13.3.1　无结合焚烧炉渣

在道路基层或底基层中使用时，有时焚烧炉渣没有用水泥或沥青结合料稳定，导致有环境危害的元素不能被固定在材料内部，因此在道路铺装层中使用无结合的炉渣集料，评价其环境影响尤其重要。欧洲一些国家针对炉渣在道路应用过程中的环境影响进行了全面深入的评价，从实验室中的小尺度试验，到法国、瑞典、丹麦修建的足尺试验路项目，均有相关报道。表13-2中给出了这一领域相关的文献及研究工作的描述。

表13-2　有关道路基层和底基层应用焚烧炉渣的环境评价的文献报道

（续表）

文献中针对道路铺装浸出行为的详细研究，主要以不同因素的影响分析为主，包括加速老化/碳化、pH值条件、L/S比和微生物影响等。新鲜的焚烧炉渣一般是碱性的，不过随着在户外环境中堆放时间的增加，不断发生水合、碳化和氧化反应，其pH值趋向于向着更中性和酸性条件降低。由于pH值是影响多相溶解度从而不同离子类型（如Cr、Pb、Zn、Cu、Ni）释放的主要参数之一，因此这一因素的影响不可忽视。图13-5出示了pH值水平对各种重金属浸出特性的影响数据。尽管这些数据结果存在一些变异，但根据趋势线，仍可显示出浸出元素浓度随pH的变化规律。显然，Cd、Cr、Cu、Ni的浸出性在强酸性条件下最高，而Pb和Zn在酸性和碱性条件下都很高。Cr、Cu、Pb在中性条件下浸出行为最低。对于道路铺装中的无结合炉渣材料，很可能pH由适度碱性向着中性发展，Cd和Ni可能是浸出活性最高的两个元素。也有文献分析了Cl-和等盐类的浸出性，相关数据表明，这些盐类组分浸出能力与pH值关联度不大。

在焚烧炉渣铺设的道路环境监测中也发现，Al、Pb、Cd、Ni、Zn的长期浸出浓度均等于或低于相应天然集料，尽管Cr和Cu的浓度偏高，但仍低于欧盟规定的饮用水限值。另外，Izquierdo等人也研究发现铺设道路现场的浸出液浓度低于相同材料的试验室结果。西班牙Tagamanenet试验路项目记录的累积现场测试释放，如图13-6中所示数据，浸出液中盐主要是Cl-1和，均具有较高累积浸出浓度；几乎所有的重金属都没有显著的浸出，但Sb的浸出浓度高出了欧盟2003年规定的惰性废弃物浸出限值。芬兰的Sormunen和Rantsi研究也表明，采用焚烧炉渣修建道路时，最可能产生环境危害影响的元素是Sb和Cl。Bendz等人研究也表明，在Linkoping道路16年的监测期上，累积L/S比值平均达到了10 L/kg左右，幅度变化为1～50 L/kg。

图13-5　pH值对焚烧炉渣样品中典型重金属浸出的影响

图13-6　西班牙Tagamanenet试验路累积现场释放

注：与欧洲废弃物填埋的接受标准对比，数据源自Izquierdo等人（2008）。

除了重金属的可浸出性以外，Badreddine和Francois等人还研究了其他污染成分如PCDD/F的浸出性。通过分别分析单纯用垃圾焚烧炉渣以及使用炉渣和飞灰混合材料修建的两条道路，研究发现由于飞灰可能包含这些有机化合物，炉渣和飞灰混合修建的道路周边土壤中包含了更高含量的PCDD/F。实际上，仅使用了焚烧炉渣的道路，其PCDD/F含量普遍低于普通城市或乡村的土壤，未观察到与地方基准土壤之间存在有显著差别。