分析電石渣在公路工程中的環境影響評估及適用條件

田峻巍,陳建軍,王永崗,樊寧寧

(1.山西路橋建設集團有限公司,山西 太原 030012；2.山西路橋試驗檢測中心有限公司,山西 太原 030006)

聚氯乙烯等的生產過程中，會生成大量電石渣，是一種富含氫氧化鈣高含水量并少量含有S、P、F等有害元素的工業固廢，為緩解其堆放和處理壓力，可通過固化和包裹作用對電石渣進行處理，應用在公路工程中。但在使用前，要對其環境影響進行全面的評估，只有各項評估結果都處在國家標準允許范圍之內，才能在公路工程中使用。

1 電石渣物理化學性能

電石渣物理化學性能需要通過試驗確定，如基本的外觀分析與燒失量及堆載密度試驗等。為滿足本次試驗要求，從某環保工程公司中隨機選取電石渣樣品，為對其物理化學性能受堆積時間因素的影響進行研究，采用A、B兩個樣品進行試驗，其試驗結果為：

(1)樣品A：呈干粉狀，且完全揚塵，白灰色，有刺激性氣味，燒失量為24.848 5%，堆積密度為0.830 3 g/mL。

(2)樣品B：呈膏狀，表面明顯潮濕且手捏后出水，灰色，有刺激性氣味，燒失量為24.189 5%，堆積密度為0.835 3 g/mL。

2 電石渣公路工程環境影響評估

2.1 電石渣化學成分

由于電石渣不僅自身和它的浸出液具有會對環境造成一定的影響，而且受雨淋與光照后，還會產生其它一些有害物，所以借助熒光光譜儀分析電石渣原樣、雨淋后試樣及自然光照后試樣的成分，結果如表1所示。

表1 不同電石渣試樣化學成分含量(%)

除以上主要成分外，還含有氧化鍶、氧化鉀、氧化鈉、氧化錳、氧化鉬、五氧化二磷、氧化銅、氯離子、溴離子、氧化鋯、氧化鈷、氧化汞、氧化砷、氧化鉛和氧化鎘，由于含量很小，所以未在表1中詳細列出。

因電石渣的固體廢物沒有被列為環評對象，所以在環評實踐過程中，相應的依據、方法與標準還比較缺乏。根據其它危險廢物對應的標準，針對電石渣與它的浸出液進行如下評估。

在電石渣的原樣品中，氧化鈣的含量相對較高，并且除了氧化硅、氧化鋁、氧化鐵(三價)、三氧化硫和氧化鎂，其它所有成分的實際含量都在0.1%以內。

電石渣的原樣品、雨淋后樣品與自然光照后樣品，以及它們的浸出液當中，五氧化二磷和三氧化硫等在內的有害污染物實際含量比國家標準低，同時也沒有檢測出有害或超標的重金屬離子。

自然光照后的樣品，其氧化鈣實際含量保持不變，其它不同成分的實際含量也沒有太大的變化，同時沒有產生原樣品中不含的污染物。

雨淋后的樣品，其氧化鈣實際含量顯著降低，這說明雨淋會使氧化鈣大量流失，在浸出液中可以檢測出氫氧化鈣，對土壤和水源有很大影響，易造成堿性化；氧化硅、氧化鋁和三氧化硫的實際含量有所增加，其原因為氧化鈣的含量減小，使其它成本占據的比例變大；五氧化二磷的含量沒有太大變化，其原因為它的質量比原本就很小，不會受到氧化鈣實際含量變化太大影響。

2.2 腐蝕性

通過以上試驗可知，樣品經雨淋后，氧化鈣流失并進入土壤，導致土壤和水源發生堿化，嚴重危害環境。為對雨淋之后的樣品浸出液可能造成的環境影響進行模擬，借助PB-10 Sartorivs pH計對樣品實施pH值實時監測。

(1)電石渣被雨水長時間浸泡后可能對環境造成的影響

配制濃度分別為0.01%、0.04%、0.60%、2.00%與3.00%的濁液，然后按照一定的時間間隔對其pH值進行測定，模擬電石渣被雨水長時間浸泡后可能對環境造成的影響。其結果為：①樣品有強堿性，堿性成分以氫氧化鈣為主；②浸出液pH值和浸泡時間呈正相關，在浸泡剛開始的2 h之內，浸出液pH值的變大速度最快；在2 h以后，增速變緩，這說明浸出液當中的氫氧化鈣趨于飽和；③當浸泡的時間達到15 h以后，濃度相對較低的濁液，其pH值和浸泡時間呈負相關，而濃度相對較高的濁液，其pH值依然和浸泡時間呈正相關；④當浸泡時間完全相同時，濁液pH值將伴隨濃度的升高而變大，而在濃度增加到2.00%以后，pH值開始減小；⑤根據相關鑒別標準，浸出液具有的腐蝕性，其系數為2～12.5，盡管還沒有超出限值，但已經十分接近。

(2)電石渣受不同次數的雨淋作用后可能對環境造成的影響

通過以上試驗可以看出，電石渣被雨水連續浸泡2 h以后，其浸出液實際pH值升高的速度減慢，在濃度達到2.00%以后，pH值的升高速度開始變小。對此，分別配制濃度為0.60%和3.00%的濁液，按2 h的時間間隔對其pH值進行測定，并盡量把浸出液倒凈，換質量相同的水，以此重復16次，對電石渣受不同次數的雨淋作用后可能對環境造成的影響進行模擬。其結果為：①當雨淋次數增加時，浸出液pH值開始減小，這說明雨淋會降低其對環境造成的影響；②當雨淋次數完全相同時，濃度相對較低的濁液，其pH值比濃度相對較高的濁液低；③當雨淋次數增加時，濃度相對較低的濁液，其pH值減小的速度相比較快。

2.3 揮發性

由于電石渣具有揮發性，所以根據其來源、成分及浸出液各項監測成果，把乙炔、硫化氫和氰化氫視作監測的指標，利用專門的檢測儀，對電石渣堆放場、拌和場的氣體進行實時監測，從而分析電石渣揮發性是否會造成大氣污染。經監測，各測點都沒有測出乙炔、硫化氫和氰化氫。這說明對電石渣進行堆放與拌和時，都不會揮發出對環境和人體有害的氣體，同樣也不會產生爆炸。

3 結 論

(1)對于新鮮電石渣，其鈣鎂合量符合III級消石灰要求，同時含水量可以達到53%左右，打散攤鋪相對容易。

(2)電石渣的原樣、雨淋后和自然光照后樣品與其浸出液中，有害物實際含量比國家標準低，且沒有檢測出超標的重金屬離子。

(3)電石渣的浸出液具有一定腐蝕性，雖然其系數并沒有超出相應的標準，但已經與極限值十分接近。

(4)電石渣雖然具有一定揮發性，但在堆放和拌和的過程中都不會揮發出對環境有害、對人體有危害和容易造成爆炸的氣體，相關標準沒有超出現行技術標準。

綜上所述，電石渣是能在公路工程施工中使用的，但在使用時要充分考慮以下條件：①硫酸鹽含量應控制在0.8%以內，有機質含量應控制在10%以內；②土塊粒徑不能超過15 mm，且用于亞黏土時，有機質的含量必須控制在10%以內；③采用電石渣是，基底應處在地下水的上部，同時不可以沿水，并與取水井盡可能的遠離，否則要對水源進行密切監視，如果水質發生明顯的變化，應立即停止使用，并采取有效的補救措施，否則將對水源造成嚴重的污染。④在公路工程中應用電石渣應使用膠凝材料和固化劑進行固化和包裹，減少有害物的侵出液和揮發量，最大程度地減少對環境的不良影響，使電石渣變廢為寶賦予新的應用途徑。