Ocena możliwości zastosowania procesu zestalania chemicznego do unieszkodliwiania gleby zanieczyszczonej toluenem

Chemical solidification is an established technology used in treatment of inorganic wastes contaminated mainly with trace metals (Cd, Cu, Zn, Ni, Pb). During this process, metal ions are chemically bound to hydration products of cement. In case of organic compounds, particularly volatile organic compounds (VOCs), the solidification technology has some limitations. Volatilization of VOCs during mechanical mixing of individual components of the binding mixture is a major problem. With this in mind, applicability of the technology for treatment of sandy soil contaminated with toluene was assessed in laboratory tests. Three binding (solidifying) Portland cementbased (CEM I 42.5 R) formulations, additionally supplemented with diatomaceous earth and textile fibers of high waste-rubber content were tested for soil solidification. These additional components acted as adsorbents to reduce the toluene evaporation. In the course of treatment, emission of all the gaseous contaminants was monitored. Influence of the binding (solidifying) mixture composition on toluene emission was evaluated based on the momentary toluene concentrations monitored above the surface of the reactive mixture using flame-ionization detector. The research results confirmed beneficial effect of hermetization of the contaminated soil using Portland cement. Introduction of cement equivalent to 50% of the soil weight resulted in the reduction of total toluene emission by over 26%. The cement-based mixtures containing diatomaceous earth or textile fibers gave higher results (27–45%).

Stabilizacja/zestalanie jest powszechnie stosowanym procesem do unieszkodliwiania odpadów mineralnych, głównie zanieczyszczonych metalami śladowymi. W procesie tym jony metali są chemicznie wiązane z produktami hydratacji cementu. W przypadku zanieczyszczeń organicznych, w szczególności lotnych związków organicznych, technologia stabilizacji/zestalania ma pewne ograniczenia. Największy problem stanowi uwalnianie lotnych związków organicznych w trakcie mechanicznego mieszania poszczególnych składników mieszaniny wiążącej. Mając to na uwadze, w testach laboratoryjnych oceniono możliwość zastosowania tej technologii do unieszkodliwiania gleby piaszczystej zanieczyszczonej toluenem. Do stabilizacji/zestalania takiej gleby zastosowano trzy mieszaniny wiążące (zestalające) na bazie cementu portlandzkiego (CEM I 42,5 R), zawierające ponadto ziemię okrzemkową lub kord tekstylny z dużą ilości odpadowej gumy z opon. Te dodatkowe składniki pełniły rolę adsorbentów ograniczających emisję toluenu. W trakcie procesu prowadzono monitoring emitowanych zanieczyszczeń gazowych. Ocenę wpływu składu mieszaniny wiążącej (zestalającej) na emisję toluenu przeprowadzono na podstawie analizy stężeń chwilowych C7H8 zarejestrowanych detektorem płomieniowo-jonizacyjnym nad powierzchnią mieszaniny reakcyjnej. Wyniki badań potwierdziły korzystny wpływ hermetyzacji zanieczyszczonej gleby z użyciem cementu portlandzkiego. Zastosowanie cementu w ilości 50% masy gleby zmniejszyło całkowitą emisję toluenu o ponad 26%. Podobne efekty uzyskano stosując cement z dodatkiem ziemi okrzemkowej lub kordu tekstylnego.