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本论文对填埋前的重金属污染土壤进行固化/稳定化处理,筛选固化剂;优化固化/稳定化工艺参数;测试固化体稳定性;并初探污染元素固化/释放机理。为我国污染场地的快速治理修复提供了依据
利用水泥(Ordinary Portland Cement,OPC)、粉煤灰(Pulverized Fuel Ash,PFA)和生石灰(CaO)作为固化剂对广西某铅锌矿场重金属污染土壤[其中含Pb约(4375 mg/kg)、含Cd约(79.33 mg/kg、)、含Zn约(13470)mg/kg]进行固化处理,通过TCLP浸提液对固化体进行浸提并对土壤的固化效果进行评价,得到最适宜的固化剂配比及固化条件为水灰比为40%,添加剂m(Na2S)=2%的条件下,OPC、m(OPC):m(PFA):m(CaO)=2:l:l和m(OPC):m(PFA):m(CaO)=l:1:2作为固化剂,添加质量比分别为20%、25%、27%。该条件下所得固化体的重金属浸出浓度满足填埋入场标准。
稳定性试验中Multiple Extraction Procedure(MEP)的结果表明,优化所得的3种固化体中重金属浸出浓度随浸提次数的增加呈减少趋势,且累积浸出浓度低于填埋入场标准。柱淋溶试验模拟自然降水对填埋固化体的影响,采用当地酸雨成分为淋溶液,结果表明随着淋溶次数的增加淋溶液中重金属浓度呈总体下降趋势,部分节点产生波动。
进一步对固化及释放机理进行了探讨。SEM图谱发现,固化体结构较为致密,添加剂种类和用量对固化体微观构象和水化作用均有一定影响。XRD分析检测到固化体中有X-A1-Si-O和Ca-X-Si-O的存在(X为重金属元素)。序列提取结果表明,固化体中离子交换态重金属已经基本全部转化为其他形态,大大降低污染物浸出性能。