污染场地指对潜在污染场地进行调查和风险评估后，确认污染危害超过人体健康或生态环境可接受风险水平的场地。污染场地包含的污染介质形式多样，既有土壤又有水，涉及的污染物种类繁多，主要是各类有机污染物和重金属污染物，如农药、石油烃、多氯联苯、汞、铅、砷等。9 Z- D$ w. \ i9 u) d, q8 S2 Z
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固化/稳定化是比较成熟的固体废物处置技术，上世纪八九十年代，美国环境保护署率先将固化/稳定化技术用于污染土壤的修复研究。我国的污染土壤固化/稳定化研究起步于本世纪初。2010 年以来，该技术在工程上的应用快速增长，已成为重金属污染土壤修复的主要技术方法之一。
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1 原理) O4 s. p! ]$ _2 _, w1 ~5 H
) e) a+ ~% w5 t5 q1 s$ X3 Y异位固化/稳定化(Ex-Situ Solidification/Stabilization)： O; Q1 n* Z9 p+ [. a
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向污染土壤中添加固化剂/稳定化剂，经充分混合，使其与污染介质、污染物发生物理、化学作用，将污染土壤固封为结构完整的具有低渗透性的固化体，或将污染物转化成化学性质不活泼形态，降低污染物在环境中的迁移和扩散。+ o' N$ \# N8 |6 J
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图1 土壤固化/稳定化修复工艺
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1 K8 @. U" G6 j3 E! K# _2 技术适用性
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- r0 A2 C: v9 c（1）适用的介质：污染土壤
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% B( V4 V- l$ ^* V+ t: X（2）可处理的污染物类型：金属类、石棉、放射性物质、腐蚀性无机物、氰化物、砷化合物等无机物以及农药/除草剂、石油或多环芳烃类、多氯联苯类以及二噁英等有机化合物。
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5 r$ ~3 s) k! z: U# p0 u: e$ J（3）应用限制条件：不适用于挥发性有机化合物和以污染物总量为验收目标的项目。当需要添加较多的固化/稳定剂时，对土壤的增容效应较大，会显著增加后续土壤处置费用。
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3 系统构成和主要设备
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主要由土壤预处理系统、固化/稳定剂添加系统、土壤与固化/稳定剂混合搅拌系统组成。其中，土壤预处理系统具体包括土壤水分调节系统、土壤杂质筛分系统、土壤破碎系统。主要设备包括土壤挖掘系统（如挖掘机等）、土壤水分调节系统（如输送泵、喷雾器、脱水机等）、土壤筛分破碎设备（如振动筛、筛分破碎斗、破碎机、土壤破碎斗、旋耕机等）、土壤与固化/稳定剂混合搅拌设备（双轴搅拌机、单轴螺旋搅拌机、链锤式搅拌机、切割锤击混合式搅拌机等）。
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图2 土壤筛分破碎设备
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* ?$ b4 D/ K) R# q; t0 f9 y! ~4 关键技术参数或指标; @0 q9 {! e# B3 A
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（1）固化/稳定剂的种类及添加量$ d0 {+ e! c p4 F) L, l
3 B. G4 j' B, A2 Z固化/稳定剂的成分及添加量将显著影响土壤污染物的稳定效果，应通过试验确定固化/稳定剂的配方和添加量，并考虑一定的安全系数。目前国外应用的固化/稳定化技术药剂添加量大都低于20%。
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（2）土壤破碎程度
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& T8 I4 ?6 q' w9 u& R$ _ t: m; s土壤破碎程度大有利于后续与固化/稳定剂的充分混合接触，一般要求土壤颗粒最大的尺寸不宜大于5cm。0 m! H6 F8 I* t& X+ N4 Y; E4 l7 }
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（3）土壤与固化/稳定剂的混匀程度
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混合程度是该技术一个关键性瓶颈指标，混合越均匀固化/稳定化效果越好。土壤与固化/稳定剂的混匀程度往往依靠现场工程师的经验判断，国内外还缺乏相关标准。
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（4）土壤固化/稳定化处理效果评价
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土壤固化/稳定化修复效果通常需要物理和化学两类评价指标：物理指标包括无侧限抗压强度、渗透系数；化学指标为浸出液浓度。: R0 w$ t5 G: I% I2 f2 G! J6 g
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（a）物理学评价指标7 u. Y: Y' \. O: _: n
# l7 @# P2 g; B- h7 I经固化/稳定化处理后的固化体，其无侧限抗压强度要求大50psi（0.35MPa），而固化后用于建筑材料的无侧限抗压强度至少要求达到4000 psi（27.58MPa）。渗透系数表征土壤对水分流动的传导能力，经固化处理后的渗透系数一般要求不大于1×10-6 cm/s。8 v- t* H5 z# m5 C2 z# b( Z, y6 x
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（b）化学评价指标
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针对固化/稳定化后土壤的不同再利用和处置方式，采用合适的浸出方法和评价标准。
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) T- j: n6 R h, Q! q4 b5 技术应用基础和前期准备: o% s( _5 A" D- ^
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土壤物理性质（机械组成、含水率等）、化学特性（有机质含量、pH 值等）、污染特性（污染物种类、污染程度等）均会影响到异位固化/稳定修复技术的适用性及其修复效果。应针对不同类型的污染物，特别是砷、铬等毒性和活性较大的污染物，选择不同的固化/稳定剂；应基于土壤类型研究固化/稳定剂的添加量与污染物浸出毒性的相互关系，确定不同污染物浓度时的最佳固化/稳定剂添加量。! j6 n9 q3 m g% c% F8 T
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6 主要实施过程
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! q" q7 J4 [! _( b V（1）根据场地污染空间分布信息进行测量放线之后开始土壤挖掘；
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（2）挖掘出的土壤根据情况进行土壤预处理（水分调节、土壤杂质筛分、土壤破碎等）；8 t- b( \0 B& v3 I
, Y' H' d/ X- @# {- w, L, o; E（3）固化/稳定剂添加；
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/ S6 c) n- }; Q# y2 M（4）土壤与固化/稳定剂混合搅拌、养护； p+ L: H9 F0 p |1 c! [4 L
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（5）固化/稳定体的监测与处置、验收。其中（2）、（3）、（4）也可以在一体式混合搅拌设备中同时完成。' T0 q8 ^8 B+ b; n
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) k5 Q1 L" H; e% Z+ J, W, V图3 土壤挖掘
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图4 土壤筛分修复9 d, I/ B; w6 C: v" w
$ b; {7 L: P& J/ l7运行维护和监测
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. D7 f- g1 Z6 R7 H* S/ ?（1）土壤挖掘安全：围栏封闭作业，设立警示标志，规避地下隐蔽设施。（2）安全防护：工人应注意劳动防护。
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" f5 a% L* C t- B（3）防止二次扩散：采取措施防止雨水进入土壤，防止降雨冲洗土壤携带污染物进入周边环境，防止刮风尘土飞扬，造成二次扩散。, N- y3 A1 N1 ]* C- f
+ m Y$ T6 ^0 W) t7 y1 w（4）长期监测：根据国外经验，对于固化/稳定化后采用回填处理的土壤，需要在地下水的下游设置至少1 口监测井，每季度监测一次，持续2 年，确保没有泄露。( D4 F: m" a$ h" }
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图5 基坑围护
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9 Q: y8 E7 [0 w, u- A( D2 E图6 个人安全防护
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8修复周期及参考成本# \! ~. i b# S7 C+ R; ?1 |$ m% I
9 H( T$ o6 _+ a7 Z/ D+ t% g污染土壤方量、修复工艺、土壤养护时间、施工设备、修复现场平面布局等均显著影响处理周期。一般而言，水泥基固化修复需要较长的养护时间，稳定化修复需要的养护时间较短。根据施工机械台班等设置情况，异位土壤固化/稳定化修复的每日处理量从100 至1200m3不等。
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根据污染物不同类型及其污染程度需要添加不同剂量、不同种类的固化/稳定剂；土壤污染深度、挖掘难易程度、短驳距离长短等都会影响修复成本。据美国EPA 数据显示，对于小型场地（1000 立方码〔cy〕，约合765 m3）处理成本约为160-245 美元/ m3，对于大型场地（50000cy，约合38228 m3）处理成本约为90-190 美元/ m3；国内一般为500-1500 元/m3。
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土地资源是人类从事生产活动重要的自然资源, 也是人类赖以生存的物质基础, 更是生态环境的重要组成部分。加强土地资源环境保护, 防治土壤和地下水污染, 是我国实现可持续发展战略的重要任务。6 z1 m; L* a, Y+ J y
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