国外修复案例精选丨冻土屏障技术处理放射性核素污染土壤、底泥与地下水

1.场地名称：Oak Ridge National Laboratory

2.位置：Oak Ridge, Tennessee

3.执行时间：1996年9月至1998年9月

4.工作授权：无

5.目标：冻土屏障技术封隔受污染地表围塘示范项目

6.工程类别：示范项目

7.目标污染物：放射性核素：底泥中污染物初始浓度，锶-90：75Ci，铯-137:16Ci

8.污染来源：核加工

9.技术介绍：冻土屏障

沿围塘边界成矩形安装50个密封热电偶，安装中心距6ft，安装深度约地下30ft//换算后安装中心距约1.8m，安装深度约9m

热电偶采用6英寸40钢管制作，以二氧化碳为工作流体介质，配备冻结土壤用地上制冷系统

制冷系统采用R-404A制冷剂，配备调温膨胀阀控制制冷量

冻土屏障在18周内建设完毕，（总）长300ft、深30ft、厚12ft，（设计）容量16.9万ft³，共容纳冻土10.8万ft³//换算后为91.4mL×9.14mD×3.65mT；设计容量4778.5m³，容纳冻土3058.2m³

在无纺土工布上喷涂双组分聚脲，防止地表水进入隔离区域

系统运行第一阶段为冻结阶段，此时形成冻土屏障；第二阶段为维护阶段，逐步采用服务模块（Services Module）控制和监测设备的运行情况

10.受污染介质类型及处理量：土壤、底泥、地下水；地下水埋深：2-9ft（约0.6-2.7m）

11.管理要求及目标：评估冻土屏障技术在隔离与容纳污染物上的绩效；未提供具体清理目标

12.效果：绩效评估以地下水位监测、染料示踪研究和运行测试（等结果）为基础；地下水位监测和染料示踪研究（采用曙光红与焰红染料）结果显示，围塘（已形成）水力封隔；7天失电测试结果显示，屏障系统在停电期间保持完好

13.投资：该示范项目实际费用180万美元，包括4.3万美元的场地基础工程、地质调查和维护费用；125.3万美元的系统设计、制造、采购、安装和启动费用；27.4万美元的ORNL场地支持费用，以及23.9万美元的屏障检验费用//推断为1996年美元价；通过对比冻土屏障与灌浆屏障的预计费用，冻土屏障在初始安装和运行费用上成本较低，约8-9年可达到盈亏平衡点

14.综述:该场地原为无砌衬土质围塘，用于滞留/沉淀液体放射性废料。围塘长75ft，宽80ft、深10ft，容量约31万加仑。1970年，该围塘用当地土壤进行了回填，上覆8英寸碎石层并用沥青封盖。1986年的一项研究显示，该围塘的底泥中存在锶-90和铯-137，污染物已随流经该处的地下水迁移到了周边区域，且已进入地表水。

该示范项目采用热电偶技术建设冻土屏障。屏障（总）长300ft、深30ft、厚12ft，（设计）容量16.9万ft³，共容纳冻土10.8万ft³。地下水位监测和染料示踪研究结果显示，该屏障为围塘提供了水力封隔；7天的失电测试结果显示，在此期间（停电期间）屏障保持完好。预计费用对比结果显示，冻土屏障比灌浆屏障在初始安装和运行费用上成本较低，盈亏平衡点约为8-9年。

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