粉煤灰：環境的罪臣 筑路、造地的功臣(圖)
■ 核心提示
變廢為寶，將粉煤灰用于建筑工程、道路工程、填海造地、農業應用、資源回收等，建筑材料行業如粉煤灰混凝土、灌漿材料、粉煤灰水泥、粉煤灰陶粒等；道路工程方面可以用于穩定路面基層、護坡、護堤工程等；填筑材料方面可以用于填海造地、礦井回填、小壩碼頭填筑等；農業應用方面可以用于改良土壤、制作磁化肥、農藥等；甚至還可以從中分選空心玻璃微珠，可用于制備耐火涂料、人造防火材料等。
為避免浪費土地資源或造成污染隱憂，治理粉煤灰的途徑應該是使其資源化
■ 將新聞進行到底
海邊爛泥塘，石頭一砸一個坑
用粉煤灰填泥塘后的土地
通往秦皇島某造船基地的馬路上，大量拖著近百噸石材的大卡車來來往往，好不熱鬧。可誰又知道這條本是爛泥塘、現承載力達到15t/m2的馬路是主要利用粉煤灰修筑的呢？造船基地的相關負責人王志強告訴記者，不僅是馬路，連圍海造地所用的材料已經不再換填普通的山皮土了，都是來自電廠的廢料——粉煤灰。
粉煤灰污染成環境隱憂
——技術背景——
我國以煤炭為主要能源，每年用煤量高達幾十億噸，目前電力大部分是由煤炭產生的。以煤為主的電力工業的大規模發展導致粉煤灰排放量急劇增加，以遼寧秦皇島為例，2009年該地產生的粉煤灰高達150萬噸，2010年，預計全國粉煤灰排放將達3億噸。
據中國建筑科學研究院建筑機械化研究分院院長、北京科陶輕建粉煤灰陶粒技術研究院教授解貴介紹，這些粉煤灰給環境帶來巨大隱患，粉煤灰中的20%是很容易散播到空氣中的空心微珠，富含重金屬。一旦風力達到四級，粉煤灰就會揚起，沉降范圍可達10萬—15萬平方公里，從而污染周圍的土地。
經過風化及大氣降水的淋溶作用，長期堆放的粉煤灰中的微量有毒重金屬元素（如鉛、鎘、汞、砷、鉻等）會滲入地下，導致土壤、地表水體及淺層地下水的污染，影響土壤環境和水環境。粉煤灰中的放射性物質起源于原煤，其放射性核素含量因原煤產地、品種不同而存在差異。由于某些煤層中（特別是劣質煤）226鐳、232釷、40鉀等放射性核素含量較高，燃燒后粉煤灰中的放射性元素也相對富集。
秦皇島經濟技術開發區建設規劃管理局副局長俞國存說，每年秦皇島的火電廠為了處理這些粉煤灰可操了不少心，無論是填到海里，還是找一塊地方掩埋，不僅浪費土地資源，還存在污染環境的隱憂。
——技術路徑——
利用科技，可變廢為寶
解貴教授說，治理粉煤灰的重要途徑應該是使其資源化。變廢為寶，將粉煤灰用于建筑工程、道路工程、填海造地、農業應用、資源回收等，建筑材料行業如粉煤灰混凝土、灌漿材料、粉煤灰水泥、粉煤灰陶粒等；道路工程方面可以用于穩定路面基層、護坡、護堤工程等；填筑材料方面可以用于填海造地、礦井回填、小壩碼頭填筑等；農業應用方面可以用于改良土壤、制作磁化肥、農藥等；甚至還可以從中分選空心玻璃微珠，可用于制備耐火涂料、人造防火材料等。
“根據秦皇島沿海城市的特點，就地取材的粉煤灰可以用于填海造地和修筑公路。”
——機理解讀——
填海造地——省事
用粉煤灰填海造地，還需要將海里的淤泥清空么？需要加入沙石填埋么？是直接將粉煤灰傾倒入海么？
面對記者的疑問，解院長解答道，粉煤灰填海造地不需要將海里的淤泥清空，利用電廠產出的高鈣粉煤灰渣所具有的特殊的活性很大、吸水性很強的特性，通過利用高鈣粉煤灰中氧化鈣先吸附海底淤泥中所含的水分，再通過中國科陶輕建粉煤灰陶粒技術研究院配置的特種添加劑、氧化鈣、流離鈣與淤泥按一定比例攪拌反應固化，靜置后碾壓等過程，形成滿足設計地耐力要求的密實性土體結構。該改性土體，類似板體結構，地耐力可達15t/m2，后期不會產生沉降。
修筑公路——可行
和填海造地不同的是，粉煤灰需要先進行處理。解院長說，這些粉煤灰需要加入適當的添加劑生成顆粒，這些顆粒自重輕、強度高、壓縮性小、固結快，具有良好的力學性能、板結性、水穩定性和一定的抗凍性。一般來說，路基比較軟的公路，都會有三層構成：砂石層、水泥穩定碎石層（采用水泥固結級配碎石，通過壓實完成）和混凝土層。粉煤灰完全可以取代砂石層和水泥穩定碎石層。
山海關船舶重工有限責任公司資產管理部部長王志強說，山船重工造船基地經五路、緯二路就是用粉煤灰取代砂石層、水泥穩定碎石層后澆注混凝土修建的，工程于2009年7月通車，經過夏季和冬季大型重載車輛運輸通行，到目前為止道路狀況良好，驗證了粉煤灰修路的可行性。
——使用者說——
山海關船舶重工有限責任公司副總經理姚洪山：
我們2008年從開發區購進419畝土地，由于開發區在填海造地時從地界兩側同時回填，使海底淤泥集中形成一淤泥坑，橫亙于我公司地界內。該淤泥坑長95米，寬30米，淤泥深度7米。該處海底平均標高-4米，污泥頂標高+3米。
淤泥坑內的淤泥成流塑性狀，扔石迅速沉沒，承載力不足0.5t/m2。該位置規劃為船體廠房，承載力需達到15t/m2。傳統地基處理方法有兩種：一是真空預壓淤泥處理法，
該方案首先要在造地表面鋪設砂墊層，打設袋沙井或塑料排水板，加固土體表面鋪設密封膜，在與大氣隔絕的情況下抽真空，在抽真空的負壓作用下，土體內的水通過排水板等排水系統排除，使土體密實，此方法施工周期長（90天），造價高，而且因面積太小一些單位不愿施工；二是淤泥換填置換法。需要將淤泥清除運走，換填山皮土，經強夯處理后地耐力才能達到15t/m2。工程造價130萬元，由于淤泥含鹽含堿，污染環境，棄泥點選擇十分困難。
我們邀請中國科陶輕建粉煤灰陶粒技術研究院科研人員，利用粉煤灰、特種添加劑和淤泥按一定配比混合后靜置固化，產生改性高強路基回填土，改性土體經挖出再分層回填碾壓，地耐力達到15t/m2，施工周期僅30天，節約建設資金143萬元。
秦皇島經濟技術開發區建設規劃管理局局長秦春生：
為驗證粉煤灰修路的可行性，我開發區東區疏港路，采用600mm厚粉煤灰取代水穩層+級砂石鋪路2800米長，22米寬。工程于2009年5月26日開工，6月25日通車，經6個月填海造地每天上千輛重載車通行，到目前為止道路狀況良好。不久開發區填海造地采用粉煤灰將節約億元資金。
目前秦皇島熱電廠粉煤灰存儲量達800萬m3,僅有的兩個灰池全部處于飽和狀態。秦皇島熱電廠多次向市政府申請再建儲灰池，考慮到秦皇島海岸環境及市區整體規劃這些因素，秦皇島市政府對這一申請持否定態度，同時為了不影響電廠正常生產，也在積極尋找更好的解決方案，以便解決灰池已滿這一問題，對粉煤灰這一固體廢棄物進行有效利用。利用粉煤灰填海造地不僅為秦皇島熱電廠節省了灰池建設資金，同時也為開發區填海造地節省了大筆費用。
秦皇島市山海關區環境保護局局長侯和錄：
粉煤灰作為一種電廠的燃料廢渣，過去是很多企業頭疼和難辦的一件事，大量的粉煤灰需要占用大面積的土地進行堆放，粉煤灰的粉塵造成周邊環境被嚴重污染。建設項目中科學運用粉煤灰的特性，既解決了秦皇島熱電廠廢渣處理問題，又大大降低了工程的造價，屬于循環經濟利用。而且在節約土地、環境保護方面的意義更是非常深遠。
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粉煤灰的化學組成
粉煤灰硅含量最高，其次是鋁，以復雜的復鹽形式存在，酸溶性較差。鐵含量相對較低，以氧化物形式存在，酸溶性好。此外還有未燃盡的炭粒、CaO和少量的MgO、Na2O、K2O、SO3等。粉煤灰中的有害成分是未燃盡炭粒，其吸水性大，強度低，易風化，不利于粉煤灰的資源化。粉煤灰中的SiO2、Al2O3對粉煤灰的火山灰性質貢獻很大，Al2O3對降低粉煤灰的熔點有利，使其易于形成玻璃微珠，均為資源化的有益成分。將粉煤灰應用于建筑工業，結合態的CaO含量愈高，能提高其自硬性，使其活性大大高于低鈣粉煤灰，對提高混凝土的早期強度很有幫助。我國電廠排放的粉煤灰90%以上為低鈣粉煤灰，開發高鈣粉煤灰不失為改善粉煤灰資源化特性的途徑。
