分析电石渣在公路工程中的环境影响评估及适用条件

田峻巍,陈建军,王永岗,樊宁宁

(1.山西路桥建设集团有限公司,山西 太原 030012；2.山西路桥试验检测中心有限公司,山西 太原 030006)

聚氯乙烯等的生产过程中，会生成大量电石渣，是一种富含氢氧化钙高含水量并少量含有S、P、F等有害元素的工业固废，为缓解其堆放和处理压力，可通过固化和包裹作用对电石渣进行处理，应用在公路工程中。但在使用前，要对其环境影响进行全面的评估，只有各项评估结果都处在国家标准允许范围之内，才能在公路工程中使用。

1 电石渣物理化学性能

电石渣物理化学性能需要通过试验确定，如基本的外观分析与烧失量及堆载密度试验等。为满足本次试验要求，从某环保工程公司中随机选取电石渣样品，为对其物理化学性能受堆积时间因素的影响进行研究，采用A、B两个样品进行试验，其试验结果为：

(1)样品A：呈干粉状，且完全扬尘，白灰色，有刺激性气味，烧失量为24.848 5%，堆积密度为0.830 3 g/mL。

(2)样品B：呈膏状，表面明显潮湿且手捏后出水，灰色，有刺激性气味，烧失量为24.189 5%，堆积密度为0.835 3 g/mL。

2 电石渣公路工程环境影响评估

2.1 电石渣化学成分

由于电石渣不仅自身和它的浸出液具有会对环境造成一定的影响，而且受雨淋与光照后，还会产生其它一些有害物，所以借助荧光光谱仪分析电石渣原样、雨淋后试样及自然光照后试样的成分，结果如表1所示。

表1 不同电石渣试样化学成分含量(%)

除以上主要成分外，还含有氧化锶、氧化钾、氧化钠、氧化锰、氧化钼、五氧化二磷、氧化铜、氯离子、溴离子、氧化锆、氧化钴、氧化汞、氧化砷、氧化铅和氧化镉，由于含量很小，所以未在表1中详细列出。

因电石渣的固体废物没有被列为环评对象，所以在环评实践过程中，相应的依据、方法与标准还比较缺乏。根据其它危险废物对应的标准，针对电石渣与它的浸出液进行如下评估。

在电石渣的原样品中，氧化钙的含量相对较高，并且除了氧化硅、氧化铝、氧化铁(三价)、三氧化硫和氧化镁，其它所有成分的实际含量都在0.1%以内。

电石渣的原样品、雨淋后样品与自然光照后样品，以及它们的浸出液当中，五氧化二磷和三氧化硫等在内的有害污染物实际含量比国家标准低，同时也没有检测出有害或超标的重金属离子。

自然光照后的样品，其氧化钙实际含量保持不变，其它不同成分的实际含量也没有太大的变化，同时没有产生原样品中不含的污染物。

雨淋后的样品，其氧化钙实际含量显著降低，这说明雨淋会使氧化钙大量流失，在浸出液中可以检测出氢氧化钙，对土壤和水源有很大影响，易造成碱性化；氧化硅、氧化铝和三氧化硫的实际含量有所增加，其原因为氧化钙的含量减小，使其它成本占据的比例变大；五氧化二磷的含量没有太大变化，其原因为它的质量比原本就很小，不会受到氧化钙实际含量变化太大影响。

2.2 腐蚀性

通过以上试验可知，样品经雨淋后，氧化钙流失并进入土壤，导致土壤和水源发生碱化，严重危害环境。为对雨淋之后的样品浸出液可能造成的环境影响进行模拟，借助PB-10 Sartorivs pH计对样品实施pH值实时监测。

(1)电石渣被雨水长时间浸泡后可能对环境造成的影响

配制浓度分别为0.01%、0.04%、0.60%、2.00%与3.00%的浊液，然后按照一定的时间间隔对其pH值进行测定，模拟电石渣被雨水长时间浸泡后可能对环境造成的影响。其结果为：①样品有强碱性，碱性成分以氢氧化钙为主；②浸出液pH值和浸泡时间呈正相关，在浸泡刚开始的2 h之内，浸出液pH值的变大速度最快；在2 h以后，增速变缓，这说明浸出液当中的氢氧化钙趋于饱和；③当浸泡的时间达到15 h以后，浓度相对较低的浊液，其pH值和浸泡时间呈负相关，而浓度相对较高的浊液，其pH值依然和浸泡时间呈正相关；④当浸泡时间完全相同时，浊液pH值将伴随浓度的升高而变大，而在浓度增加到2.00%以后，pH值开始减小；⑤根据相关鉴别标准，浸出液具有的腐蚀性，其系数为2～12.5，尽管还没有超出限值，但已经十分接近。

(2)电石渣受不同次数的雨淋作用后可能对环境造成的影响

通过以上试验可以看出，电石渣被雨水连续浸泡2 h以后，其浸出液实际pH值升高的速度减慢，在浓度达到2.00%以后，pH值的升高速度开始变小。对此，分别配制浓度为0.60%和3.00%的浊液，按2 h的时间间隔对其pH值进行测定，并尽量把浸出液倒净，换质量相同的水，以此重复16次，对电石渣受不同次数的雨淋作用后可能对环境造成的影响进行模拟。其结果为：①当雨淋次数增加时，浸出液pH值开始减小，这说明雨淋会降低其对环境造成的影响；②当雨淋次数完全相同时，浓度相对较低的浊液，其pH值比浓度相对较高的浊液低；③当雨淋次数增加时，浓度相对较低的浊液，其pH值减小的速度相比较快。

2.3 挥发性

由于电石渣具有挥发性，所以根据其来源、成分及浸出液各项监测成果，把乙炔、硫化氢和氰化氢视作监测的指标，利用专门的检测仪，对电石渣堆放场、拌和场的气体进行实时监测，从而分析电石渣挥发性是否会造成大气污染。经监测，各测点都没有测出乙炔、硫化氢和氰化氢。这说明对电石渣进行堆放与拌和时，都不会挥发出对环境和人体有害的气体，同样也不会产生爆炸。

3 结 论

(1)对于新鲜电石渣，其钙镁合量符合III级消石灰要求，同时含水量可以达到53%左右，打散摊铺相对容易。

(2)电石渣的原样、雨淋后和自然光照后样品与其浸出液中，有害物实际含量比国家标准低，且没有检测出超标的重金属离子。

(3)电石渣的浸出液具有一定腐蚀性，虽然其系数并没有超出相应的标准，但已经与极限值十分接近。

(4)电石渣虽然具有一定挥发性，但在堆放和拌和的过程中都不会挥发出对环境有害、对人体有危害和容易造成爆炸的气体，相关标准没有超出现行技术标准。

综上所述，电石渣是能在公路工程施工中使用的，但在使用时要充分考虑以下条件：①硫酸盐含量应控制在0.8%以内，有机质含量应控制在10%以内；②土块粒径不能超过15 mm，且用于亚黏土时，有机质的含量必须控制在10%以内；③采用电石渣是，基底应处在地下水的上部，同时不可以沿水，并与取水井尽可能的远离，否则要对水源进行密切监视，如果水质发生明显的变化，应立即停止使用，并采取有效的补救措施，否则将对水源造成严重的污染。④在公路工程中应用电石渣应使用胶凝材料和固化剂进行固化和包裹，减少有害物的侵出液和挥发量，最大程度地减少对环境的不良影响，使电石渣变废为宝赋予新的应用途径。