渗滤液为浸提剂,运用翻转振荡法与静置法模拟废干电池进入垃圾填埋场后,重金属从废干电池中浸出的情形,并对废干电池与生活垃圾一起填埋处理的健康风险进行了评估。结果表明:不同实验条件下,废干电池中金属的浸出浓度与废干电池的破碎程度密切相关,废干电池破碎程度越大,电池中金属的浸出浓度越高,因而废干电池与生活垃圾一起填埋处理的健康风险也越高。以静置实验结果为依据,对废干电池与生活垃圾一起填埋处理的健康风险进行评估,表明废干电池与生活垃圾一起填埋处理的健康风险指数小于1,因此废干电池与生活垃圾可以一起填埋处理。     

基于污染场地土壤中重金属人体可给性的健康风险评价

模拟测试土壤中重金属在人体胃肠系统中的溶解量(即人体可给量),并以此作为暴露剂量进行健康风险评估,能在一定程度上克服基于总量评估导致结果过于保守的问题. 该文综述了国内外目前已有的可给性测试方法,着重介绍了PBET(physiologically based extraction test)、SBET(simplified bioaccessibility extraction test)、RIVM(rijksinstituut voor volksgezondheid en milieu)及UBM(the unified bioaccessibility method)这4种常用方法的原理及主要参数取值;对目前测试方法在参数(pH、提取时间、提取液组分)取值、模拟过程与环境(消化过程、模拟环境、食物、微生物)存在的问题进行了分析;进一步介绍了基于重金属人体可给性的健康风险评估方法. 建议应在以下4个方面进一步开展研究:①基于我国人体胃肠生理特征建立土壤中重金属可给性的标准测试方法;②研究影响重金属可给性的关键因素并建立经验预测模型;③结合in vivo测试,验证方法的准确性,耦合结肠癌细胞跨膜转运测试模型,研究测试重金属的人体有效性的标准方法;④建立基于重金属可给性的层次化风险评估方法,完善现有风险评估技术导则.