土壤重金属固化稳定化的环境材料研究进展

固化稳定化是土壤重金属污染治理的主要技术之一,固化材料的环境材料理念加强尤为重要。环境材料是具有最低环境负荷和最大使用功能的人类所需材料,具有功能性、环境友好性和经济性三大特征。我国农田土壤重金属点位污染达到19.1%;治理途径有物理技术、化学技术、生物技术;化学技术有淋洗和固化稳定化(S/S)技术,实际应用中70%以上土壤重金属污染治理技术选择后者。固化稳定化的环境材料的类别可分为无机材料、有机材料和氧化还原材料;环境材料的应用应结合重金属类别及其污染程度、修复目标和当地的土壤、气候和社会经济条件等因素,并与生物技术和工程技术等集成。结合国内外土壤重金属固化稳定化的研究进展,总结了土壤重金属污染治理的环境材料作用机理,主要包括沉淀作用、吸附作用、配位作用、有机络合和氧化还原作用等,核心是改变重金属在土壤中的赋存形态和化学形态,降低其迁移性和生物有效性;围绕土壤重金属固化稳定化研究的系统化,提出土壤重金属污染治理的应用基础研究框架,包括材料与重金属、材料-土壤-重金属、材料-土壤-植物-重金属、材料-田间-作物-重金属以及重金属治理的综合评价等5个层次,这是促进环境材料基础与应用研究结合的基础。     

环境友好型土壤重金属修复技术及其应用

针对全球土壤重金属污染不容忽视的现状,国内外学者在土壤修复方面进行了大量研究。当前的土壤修复政策和评价标准主要指向土壤中重金属总量的减少,忽略了重金属的形态变化。然而重金属形态才是影响其生物有效性和毒性的关键因素。2019年我国农业农村部规定在土壤污染的治理中,在达成基本目标的同时应优先考虑修复方法对土壤性质的损伤风险以及环境污染风险,防止二次污染,保证耕地可持续利用。因此,如何在对土壤环境产生最低甚至无损害的前提下减少重金属总量或改变重金属形态从而降低其风险是土壤污染修复的热点。虽然土壤重金属污染修复技术众多,但目前对土壤无损伤且有效的土壤修复技术有固定/稳定化、植物和微生物修复这三种。固定/稳定化技术可以短期内降低土壤重金属有效性,但易失去钝化效果,导致被固定重金属的重新活化;植物、微生物修复可稳定改变重金属有效性和总量,但其修复周期长,环境限制大。本文主要就上述三种环境友好型修复技术进行了总结分析,阐述了各修复技术的作用机制、优缺点、环境风险和应用前景,并从提高重金属生物有效性、调节生物代谢活动、吸附钝化重金属、改善土壤修复环境四个方面阐述了不同强化方式的原理、修复效果、优势以及...     

水泥基材料对铬污染土壤的固化/稳定化研究

通过毒性浸出和无侧限抗压强度实验研究单掺硅酸盐水泥熟料、FeCl2以及复掺硅酸盐水泥熟料与FeCl2对铬污染土壤的固化/稳定化效果及作用机制。结果表明,熟料水化产物包裹和连接土壤颗粒,填充孔隙和离子渗出通道,而FeCl2在碱性条件下仍具有良好的还原性,两者共同作用,使土壤获得较高的强度,同时降低Cr(Ⅵ)的浸出浓度。硅酸盐水泥熟料复合FeCl2是一种良好的铬污染土壤专用固化/稳定化材料。     

地聚合物固化/稳定化重金属的影响因素及作用机制

地聚合物是指采用天然矿物或固体废弃物及人工硅铝化合物为原料,在碱性条件下通过矿物缩聚而形成的三维网状聚合胶凝材料。地聚合物独特的结构与性质使其在固化/稳定化重金属方面具有明显优势,近年来已成为国内外研究热点。针对地聚合物固化/稳定化重金属,重点阐述了影响地聚合物固化/稳定化重金属效果的重要因素,并综述了国内外研究者对地聚合物固化/稳定化重金属作用机制的研究成果。     

非正规垃圾填埋场土壤污染及修复方法探讨

非正规垃圾填埋场在我国小城市较普遍,主要分布于城郊和农村地区,利用天然地形进行填埋,多数未采取或仅采取简易防渗措施。随着填埋时间推移,填埋量增多,产生的渗滤液下渗造成土壤和地下水污染。本研究以泸州市某非正规垃圾填埋场场地土壤污染调查及治理为例,设置15个土壤采样点进行土壤重金属、有机物含量检测,经过分析获取该场地污染特征因子及场地污染程度。结果表明,该场地土壤重金属含量超出参考值的元素为镉、砷、汞,有机物浓度未超标。在此基础上,针对场地的土壤污染特性提出一套适合该非正规垃圾填埋场场地土壤污染修复方案:对重度污染土壤采用挖掘外运烧砖回收的处置方式,对轻度污染土壤采用植物微生物联合修复方式。本研究可为我国非正规垃圾填埋场场地土壤污染及治理提供一定参考价值。     

微波固化改性环氧树脂/碳纤维复合材料研究

为探寻微波固化改性环氧树脂/碳纤维复合材料修复不同基体材料损伤的最佳工艺,采用红外热像仪观察不同微波工艺对其固化后的温度变化情况,并利用电子万能试验机对固化后的试样进行了拉伸强度测试.结果表明:将改性环氧树脂/碳纤维复合材料粘接在玻璃纤维复合材料基体上时,随着微波固化功率和固化时间的增加,固化结束后表面温度明显增加,最高温度达到270℃,而当将其粘接在45钢基体上时,随着微波固化功率的增加,固化结束后表面温度变化不明显,最高温度仅为60℃.利用该复合材料修复不同基体材料的损伤,其静强度恢复率达到90%以上,可以满足野战条件下,装备零部件损伤快速修复的要求.     

污染土壤修复技术研究

本文综述了污染土壤修复技术的研究现状和发展趋势,并初步提出了我国污染场地土壤修复技术发展建议。     

某电镀厂旧址土壤污染治理与修复效果评估分析

某电镀厂停产搬迁后,旧址土壤受到六价铬和氰化物污染,根据场地污染土壤的理化特征及污染情况,对六价铬、氰化物分别采用还原、氧化技术修复污染土壤及修复效果评估等方面进行分析,结果表明：六价铬采用还原作业、氰化物采用氧化作用后,采集的所有土壤样品中六价铬、氰化物浓度均低于修复目标限值,修复效果达到设计目标值,修复取得良好的效果,确保了土地达到后续开发利用的要求。     

污染土壤修复标准及修复效果评定方法探讨

制定污染土壤修复标准的目的是将污染严重的土壤环境中的污染物水平降低到造成更大的生态破坏和健康危害水平以下,同时确保被污染场地满足再利用要求。本文将结合部分发达国家的土壤修复标准,以及中国土壤污染的实际情况,综合考虑污染控制因素和生态毒理学评价,以清洁技术为基础,对我国的土壤生物修复标准进行回顾,建立土壤背景值及适用标准。针对污染土壤修复效果评价的研究,本文简要介绍了评价修复效果的常用方法:植物毒性评价方法、陆地无脊椎动物评价方法、土壤微生物评价方法和生物标志物评价方法,对污染土壤的修复效果进行评估,并对评估技术的发展前景以及评价方法进行了展望。     

土壤污染修复技术综述

近年来,随着我国城市化进程的加快,众多污染型的工业企业被迁出城区,遗留污染场地的土壤修复成为各方关注的焦点。针对不同类型污染物相应的各种修复技术不断涌现,本文对国内常用的土壤污染修复技术进行汇总,分别指出其特点和适用范围。     

基于折射率变化的固化在线监测研究

先进复合材料的固化成型工艺十分复杂,目前在很大程度上仍依赖于经验工艺。为了实现复合材料固化工艺的透明化、科学化及智能化,提出了将光纤折射率传感器用于复合材料制造过程,研制了一种折射率光纤传感器,同时将光源、探测器、信号处理器等元器件集成化为一个便携式的光纤传感仪以利于生产现场使用。利用该传感器对常温固化树脂的固化过程进行了测量,将其与同等条件下迈克尔逊干涉仪对固化过程的监测结果进行了比较,二者具有良好的一致性。在实验室与生产现场两种条件下将光纤折射率传感器埋设于预浸料中对其固化工艺过程进行了监测。结果表明,该技术不仅可以用于新型树脂固化工艺制度的确定,也可用于复合材料固化工艺过程的在线监测。     

酚醛树脂/木粉复合体系的固化动力学

采用非等温DSC技术研究了不同升温速率下热固性酚醛树脂/木粉复合体系的固化行为。用Kissinger法进行DSC数据处理,获得了其固化反应动力学参数,并建立了酚醛树脂/木粉复合体系的固化动力学模型。结果表明:木粉的加入加速了酚醛树脂固化反应,同时也降低了酚醛树脂固化反应活化能。酚醛树脂/木粉复合体系固化动力学模型为合理研究该体系固化工艺参数提供了依据。     

基于微波固化工艺的碳纤维T800/环氧树脂复合材料固化反应动力学

针对微波固化工艺下的碳纤维（T800）/环氧树脂复合材料的固化反应行为,运用非等温差示扫描量热（DSC）法,研究了T800/环氧树脂复合材料的固化反应放热过程。基于Kamal动力学模型,采用粒子群全局优化算法,拟合得到了纯微波固化工艺及高压微波固化工艺的T800/环氧树脂复合材料固化反应动力学方程,通过实验验证,该方程能够很好地描述T800/环氧树脂复合材料微波固化反应动力学行为。并系统对比研究了不同固化工艺方法对T800/环氧树脂复合材料固化反应动力学的影响。结果表明：相比传统热固化工艺,微波固化工艺能够有效提高T800/环氧树脂复合材料的固化反应速率并降低其固化反应的活化能,同时固化压力的引入对T800/环氧树脂复合材料的固化反应有一定的促进作用。     

浅论土壤修复工程资料管理

本文结合土壤修复技术工艺和工程实施过程,初步探讨土壤修复工程资料的内容与管理方法,为土壤修复工程资料、档案管理提供参考。     

苯并(口恶)嗪/海茵环氧树脂体系固化反应的研究

采用动态DSC技术分析研究了BZ/EP树脂体系的固化反应过程,并制订了合理的固化工艺.结果表明,BZ/EP树脂体系的固化反应分两阶段进行,反应级数为0.90级和0.93级;BZ/EP树脂体系的固化工艺为120℃/3h 150℃/2h 180℃/3h,后处理工艺为200℃/2h.     

基于因次分析方法的树脂基复合材料等温固化均匀性分析

在复合材料固化过程中,固化度场的非均匀性是引起残余热应力和固化收缩应力的重要因素。为了探讨树脂基复合材料结构件固化成型过程中的工艺参数对固化均匀性的影响,首先针对Epon862/W环氧树脂体系建立了复合材料固化仿真模型,并对模型进行了验证;然后,通过因次分析得出了树脂基复合材料结构件的热传递方程和固化动力学方程的无因次形式;最后,通过数值模拟定量分析了固化工艺温度、对流换热系数和结构件厚度对复合材料固化均匀性的影响规律。结果表明:在等温固化条件下,对流换热系数对复合材料固化均匀性的影响很小,无因次式特征时间t_c/树脂固化反应特征时间t_R与固化度差值间存在拟合函数关系,该函数可以方便地用于工程计算。      

非等温DSC法研究高温固化胶膜的固化动力学

采用非等温DSC法对高温固化胶膜(METLBOND 1515-4)的固化反应热行为以及固化动力学进行了研究,分别利用Kissinger和Ozawa动力学模型计算得到各体系固化反应的表观活化能,分别为90.2kJ/mol、92.7kJ/mol。通过Crane模型计算出固化反应级数,得出了适于该树脂体系固化反应过程的动力学方程。结果表明,体系中只有一种反应,该胶膜的反应级数为0.95。此外,基于得到的动力学参数,结合体系固化反应特点,预测了其固化时间,从而确定了胶膜固化工艺。本文为该环氧胶膜的固化、性能测试和应用提供了理论依据。     

石墨烯/碳纳米管复合电热膜制备过程工艺优化及预测模型

目的 本文利用响应面法和神经网络遗传算法对石墨烯/碳纳米管复合电热膜的固化工艺进行优化,并对2种方法的优化结果进行比较,为复合电热膜制备提供了最佳的工艺参数。方法 通过单因素实验探讨浆料定量、固化温度和固化时间对复合电热膜体积电阻率的影响,在此基础上进行BB试验设计,在BB试验结果上进行响应面法（RSM）和BP神经网络分析及优化。结果 单因素实验结果表示随电热膜定量增加,体积电阻率先下降后上升,随着固化温度的升高或固化时间增加,体积电阻率逐渐下降直至趋于稳定。对BB响应面法和GA-BP遗传神经网络法优化获得的最佳工艺进行实验验证,GA-BP遗传神经网络模型优化的结果相对误差较小为1.06%,因此得出最佳固化工艺参数：定量为0.056 g/cm2、固化温度为85.71℃、固化时间为11.13 h。该研究结果对石墨烯碳纳米管复合电热膜的制备工艺具有参考价值。结论 通过响应面方差分析表明,定量、固化温度和固化时间三因素对体积电阻率既有显著的线性影响,也有极其显著的平方影响。BP神经网络预测模型的准确性很好,可用于石墨烯/碳纳米管复合电热膜体积电阻率的预测。     

DSC 法研究聚醚胺 / 酚醛胺-环氧树脂体系的固化行为

采用示差扫描量热法(DSC),在 25 ~ 230 ℃范围内以不同的升温速率(5,10,15, 20 ℃ / min),研究了以聚醚胺 / 酚醛胺为固化剂的环氧树脂体系的固化行为,对其不同升温速率下的固化度进行了分析,采用 T-β 外推法得出了该体系的起始固化温度、峰顶固化温度和终止固化温度等固化工艺参数。     

核壳橡胶纳米粒子改性环氧树脂/酸酐体系固化动力学及其性能研究

采用非等温差示扫描量热法(DSC)对一种核壳橡胶纳米粒子改性环氧树脂/酸酐体系固化反应动力学进行了研究。依据该树脂体系在不同升温速率下的DSC曲线,通过Kissinger法、Flynn-Wall-Ozawa法和Crane法等方法得出了该树脂体系的固化动力学参数。并对该树脂体系固化物的力学性能和耐热性能进行了研究。结果表明:该树脂体系的表观活化能为79.18kJ/mol、频率因子为1.2741×10~9s~(-1)、反应级数为0.9331;树脂体系的凝胶化温度为115.4℃、固化温度为139.4℃、后处理温度为156.05℃,其最佳固化工艺制度为"90℃/2h→115℃/2h→140℃/3h→160℃/5h";其固化物具有良好的力学性能和优良的耐热性能。