固化/稳定化技术应用于重金属污染土壤修复的研究进展

有害重金属对土壤的污染是全球亟待解决的环境问题。固化/稳定化作为一种相对成熟、经济、有效的土壤修复技术,是目前我国土壤重金属修复的最主要技术。固化/稳定化修复技术通过向土壤中添加固化/稳定化剂,从而将污染物封存或改变其形态,达到减少其迁移性、生物有效性及浸出毒性的目的。本文介绍了固化/稳定化技术修复重金属污染土壤,总结常用的固化/稳定化剂种类及其对重金属污染土壤的修复机理和影响因素,并归纳了几种用于固化/稳定化修复效果评价的方法,最后针对固化/稳定化修复过程中存在的问题,提出今后发展的方向。     

重金属镍、镉、铜污染土壤固化/稳定修复

以江苏常州市某化工厂拆迁后遗留场地中含有重金属污染的土壤为研究对象,通过正交试验向土壤中添加有机和无机复合药剂,以固化/稳定后土壤中重金属的浸出浓度为评价指标,确定最优的固化/稳定化药剂配比。试验结果表明:经过固化/稳定化后的土壤中重金属Ni、Cd、Cu的浸出浓度大幅降低,固化/稳定化率高于90%,接近95%,重金属浸出浓度远远低于GB5085.3-2007标准中各重金属的浸出浓度限值。     

高炉水淬废渣混凝土性能及重金属浸出毒性研究

吸附完废水的高炉水淬废渣含有大量的重金属,其中Cd2+超过国家固体废弃物排放最高允许值,属于危险废物.因此,为有效控制高炉水淬废渣中重金属污染,采用不同废渣取代率设计不同配合比的炉渣混凝土,研究取代率对炉渣混凝土工作性能的影响,同时采用美国EPA毒性浸出实验(TCLP)和固化体表面浸出实验对高炉水淬废渣混凝土固化体的浸出毒性进行安全性评定.结果表明,掺加高炉水淬废渣可以使炉渣混凝土流动性变大,后期抗压强度增长显著,完全达到了C30混凝土的要求.高炉水淬废渣混凝土固化体最大浸出毒性满足国家固体废弃物排放标准.此外,固化体早期表面浸出率为10-3数量级,后期表面浸出率仅为10-6数量级,可见固化体的长期抗浸出能力是很强的,废渣中的重金属离子得到有效的束缚和稳定固化,既解决了环境问题,又为高炉水淬渣产业化发展开辟了新的途径.     

熟石灰-矿渣联合修复重金属污染土强度及淋滤特性研究

固化/稳定化修复技术已经成为治理重金属污染土的一种有效且经济的技术.以沈阳矿渣堆场污染土为研究对象,使用熟石灰和高炉矿渣作为混合固化剂,进行固化/稳定化联合修复重金属铬和镉污染土试验研究,测定不同固化剂掺量、不同含水量、不同养护龄期条件下,联合固化污染土的无侧限抗压强度、浸出特性及酸中和能力.结果表明,熟石灰-高炉矿渣联合修复镉和铬污染土壤具有有效性,力学性能主要由固化剂掺量和水含量控制,而重金属铬和镉的浸出主要受pH和固化剂掺量的影响;熟石灰与高炉矿渣质量比1∶4作为混合固化剂掺量20％、含水量为最佳含水率22％时,满足填埋场的废物接受标准和相关环境质量标准要求.     

污水污泥页岩烧结制品的重金属固化与水环境浸出稳定性

提高重金属固化程度与浸出稳定性是含重金属污水污泥处置和利用的前提。采用污水污泥并模拟提高其重金属Cr、Cu、Pb的含量,与页岩混合制备烧结砖和陶粒制品,研究重金属在页岩制品高温烧制过程中的固化率以及制品中重金属的水环境浸出稳定性,通过X射线衍射和扫描电子显微镜分析含重金属矿物的赋存形态和页岩制品微观形貌对重金属固化与浸出稳定性影响。与相同条件下焚烧纯污水污泥相比,重金属在页岩制品烧制过程中固化率明显提高,浸出毒性明显降低,重金属在页岩制品中易形成稳定的尖晶石型矿物以及页岩制品所具有的致密微观结构;相比烧结砖,陶粒中重金属固化程度和浸出稳定性更高,因为陶粒在更高温度下有利于尖晶石型矿物和致密结构形成。     

钢渣微粉用于重金属污染土壤固化剂实验研究

采用正交试验法研究了钢渣微粉固化剂对重金属污染土壤的修复效果.原土经过固化处理后,Cr、Ni、Cu、Zn和Pb的浸出浓度大大降低,浸出浓度普遍下降了99％以上,但掺量、时间、固液比、钢渣微粉比例对重金属的浸出浓度呈现了不同的影响,浸出浓度结果证明了钢渣粉除了具有胶凝性的特征外,其多空性和富含碳酸盐、铁锰氧化物等特点能够使其具有更加优越的固化效果.同时,经过处理后的固化体无侧限抗压强度可达2.4 MPa以上,且与时间、掺量具有良好的相关性,但钢渣微粉比例的增加能够一定程度降低固化体的前期强度.     

含重金属底泥固化及浸出毒性的研究

采用水泥固化法对某冶炼厂含重金属硫化物底泥进行固化处理。主要分析了底泥中重金属含量和不同提取剂对重金属浸出量的影响,并考察在不同底泥掺量比例和不同养护龄期对重金属浸出的影响,实验表明:重金属浸出浓度随水泥掺入比例和养护时间的增加而减少,固化最佳配比为底泥掺入量60%,固化体养护期10天,固化效果良好且稳定;固化体中Pb、Zn和Cd浸出毒性低于国家标准,但Tl的浸出仍存在显著风险。     

固体废物焚烧灰渣毒性评估及其控制方法研究进展

固体废物焚烧产生的灰渣时环境是一种二次污染物,其中,焚烧飞灰因其含有重金属及有毒有机污染物而被列为危险固体废物,因此在其最终处置前,必须进行稳定化处理.作者介绍了灰渣的污染特性,尤其是飞灰中所含重金属、有毒有机污染物的毒性及其各种评估方法,包括水平震荡法、浸出柱实验法、毒性浸出程序(TCLP),并综述了当前灰渣的控制技术方法和资源化利用手段,如水泥固化法、熔融固化法、化学药剂固化法.     

磷酸亚铁铵对铅污染土壤的修复研究

利用磷酸亚铁铵对5倍铅(GB 15618—1995三级标准)污染土壤进行固化,并通过TCLP和Tessier连续提取法对固化效果进行分析。结果表明,磷酸亚铁铵的加入使可交换态和碳酸盐结合态铅显著减少,降低了重金属Pb的有效性,可有效固化土壤中的重金属Pb。磷酸亚铁铵质量分数为1.5%时能达到固化要求,且加入的固化剂量越大,稳定效率越高。利用XRD和SEM对土壤进行结构表征,结果表明,经固化处理后形成的磷酸铅盐(PbH_2PO_4、Pb_3(PO_4)_2)、类磷氯铅矿(Pb-PO_4-Cl/OH)及混合重金属沉淀物(Fe-PO_4-Pb-OH)结构稳定,使得重金属离子难以浸出。     

重金属铬（Cr）的化合态对水泥性能的影响

研究了普通硅酸盐水泥对重金属Cr不同化合态的固化效果;分析了Cr对水泥凝结时间、胶砂强度等性能的影响.同时借助XRD测试分析技术,探讨了水泥固化重金属Cr6+的机理;通过原子吸收光谱及浸出实验,分析了固化后的水泥体中Cr的溶出情况.其中浸出实验表明,Na2CrO4掺量达到1.0%时,浸出液的六价铬浸出毒性低于国家标准,但当掺量达到2.0%时,则已经超过了国家标准.