Реабилитация загрязненных участков цементом

Восстановление загрязненных участков с помощью цемента , также называемое затвердеванием/стабилизацией цементом (S/S с цементом), является распространенным методом безопасного восстановления окружающей среды земель загрязненных с помощью цемента . Цемент укрепляет загрязненную почву и предотвращает перемещение загрязняющих веществ , например, дождь, вызывающий выщелачивание загрязняющих веществ в грунтовые воды или перенос их в ручьи дождем или таянием снега . Разработанная в 1950-х годах, эта технология сегодня широко используется для переработки опасных промышленных отходов и загрязненных материалов на заброшенных объектах, т.е. на заброшенных или недостаточно используемых объектах недвижимости, которые не реконструируются из-за опасений, что они могут быть загрязнены опасными отходами . ^[1] S/S обеспечивает экономически выгодный способ очистки загрязненных территорий. Эта технология очищает и удерживает загрязненную почву на месте, тем самым уменьшая потребность в свалках .

Процесс

В методе затвердевания/стабилизации используются химически активные составы, которые образуют стабильные твердые вещества, которые неопасны или менее опасны, чем исходные материалы. ^[2] Затвердевание относится к физическим изменениям в загрязненном материале при добавлении определенного связующего вещества. Эти изменения включают увеличение прочности на сжатие, снижение проницаемости и конденсацию опасных материалов. ^[1] Стабилизация относится к химическим изменениям между стабилизирующим агентом (связующим агентом) и опасным компонентом. Эти изменения должны включать менее растворимый и менее токсичный компонент с ограниченной подвижностью. ^[3] Обычные связующие включают, помимо прочего, портландцемент , известь, известняк , летучую золу , шлак , глину и гипс . Из-за огромного количества опасных материалов каждый агент должен быть протестирован на месте, прежде чем приступить к полномасштабному проекту. Большинство используемых связующих веществ представляют собой смесь различных отдельных связующих веществ, в зависимости от опасного материала, с которым они будут использоваться. Портландцемент использовался для обработки большего количества загрязненных материалов, чем любой другой связующий агент S/S, из-за его способности связывать свободные жидкости, уменьшать проницаемость, инкапсулировать опасные материалы и снижать токсичность некоторых загрязняющих веществ. Известь можно использовать для регулирования pH вещества, отгоняющего воду, за счет использования высоких температур гидратации. Известняк также можно использовать для регулирования уровня pH. Шлак часто используют в хозяйственных целях из-за его низкой стоимости. ^[1]

Различные методы

На месте

In situ — латинское словосочетание, означающее «на месте». Когда речь идет о химии или химических реакциях, это означает «в реакционной смеси». S/S in situ, составляющий 20% проектов S/S в 1982–2005 гг., используется для смешивания связующих веществ с загрязненным материалом, оставаясь при этом на площадке. Внешние преимущества смешивания на месте включают экономию транспортных расходов, отсутствие использования свалок и меньший риск для окружающих сообществ подвергнуться воздействию опасных материалов во время транспортировки. ^[1] Обработка смешиванием на месте также может иметь дополнительное преимущество в виде улучшения состояния почвы на участке. ^[4]

Из ситуации

Ex situ — это латинская фраза, означающая «за пределами площадки». При смешивании ex situ опасные материалы извлекаются, а затем смешиваются в машине с определенным связующим веществом. Этот новый, менее опасный материал затем складируется в специально отведенном месте или повторно используется на первоначальном участке. ^[5] В период с 1982 по 2005 год на технологии S/S ex-situ приходилось 80% из 217 завершенных проектов. ^[1]

Ограничения и проблемы

Длительное использование обработанного участка, а также условия окружающей среды и погоды могут привести к эрозии материалов, используемых для стабилизации загрязняющих веществ, ограничивая влияние стабилизации на опасные материалы. По этой причине требуется постоянный мониторинг объекта, чтобы гарантировать, что загрязняющие вещества не собираются повторно. ^[5] Факторы окружающей среды, такие как замораживание-оттаивание и намокание-сушка, были в центре внимания многих исследований, посвященных прочности S/S. Установлено, что замораживание и оттаивание оказывают наиболее неблагоприятное воздействие на долговечность обработанных материалов. ^[2]

При работе с радиоактивным загрязнением процессу затвердевания могут мешать различные другие типы опасных отходов. Большинство процессов S/S оказывают незначительное или ограниченное воздействие на органику и пестициды. Только уничтожение этих отходов путем нагревания при очень высоких температурах позволит иммобилизовать органику и пестициды. ^[5] Прежде чем приступить к обработке таких типов участков, необходимо провести исследования возможности обработки, чтобы сделать вывод, будет ли процесс затвердевания/стабилизации полезным. ^[3] Эти процессы цементирования могут привести к значительным изменениям объема площадки, часто вплоть до удвоения первоначального объема. ^[5]

Проекты

Сиднейские смоляные пруды

В январе 2007 года правительства Канады и провинции Новая Шотландия договорились очистить печально известную загрязненную территорию Сиднейских смоляных прудов с использованием технологии S/S. Цемент добавляли в загрязненные отходы для их затвердевания и стабилизации. Когда процесс S/S был завершен, затвердевшие участки были покрыты специальным слоем, состоящим из глины, а затем слоями гравия и почвы. Наконец, поверхность была засажена травой и другой растительностью. ^[6]

Бывший завод по обработке древесины в Порт-Ньюарке, штат Нью-Джерси.

Технологии S/S использовались для очистки загрязненного бывшего предприятия по переработке древесины в Порт-Ньюарке, штат Нью-Джерси. Примерно 8 акров (32 000 м²) ²) почвы была загрязнена древесиной мышьяком, хромом и полициклическими ароматическими углеводородами . Использовалось 8% портландцемента по влажной массе загрязненной почвы. Процессы как in situ, так и ex situ были использованы для обработки более 35 000 кубических метров загрязненной почвы. Почву, обработанную ex situ, смешивали с портландцементом с помощью мопса, а затем помещали поверх почвы, обработанной in situ. Это создало отличную основу для укладки тротуарной плитки на участке. Предлагаемое использование обработанной территории – склад транспортных контейнеров. ^[1]

Бывшая электростанция в Бостоне, Массачусетс.

Заброшенные склады в Бостоне, штат Массачусетс, ремонтируются или сносятся, чтобы построить новые постройки. На этом месте находится бывшая Центральная энергосистема, построенная в 1890 году. На момент постройки эта электростанция считалась крупнейшей электростанцией в мире. Это здание было заброшено с 1950-х годов и не производило электроэнергию более 90 лет. В начале 90-х годов начались ремонтные работы, но их быстро остановили, когда в канализации обнаружили свободно плавающую нефть. Усилия по очистке не увенчались успехом, поскольку на место попало еще больше нефти. В 1999 году обработка S/S на основе цемента была использована для обработки 2100 кубических метров загрязненных материалов. На этом участке успешно обрабатывались и обрабатывались почвы, загрязненные свинцом и нефтью. ^[1]

Доксайд-Грин в Виктории, Британская Колумбия

Площадью 1 300 000 квадратных футов (120 000 м ) ²) комплекс смешанных жилых, офисных, торговых и коммерческих помещений строится на площади 15 акров (61 000 м²). ²) бывшей промышленной земли в центре Виктории, которая была загрязнена свинцом. 10 тонн почвы было обработано цементом, который замешивали в почву на месте просто с помощью ковша экскаватора. Таким образом, почва стала полностью безопасной, как показали испытания образцов почвы. ^[7]

Бывшее место поломки аккумуляторов в Брэндоне, Манитоба.

Участок площадью 10 000 квадратных метров, ранее принадлежавший компании Brandon Scrap Metal and Iron Company, был выбран городом Брэндон в качестве места для своего нового штаба пожарной охраны и полиции. В течение многих лет там уничтожали свинцовые батареи и извлекали свинец, оставляя невылеченные случаи на месте. Экологическая экспертиза показала, что территория загрязнена из-за присутствия тяжелых металлов, свинца и углеводородных загрязнений. S/S на основе цемента был использован для успешной очистки 600 тонн загрязненной почвы. ^[8]

Стрельбище по тарелочкам возле Сент-Катаринс, Онтарио

На пустующем участке площадью 5 гектаров возле канала Уэлленд в Сент-Катаринсе поверхностная почва содержала опасные концентрации свинца и полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) на глубине до 0,4 м из-за прошлой эксплуатации соседнего стрельбища по тарелочкам. Около 26 000 тонн почвы было обработано с использованием S/S, чтобы снизить уровень загрязнения ниже критериев Правил распоряжения землей Онтарио. ^[9]

См. также

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Уилк, CM (nd). Применение затвердевания/стабилизации для устойчивой реконструкции загрязненной собственности.
^ Jump up to: ^а ^б Мальвия, Р.; Чаудхари, Р. (2006). «Факторы, влияющие на затвердевание/стабилизацию опасных отходов: обзор». Журнал опасных материалов . 137 (1): 267–276. дои : 10.1016/j.jhazmat.2006.01.065 . ПМИД 16530943 .
^ Jump up to: ^а ^б 4.20 затвердевание/стабилизация. (без даты).
^ Затвердевание/стабилизация. (без даты). Ассоциация портландцемента
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Физическое затвердевание/стабилизация. (2002, июнь).
^ Затвердевание/стабилизация смоляных прудов. (без даты).
^ «Dockside Green Development – Виктория, Британская Колумбия – Цементная ассоциация Канады» . www.cement.ca . Архивировано из оригинала 23 июля 2012 года . Проверено 12 января 2022 г.
^ «Блокировка загрязнения» , журнал Hazmat Management, 20 января 2005 г.
^ Восстановление почвы - Излишки морской собственности - Сент-Катаринс, Онтарио , Канадское агентство экологической оценки

Внешние ссылки

Руководство для граждан по укреплению/стабилизации
Технические ссылки от Агентства по охране окружающей среды США, Инженерного корпуса армии США и Агентства по охране окружающей среды Великобритании: https://web.archive.org/web/20110317002710/http://www.cetco.com/ccs/Literature.aspx

[http://www.pollutionengineering.com/PE/Home/Files/PDFs/PCA_S-S_Whitepaper.pdf-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Уилк, CM (nd). Применение затвердевания/стабилизации для устойчивой реконструкции загрязненной собственности.

[http://www.sciencedirect.com-2] Jump up to: ^а ^б Мальвия, Р.; Чаудхари, Р. (2006). «Факторы, влияющие на затвердевание/стабилизацию опасных отходов: обзор». Журнал опасных материалов . 137 (1): 267–276. дои : 10.1016/j.jhazmat.2006.01.065 . ПМИД 16530943 .

[http://www.frtr.gov/matrix2/section4/4-21.html-3] Jump up to: ^а ^б 4.20 затвердевание/стабилизация. (без даты).

[http://www.cement.org/waste/wt_ss.asp-4] Затвердевание/стабилизация. (без даты). Ассоциация портландцемента

[http://www.cpeo.org/techtree/ttdescript/solidsta.htm-5] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Физическое затвердевание/стабилизация. (2002, июнь).

[http://www.tarpondscleanup.ca/index.php?sid=2&cid=46-6] Затвердевание/стабилизация смоляных прудов. (без даты).

[7] «Dockside Green Development – Виктория, Британская Колумбия – Цементная ассоциация Канады» . www.cement.ca . Архивировано из оригинала 23 июля 2012 года . Проверено 12 января 2022 г.

[8] «Блокировка загрязнения» , журнал Hazmat Management, 20 января 2005 г.

[9] Восстановление почвы - Излишки морской собственности - Сент-Катаринс, Онтарио , Канадское агентство экологической оценки

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]